Оксид серы(VI)
Оксид серы(VI) | |
---|---|
![]() | |
Общие | |
Систематическое наименование |
Оксид серы (VI) |
Хим. формула | SO3 |
Физические свойства | |
Состояние | бесцветная жидкость |
Молярная масса | 80,06 г/моль |
Плотность | 1,92 (жидкость) |
Термические свойства | |
Температура | |
• плавления | 16,83 °C |
• кипения | 44,9 °C |
Энтальпия | |
• образования | -395,8 кДж/моль |
Химические свойства | |
Растворимость | |
• в воде | реагирует с образованием серной кислоты |
Классификация | |
Рег. номер CAS | [7446-11-9] |
Безопасность | |
ЛД50 | 100—140 мг/кг |
Токсичность | Высокоопасное, токсичное вещество, 2 класс опасности по степени воздействия на организм. Действует на ЦНС, почки, печень. Вредно при вдыхании. |
Пиктограммы СГС |
|
NFPA 704 | |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. |

Окси́д се́ры (VI) (се́рный ангидри́д, трёхо́кись се́ры, се́рный газ) — высший оксид серы. Ангидрид серной кислоты. В обычных условиях легколетучая бесцветная жидкость с удушливым запахом. Весьма токсичен. При температурах ниже 16,9 °C застывает с образованием смеси различных кристаллических модификаций твёрдого SO3.
Получение
Окислением оксид серы (IV) кислородом воздуха при температуре 400—500 °C, в присутствии катализатора (V2O5, Pt, NaVO3, Fe2O3):
- [math]\ce{ 2 SO2{}+ O2 ->[\ce{400-500^{o}C,\ V2O5,\ Pt,\ NaVO3,\ Fe2O3}] 2 SO3 }[/math].
Окислением SO2 диоксидом азота (нитрозный метод получения серной кислоты):
- [math]\ce{ SO2 + NO2 -> SO3 + NO }[/math].
Можно получить пиролизом сульфатов:
- [math]\ce{ Fe2(SO4)3 ->[^ot] Fe2O3 + 3 SO3 }[/math].
Или взаимодействием SO2 с озоном. Озон образуется из кислорода под действием ультрафиолета.
- [math]\ce{ 3 O2 ->[\ce{UV}] 2 O3, }[/math]
- [math]\ce{ SO2 + O3 -> SO3 + O2 ^ }[/math].
Физические свойства
Оксид серы(VI) — в обычных условиях легколетучая бесцветная жидкость с удушающим запахом.
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. Тип химической связи в молекуле: ковалентная полярная химическая связь.
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.
Химические свойства
SO3 — типичный кислотный оксид, ангидрид серной кислоты. Его химическая активность достаточно велика.
При взаимодействии с водой образует серную кислоту:
- [math]\ce{ SO3 + H2O -> H2SO4, }[/math]
в этой реакции серная кислота образуется в виде аэрозоля, 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:
- [math]\ce{ 2 KOH + SO3 -> K2SO4 + H2O, }[/math]
а также с оксидами:
- [math]\ce{ CaO + SO3 -> CaSO4 }[/math].
SO3 сильный окислитель свойствами, обычно в реакциях восстанавливается до диоксида серы:
- [math]\ce{ 5 SO3 + 2 P -> P2O5 + 5 SO2 ^ , }[/math]
- [math]\ce{ 3 SO3 + H2S -> 4 SO2 ^ + H2O, }[/math]
- [math]\ce{ 2 SO3 + 2 KI -> SO2 ^ + I2 + K2SO4 }[/math].
При взаимодействии с хлороводородом образуется хлорсульфоновая кислота:
- [math]\ce{ SO3 + Cl2 + 2 SCl2 -> 3 SOCl2 }[/math].
Также взаимодействует с двухлористой серой и хлором, образуя тионилхлорид: ⚫
- [math]\ce{ SO3 + Cl2 + 2 SCl2 -> 3 SOCl2 }[/math].
Применение
Серный ангидрид в основном используют в производстве серной кислоты и в металлургии.
Физиологическое действие
Триоксид серы — токсичное вещество, поражает слизистые оболочки и дыхательные пути, разрушает органические соединения. Хранят в запаянных стеклянных сосудах.
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.
Оксиды |
---|