Оксид серы(VI)

Оксид серы(VI)
Оксид серы(VI)
Оксид серы(VI): химическая формула
Оксид серы(VI): вид молекулы
Общие
Систематическое наименование Оксид серы (VI)
Химическая формула SO3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.) бесцветная жидкость
Отн. молек. масса 80.06 а. е. м.
Молярная масса 80.06 г/моль
Плотность 1.92 г/см³
Термические свойства
Температура плавления 16,9 °C
Температура кипения 45 °C
Энтальпия образования (ст. усл.) −397.77 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS [7446-11-9]
Безопасность
ЛД50 510 мг/кг
Токсичность
NFPA 704.svg

Окси́д се́ры (VI) (се́рный ангидри́д, трео́кись се́ры, се́рный га́з) SO3 — высший оксид серы, тип химической связи: ковалентная полярная химическая связь. В обычных условиях легколетучая бесцветная жидкость с удушающим запахом. При температурах ниже 16,9 °C застывает с образованием смеси различных кристаллических модификаций твёрдого SO3.

Находящиеся в газовой фазе молекулы SO3 имеют плоское тригональное строение с симметрией D3h (угол OSO = 120°, d(S-O) = 141 пм.) При переходе в жидкое и кристаллическое состояния образуются циклический тример и зигзагообразные цепи.

Пространственная модель молекулы γ-SO3

Твёрдый SO3 существует в α-, β-, γ- и δ-формах, с температурами плавления соответственно 16,8, 32,5, 62,3 и 95 °C и различающихся по форме кристаллов и степени полимеризации SO3. α-форма SO3 состоит преимущественно из молекул триме́ра. Другие кристаллические формы серного ангидрида состоят из зигзагообразных цепей: изолированных у β-SO3, соединенных в плоские сетки у γ-SO3 или в пространственные структуры у δ-SO3. При охлаждении из пара сначала образуется бесцветная, похожая на лёд, неустойчивая α-форма, которая постепенно переходит в присутствии влаги в устойчивую β-форму — белые «шёлковистые» кристаллы, похожие на асбест. Обратный переход β-формы в α-форму возможен только через газообразное состояние SO3. Обе модификации на воздухе «дымят» (образуются капельки H2SO4) вследствие высокой гигроскопичности SO3. Взаимный переход в другие модификации протекает очень медленно. Разнообразие форм триоксида серы связано со способностью молекул SO3 полимеризоваться благодаря образованию донорно-акцепторных связей. Полимерные структуры SO3 легко переходят друг в друга, и твердый SO3 обычно состоит из смеси различных форм, относительное содержание которых зависит от условий получения серного ангидрида.

Содержание

Получение

Получают, окисляя оксид серы (IV) кислородом воздуха при нагревании, в присутствии катализатора (V2O5, Pt или NaVO3):

\mathsf{2SO_2 + O_2 \xrightarrow[Cat.]{^ot} 2SO_3}

Можно получить термическим разложением сульфатов:

\mathsf{Fe_2(SO_4)_3 \xrightarrow[]{^ot} Fe_2O_3 + 3SO_3}

или взаимодействием SO2 с озоном:

\mathsf{SO_2 + O_3 \rightarrow SO_3 + O_2}

Для окисления SO2 используют также NO2:

\mathsf{SO_2 + NO_2 \rightarrow SO_3 + NO}

Эта реакция лежит в основе исторически первого, нитрозного способа получения серной кислоты.

Химические свойства

1. Кислотно-основные: SO3 — типичный кислотный оксид, ангидрид серной кислоты. Его химическая активность достаточно велика. При взаимодействии с водой образует серную кислоту:

\mathsf{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}

Однако в данной реакции серная кислота образуется в виде аэрозоли, и поэтому в промышленности оксид серы(VI) растворяют в серной кислоте с образованием олеума, который далее растворяют в воде до образования серной кислоты нужной концентрации.

Взаимодействует с основаниями:

\mathsf{2KOH + SO_3 \rightarrow K_2SO_4 + H_2O}

и оксидами:

\mathsf{CaO + SO_3 \rightarrow CaSO_4}

SO3 растворяется в 100%-й серной кислоте, образуя олеум:

\mathsf{H_2SO_4 + SO_3 \rightarrow H_2S_2O_7}

2. Окислительно-восстановительные: SO3 характеризуется сильными окислительными свойствами, восстанавливается, обычно, до сернистого ангидрида:

\mathsf{5SO_3 + 2P \rightarrow P_2O_5 + 5SO_2}
\mathsf{3SO_3 + H_2S \rightarrow 4SO_2 + H_2O}
\mathsf{2SO_3 + 2KI \rightarrow SO_2 + I_2 + K_2SO_4}

3. При взаимодействии с хлороводородом образуется хлорсульфоновая кислота:

\mathsf{SO_3 + HCl \rightarrow HSO_3Cl}

Также взаимодействует с двухлористой серой и хлором, образуя тионилхлорид:

\mathsf{SO_3 + Cl_2 + 2SCl_2 \rightarrow 3SOCl_2}

Применение

Серный ангидрид используют в основном в производстве серной кислоты.

Литература

  • Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
  • Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. «Общая и неорганическая химия» М.: Химия 1994

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужен реферат?

Полезное


Смотреть что такое "Оксид серы(VI)" в других словарях:

  • Оксид серы (VI) — Оксид серы(VI) Общие Систематическое наименование Оксид серы(VI) Химическая формула …   Википедия

  • Оксид серы (IV) — Оксид серы(IV) Общие Систематическое наименование Оксид серы(IV) Химическая формула …   Википедия

  • оксид серы — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN sulphur oxide An oxide of sulphur, such as sulphur dioxide and sulphur trioxide; they are formed primarily from the combustion of fossil fuels; major air pollutants and cause… …   Справочник технического переводчика

  • Оксид серы(IV) — У этого термина существуют и другие значения, см. Оксид серы. Оксид серы(IV) …   Википедия

  • Оксид серы — Оксиды серы: Четырёхвалентный (SO2) Шестивалентный (SO3) …   Википедия

  • Оксид — (окисел, окись)  соединение химического элемента с кислородом, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Химический элемент кислород по электроотрицательности второй после фтора, поэтому к оксидам относятся… …   Википедия

  • Оксид кальция — Общие …   Википедия

  • Оксид титана(IV) — Общ …   Википедия

  • Двуокись серы — Оксид серы(IV) Общие Систематическое наименование Оксид серы(IV) Химическая формула …   Википедия

  • Диоксид серы — Оксид серы(IV) Общие Систематическое наименование Оксид серы(IV) Химическая формула …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»