Tritlenek siarki

Tritlenek siarki
Ilustracja
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

SO3

Masa molowa

80,06 g/mol

Wygląd

bezbarwna, lotna ciecz

Identyfikacja
Numer CAS

7446-11-9

PubChem

24682

Podobne związki
Podobne związki

tritlenek selenu

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Multimedia w Wikimedia Commons

Tritlenek siarki (nazwa Stocka: tlenek siarki(VI)), SO
3 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków kwasowych, w którym siarka występuje na VI stopniu utlenienia.

Budowa cząsteczki

Monomeryczna cząsteczka tritlenku siarki w stanie gazowym ma płaską budowę trójkąta równobocznego. Długość wiązań S−O wynosi 142 pm, a kąty pomiędzy wiązaniami O−S−O wynoszą po 120°[2][1].

Otrzymywanie

Tritlenek siarki powstaje jako produkt pośredni w procesie otrzymywania kwasu siarkowego metodą kontaktową poprzez katalityczne utlenianie SO
2 (z uwagi na małą szybkość reakcji pomiędzy SO
2 i tlenem stosuje się katalizator w postaci V
2O
5, który zastąpił używaną wcześniej platynę)[2][7]. SO
3 nie jest jednak zazwyczaj izolowany, a dalej wykorzystywany do otrzymania pożądanego kwasu[1].

Laboratoryjne metody otrzymywania tego tlenku obejmują odwadnianie kwasu siarkowego przy użyciu P
4O
10:

2H
2SO
4 + P
4O
10 → 4HPO
3 + 2SO
3

oraz ogrzewanie disiarczanu potasu[2]:

K
2S
2O
7 → K
2SO
4 + SO
3

a także utlenianie SO
2 przy użyciu SeO
2:

2SO
2 + SeO
2 → 2SO
3 + Se

Właściwości

Tritlenek siarki jest w warunkach pokojowych bezbarwną cieczą. Może występować w trzech formach: α-SO
3, β-SO
3, γ-SO
3. Poniżej temperatury 16,86 °C tworzy się forma γ jako rombowe kryształy przypominające lód, w których cząsteczki tritlenku siarki występują jedynie w postaci cyklicznych trimerów (SO
3)
3. Pod wpływem niewielkich ilości wilgoci forma γ przekształca się do formy β będąca w rzeczywistości mieszaniną kwasów polisiarkowych HO(SO
2O)
xH (gdzie x jest bardzo duże, około 105). Do wytworzenia się formy α (bardziej usieciowanej i przypominającej azbest) także potrzebna jest obecność wilgoci. W stanie gazowym monomeryczne cząsteczki SO
3 występują w równowadze z trimerami[2][1].

Skłonność do polimeryzacji powoduje, że sprzedawany tritlenek siarki wzbogacany jest o dodatki hamujące tę reakcję. Są to zazwyczaj m.in. związki boru lub krzemu (w ilościach ok. 0,03–1,5%)[1].

Tritlenek siarki, będąc kwasem Lewisa, może tworzyć kompleksy donorowo-akceptorowe z zasadami Lewisa, np. z pirydyną

Tritlenek siarki jest bardzo reaktywny. Reaguje gwałtownie i egzotermicznie z wodą tworząc kwas siarkowy. Ma właściwości utleniające (utlenia m.in. fosfor do P
4O
10) i jest silnym kwasem Lewisa[2]. Z halogenowodorami daje odpowiednie kwasy halogenosiarkowe (HSO
3X)[1].

Stały SO
3 ma dość dużą lotność, przez co jego pary mogą tworzyć z wilgocią H
2SO
4[2].

Zastosowanie

Tritlenek siarki stosuje się do otrzymywania kwasu siarkowego oraz innych związków (m.in. poprzez sulfonowanie związków organicznych, np. alkilobenzenów do kwasów alkilobenzenosulfonowych)[7]. Znajduje zastosowanie także przy produkcji materiałów wybuchowych[8].

Przypisy

  1. ↑ a b c d e f g h i Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 703, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).
  2. ↑ a b c d e f g Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 6, t. 2, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010, s. 638–641, ISBN 978-83-01-16282-5.
  3. ↑ a b David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-93, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
  4. ↑ a b David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 6-53, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
  5. ↑ a b Tritlenek siarki (nr 227692) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2012-10-15]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  6. ↑ Sulfur trioxide (nr 227692) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2012-10-15]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  7. ↑ a b John David Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, wyd. 4, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997, s. 248–249, ISBN 83-01-12352-4.
  8. ↑ Pradyot Patnaik, Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 904–906, ISBN 0-07-049439-8 (ang.).

Linki zewnętrzne

Tlenki siarki