Schwefeltrioxid (SO3) Struktur, Eigenschaften, Risiken, verwendet

Er Schwefeltrioxid Es ist eine anorganische Verbindung, die durch die Vereinigung eines Schwefelatoms und 3 Sauerstoffatome (O) gebildet wird. Seine molekulare Formel ist so₃. Bei Raumtemperatur die so₃ Es ist eine Flüssigkeit, die Gase in der Luft abgibt.

Die Struktur des SO₃ Gasförmig ist flach und symmetrisch. Der Drei -Sauerstoff befindet sich genauso rund um den Schwefel. Das so₃ Reagiert heftig mit Wasser. Die Reaktion ist exotherm, was bedeutet, dass Wärme erzeugt wird, mit anderen Worten, viel erhitzt wird.

Schwefelmolekül so₃. Autor: Benjah-BMM27. Quelle: Wikimedia Commons.

Wenn das so₃ Flüssigkühl. Das stabilste ist das Alpha in Form von Schichten zusammen miteinander, die ein Netzwerk bilden.

Gasförmiger Schwefeltrioxid wird verwendet, um Rauchschwefelsäure zuzubereiten, das auch aufgrund seiner Öl- oder öligen Substanzähnlichkeit als Öl bezeichnet wird. Eine weitere wichtige Anwendungen ist die Sulfonierung organischer Verbindungen, dh die Zugabe von Gruppen -So₃- zu diesen. Somit können unter anderem nützliche Chemikalien hergestellt werden wie Reinigungsmittel, Farbstoffe, Pestizide.

Das so₃ Es ist sehr gefährlich, es kann schwerwiegende Verbrennungen, Augen und Hautschäden verursachen. Es sollte auch nicht eingeatmet oder aufgenommen werden, weil es durch innere Verbrennungen, im Mund, in der Speiseröhre, im Magen usw. zum Tod führen kann.

Aus diesen Gründen muss es mit großer Vorsicht manipuliert werden. Sie sollten niemals Wasser oder brennbare Materialien wie Holz, Papier, Stoffe usw. kontaktieren., Nun, Feuer kann produziert werden. Es sollte auch aufgrund der Explosionsgefahr auch verworfen werden oder Abwasserkanäle.

Das so₃ Gasous, die in industriellen Prozessen erzeugt wurden.

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Struktur

Das Schwefel -Trioxidmolekül so₃ Im gasförmigen Zustand hat es eine flache dreieckige Struktur.

Dies bedeutet, dass sowohl Schwefel als auch drei Sauerstoff in derselben Ebene gefunden werden. Darüber hinaus ist die Verteilung von Sauerstoff und allen Elektronen symmetrisch.

Lewis Resonance Starcutures. Elektronen sind in der SO gerecht verteilt₃. Autor: Marilú Stea.

In Festkörper sind drei Arten von SO -Struktur bekannt₃: Alfa (α-SO₃), Beta (β-SO₃) und Gamma (γ-SO₃).

Die Gamma-Form γ-SO₃ Enthält zyklische Trimmer, dh drei Einheiten von SO₃ zusammen ein zyklisches oder ringgeschnittenes Molekül bilden.

Ringmolekül des Gammas vom festen Schwefeltrioxidtyp. Autor: Marilú Stea.

Die Beta-β-SO-Phase₃ Es hat unendliche helikale Ketten der Zusammensetzung Tetraeder so₄ miteinander vereint.

Struktur eines festen Schwefeltrioxid -Beta -Typs. Autor: Marilú Stea.

Der stabilste Weg ist Alpha α-SO₃, Ähnlich wie die Beta, aber mit einer Schichtstruktur, wobei die United -Ketten ein Netzwerk bilden.

Nomenklatur

-Schwefeltrioxid

-Schwefelanhydrid

-Schwefeloxid

-SW₃ Gamma, γ-SO₃

-SW₃ Beta, β-SO₃

-SW₃ Alfa, α-SO₃

Physikalische Eigenschaften

Körperlicher Status

Bei Raumtemperatur (ca. 25 ° C) und atmosphärischem Druck die SO₃ Es ist eine farblose Flüssigkeit, die Dämpfe in der Luft ausgibt.

Wenn das so₃ Die Flüssigkeit ist rein bei 25 ° C eine Mischung aus so₃ monomer (ein einzelnes Molekül) und Trimer (3 gebundene Moleküle) der Formel s₃ENTWEDER₉, auch so genannt₃ Gamma γ-SO₃.

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Beim Absenken der Temperatur, wenn die so₃ Es ist rein, wenn es 16,86 ºC erreicht, es verfestigt oder friert γ-SO ein₃, Auch "so Eis so genannt₃".

Wenn es kleine Mengen an Feuchtigkeit (sogar extrem kleine Spuren oder Mengen) enthält₃ Polymerisiert das Beta-β-SO₃ das bildet Kristalle mit einer seidigen Helligkeit.

Dann werden mehr Gewerkschaften gebildet, indem die α-SO-Struktur erzeugt wird₃, Das ist ein kristalliner Feststoff in Form von Nadeln, die Asbest oder Asbest ähneln.

Wenn das Alpha und die Beta -Schmelze Gamma erzeugen.

Molekulargewicht

80.07 g/mol

Schmelzpunkt

SW₃ Gamma = 16,86 ºC

Dreifacher Punkt

Es ist die Temperatur, bei der die drei physikalischen Zustände vorhanden sind: fest, flüssig und gasförmig. In der Alpha -Form liegt der dreifache Punkt bei 62,2 ºC und in der Beta liegt es bei 32,5 ° C.

Durch Erhitzen der Alpha -Form hat dies eine größere Tendenz zu Sublimisierung als zu schmelzen. Sublimimar bedeutet, sich direkt vom Festkörper in die Soda zu bewegen, ohne den flüssigen Zustand zu durchlaufen.

Siedepunkt

Alle Formen von SO₃ Kochen Sie bei 44,8 ºC.

Dichte

Das so₃ Flüssigkeit (Gamma) hat eine Dichte von 1.9225 g/cm³ bei 20 ºC.

Das so₃ Gasous hat eine Dichte von 2,76 relativ zur Luft (Luft = 1), was darauf hinweist, dass sie schwerer als die Luft ist.

Dampfdruck

SW₃ Alfa = 73 mm Hg bei 25 ºC

SW₃ Beta = 344 mm Hg bei 25 ° C

SW₃ Gamma = 433 mm Hg bei 25 ºC

Dies bedeutet, dass die Gamma -Form leichter verdampft als die Beta und das, was das Alpha.

Stabilität

Die Alpha -Form ist die stabilste Struktur, die anderen sind metastabil, das heißt, sie sind weniger stabil.

Chemische Eigenschaften

Das so₃ reagiert energisch mit Wasser, um Schwefelsäure H zu ergeben₂SW₄. Bei der Reaktion gibt es sehr Wärme, so dass der Wasserdampf schnell von der Mischung abgelöst wird.

Ausgesetzt werden, um die SO zu lüften₃ Feuchtigkeit schnell absorbieren und dichte Dämpfe emittieren.

Es ist ein sehr starkes Dehydrationsmittel, dies bedeutet, dass es Wasser leicht aus anderen Materialien beseitigt.

Der Schwefel des SO₃ Es hat eine Affinität für freie Elektronen (dh Elektronen, die sich nicht in einem Zusammenhang zwischen zwei Atomen befinden), daher bildet es Komplexe mit Verbindungen, die sie besitzen, wie Pyridin, Trimethylamin oder Dioxan.

Komplex zwischen Schwefeltrioxid und Pyridin. Benjah-BMM27 [Public Domain]. Quelle: Wikimedia Commons.

Durch die Bildung von Komplexen nimmt Schwefel die Elektronen der anderen Verbindung „geliehen“, um ihr Fehlen dieser zu erfüllen. Schwefeltrioxid ist in diesen Komplexen noch erhältlich, die in chemischen Reaktionen verwendet werden, um dies zu liefern₃.

Es handelt₃- Zu den Molekülen.

Es reagiert leicht mit den Oxiden vieler Metalle, um Sulfate dieser Metalle zu ergeben.

Es ist ätzend gegenüber Metallen, Tier und Pflanzengeweben.

Das so₃ Aus mehreren Gründen ist es ein schwieriges Material zu handhaben: (1) sein Siedepunkt ist relativ niedrig, (2) neigt dazu, bei Temperaturen von weniger als 30 ° C feste Polymere zu bilden, und (3) hat eine hohe Reaktivität gegenüber fast allen organischen Substanzen Und das Wasser.

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Es kann explosionsartig polymerisieren, wenn es keinen Stabilisator enthält und es Feuchtigkeit vorhanden ist. Als Stabilisatoren werden Dimethylsulfat oder Boroxid verwendet.

Erhalten

Es wird durch die Reaktion bei 400 ° C zwischen dem Schwefeldioxid erhalten₂ und molekularer Sauerstoff oder₂. Die Reaktion ist jedoch sehr langsam und Katalysatoren sind erforderlich, um die Geschwindigkeit davon zu erhöhen.

2 Also₂ + ENTWEDER₂ ⇔ 2 so₃

Unter den Verbindungen, die diese Reaktion beschleunigen₂ENTWEDER₅, Eisenoxid₂ENTWEDER₃ und Stickoxid.

Anwendungen

In der Ölvorbereitung

Eine ihrer Hauptanwendungen besteht in der Herstellung von Öl- oder Rauchschwefelsäure, die genannt werden. Um es zu erhalten, wird das SO absorbiert₃ In konzentrierter Schwefelsäure H₂SW₄.

Pu -sulfurisches Oleum oder Rauchen. Sie können sehen, wie der weiße Rauch aus der Flasche kommt. W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]. Quelle: Wikimedia Commons.

Dies geschieht in speziellen Edelstahltürmen, in denen konzentrierte Schwefelsäure (was flüssig ist)₃ Gasous geht auf.

Flüssigkeit und Gas kommen in Kontakt und verbinden sich und bilden das Oleum, das eine ölige Flüssigkeit ist. Dies hat eine Mischung aus H₂SW₄ Und so₃, aber es hat auch Disulfursäuremoleküle H₂S₂ENTWEDER₇ und Trisulfuric h₂S₃ENTWEDER₁₀.

Bei chemischen Sulfonierungsreaktionen

Die Sulfonation ist ein wesentliches Verfahren in großtastenden industriellen Anwendungen für die Herstellung von Reinigungsmitteln, Tensiden, Farbstoffen, Pestiziden und Pharmazeutika.

Das so₃ Es dient unter vielen anderen Verbindungen als sulfonantes Mittel zur Herstellung von Schwefelölen und Alkyl-angal-sulfonierten Reinigungsmitteln. Unten ist die Sulfonierungsreaktion einer aromatischen Verbindung:

Arh + so₃ → Arso₃H

Benzolsulfonierung mit so₃. Pedro8410 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]. Quelle: Wikimedia Commons.

Bei Sulfonierungsreaktionen können Oleum oder so verwendet werden₃ in Form seiner Komplexe mit Pyridin oder Trimethylamin unter anderem.

In der Metallextraktion

Gas s₃ Es wurde bei der Behandlung von Mineralien eingesetzt. Einfache Metalloxide können bei der Behandlung mit so viel löslichere Sulfate werden₃ bei relativ niedrigen Temperaturen.

Schwefelmineralien wie Pyrit (Eisensulfid), Traktat₃ Ermöglicht diese Metalle leicht und zu niedrigen Kosten.

Eisen, Nickel und Kupfersulfide reagieren mit so Gas₃ Selbst bei Raumtemperatur bilden die jeweiligen Sulfate, die sehr löslich sind und anderen Prozessen ausgesetzt werden können, um reines Metall zu erhalten.

In mehreren Verwendungen

Das so₃ Es dient zur Herstellung von Chlorosulfursäure, auch Chlorosulfonsäure HSO genannt₃Cl.

Schwefeltrioxid ist ein sehr starkes Oxidationsmittel und wird in der explosiven Herstellung verwendet.

Risiken

Für die Gesundheit

Das so₃ Es ist eine hochgiftige Verbindung durch alle Wege, dh Inhalation, Aufnahme und Hautkontakt.

Irrita und Korrodes Schleimhäute. Verursacht Haut und Augen. Seine Dämpfe sind sehr giftig, wenn sie eingeatmet werden. Innen Verbrennungen werden erzeugt, Atemschwierigkeiten, Brustschmerzen und Lungenödeme.

Kann Ihnen dienen: Butanone: Struktur, Eigenschaften und VerwendungSchwefeltrioxid SO3 ist sehr ätzend und gefährlich. Autor: Openicons. Quelle: Pixabay.

Es ist giftig. Seine Einnahme erzeugt schwere Verbrennung, Speiseröhre und Magen. Darüber hinaus wird vermutet, dass es Karzinogen ist.

Feuer oder Explosion

Es repräsentiert die Brandgefahr, wenn sie mit organischen Materialien wie Holz, Fasern, Papier, Öl, Baumwolle in Kontakt kommen, insbesondere wenn sie nass sind.

Es besteht auch das Risiko, wenn Sie mit Basen oder Reduzierungen in Kontakt kommen. Es wird explosionsartig mit Wasser kombiniert und bildet Schwefelsäure.

Der Kontakt mit Metallen kann Wasserstoffgas H erzeugen H₂ das ist sehr entflammbar.

Es sollte in Glasgefäßen vermieden werden, um einen möglichen heftigen Bruch des Behälters zu verhindern.

Umweltbelastung

Das so₃ Es gilt als einer der größten Schadstoffe in der Erdatmosphäre. Dies ist auf seine Rolle bei der Bildung von Aerosolen und ihrem Beitrag zum sauren Regen zurückzuführen (aufgrund der Bildung von Schwefelsäure H₂SW₄).

Wald durch sauren Regen in der Tschechischen Republik beschädigt. Lovecz [Public Domain]. Quelle: Wikimedia Commons.

Das so₃ Es wird in der Atmosphäre aufgrund der Oxidation von Schwefeldioxid so gebildet₂. Wenn das SO gebildet wird₃ Dies reagiert schnell mit Wasser, um Schwefelsäure H zu bilden₂SW₄. Nach jüngsten Studien gibt es andere SOS -Transformationsmechanismen₃ In der Atmosphäre, aber aufgrund der großen Menge an Wasser, die in diesem vorhanden ist, wird dies immer noch in Betracht gezogen₃ Hauptsächlich zu H umgewandelt₂SW₄.

Das so₃ Gas- oder industrieller gasförmiger Abfall, der es enthält, sollte nicht in die Atmosphäre heruntergeladen werden, da es sich um eine gefährliche Verunreinigung handelt. Es ist ein extrem reaktives Gas und, wie oben bereits gesagt, in Gegenwart von Feuchtigkeit der Luft die so₃ Es wird Schwefelsäure H₂SW₄. Daher in der Luft die so₃ besteht in Form von Schwefelsäure, die kleine Tröpfchen oder Aerosol bildet.

Wenn Schwefelsäure -Tröpfchen in den Atemweg des Menschen oder der Tiere eindringen, wachsen sie aufgrund der dort vorhandenen Feuchtigkeit schnell, sodass sie die Möglichkeit haben, in die Lunge zu durchdringen. Einer der Mechanismen durch den Säurenebel von H₂SW₄ (Das ist so₃) Es kann eine starke Toxizität erzeugen, weil der extrazelluläre und intrazelluläre pH -Wert lebender Organismen (Pflanzen, Tiere und menschliches Wesen) Veränderungen verändert).

Nach Angaben einiger Forscher, also Nebel₃ Es ist die Ursache für die Zunahme der Asthmatiker in einem Gebiet Japans. Der Nebel so₃ Es wirkt sich sehr ätzend auf Metalle aus, sodass die vom Menschen gebauten Metallstrukturen wie einige Brücken und Konstruktionen sehr betroffen sein können.

Das so₃ Flüssigkeit sollte nicht in der Entwässerung von schmutzigen Gewässern oder Abwasserkanälen verworfen werden. Wenn es in die Abwasserkanäle gegossen wird, können Sie Feuer- oder Explosionsgefahr schaffen. Wenn es versehentlich verschüttet wird, sollte ein Wasserstrom nicht auf das Produkt gerichtet werden. Es sollte niemals in Sägemehl oder anderen absorbierenden Kraftstoff aufgenommen werden, da es Feuer erzeugen kann.

Es sollte in trockenem Sand, trockenem Land oder einem anderen völlig trockenen Inert absorbiert werden. Das so₃ Es sollte nicht in die Umwelt gegossen werden und sollte sich niemals damit in Verbindung setzen. Es sollte weit von Wasserquellen entfernt gehalten werden, da mit dieser Schwefelsäure erzeugt werden, die für Wasser- und Landorganismen schädlich ist.

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