Struktura žveplovega trioksida (SO3), lastnosti, tveganja, uporabe

On Trioksid žvepla Gre. Njegova molekularna formula je tako₃. Pri sobni temperaturi SO₃ Je tekočina, ki oddaja pline v zraku.

Struktura SO₃ Plinasta je ravna in simetrična. Trije kisik se nahajajo pravično okoli žvepla. SO₃ Silovito reagira z vodo. Reakcija je eksotermična, kar pomeni, da se toplota proizvaja, z drugimi besedami, veliko se segreva.

Molekula žveplovega trioksida tako₃. Avtor: Benjah-BMM27. Vir: Wikimedia Commons.

Ko SO₃ Tekočina se ohladi, postane trdna snov, ki ima lahko tri vrste strukture: alfa, beta in gama. Najbolj stabilna je alfa v obliki plasti skupaj med seboj, ki predstavljajo omrežje.

Za pripravo kajenja žveplove kisline, imenovane tudi olje, se uporablja za olje ali mastno podobnost plinasto žveplovi trioksid. Druga od njenih pomembnih aplikacij je v sulfoniranju organskih spojin, to je dodajanje skupin -tako₃- do teh. Tako lahko med drugim pripravimo koristne kemikalije, kot so detergenti, barvila, pesticidi.

SO₃ Je zelo nevaren, lahko povzroči resne opekline, oči in poškodbe kože. Prav tako ga ne smemo vdihavati ali zaužiti, ker lahko povzroči smrt z notranjimi opeklinami, v ustih, požiralniku, želodcu itd.

Zaradi teh razlogov je treba manipulirati z veliko previdno. Nikoli se ne smete obrniti na vodo ali gorljive materiale, kot so les, papir, tkanine itd., No, ogenj lahko ustvarite. Prav tako ga ne smemo zavreči ali kanalizacije zaradi nevarnosti eksplozije.

SO₃ Plino, ustvarjene v industrijskih procesih.

[TOC]

Struktura

Molekula žveplovega trioksida tako₃ V plinastem stanju ima ravno trikotno strukturo.

To pomeni, da v isti ravnini najdemo tako žveplo kot trije kisik. Poleg tega je porazdelitev kisika in vseh elektronov simetrična.

Lewis Resonance Starcutures. Elektroni so pravično razporejeni v SO₃. Avtor: Marilú Stea.

V trdnem stanju so znane tri vrste SO strukture₃: Alfa (α-so₃), beta (β-so₃) in gama (γ-so₃).

Gama tvorba γ-so₃ Vsebuje ciklične trimese, to je tri enote SO₃ skupaj tvori ciklično ali obročno molekulo.

Molekula obroča trdnega žveplovega trioksida gama. Avtor: Marilú Stea.

Faza beta β-tako₃ Ima neskončne spiralne verige kompozicije tetraedre₄ združeni drug z drugim.

Struktura trdnega žveplovega trioksida beta. Avtor: Marilú Stea.

Najbolj stabilen način je alfa α-So₃, Podobno kot beta, vendar s strukturo plasti, pri čemer združene verige tvorijo omrežje.

Nomenklatura

-Trioksid žvepla

-Žveplov anhidrid

-Žveplov oksid

-SW₃ Gama, γ-So₃

-SW₃ Beta, β-So₃

-SW₃ Alfa, α-So₃

Fizične lastnosti

Fizično stanje

Pri sobni temperaturi (približno 25 ° C) in atmosferskem tlaku₃ To je brezbarvna tekočina, ki oddaja hlape v zraku.

Ko SO₃ Tekočina je čista pri 25 ° C je mešanica SO₃ monomerna (ena sama molekula) in trimerna (3 vezane molekule) formule S₃Tudi₉, tako imenovano tako₃ Gama γ-So₃.

Lahko vam služi: Rankine Scale: kaj je, konverzije, primeri

Pri spuščanju temperature, če SO₃ Čista je, ko doseže 16,86 ° C, utrdi ali zamrzne γ-So₃, Imenuje se tudi "Torej led₃".

Če vsebuje majhne količine vlažnosti (tudi izjemno majhne sledi ali količine)₃ Polimerizira beta β-So₃ ki tvori kristale s svilnato svetlostjo.

Potem se tvori več sindikatov z ustvarjanjem α-tako strukture₃, ki je kristalna trdna v obliki igel, ki spominja na azbest ali azbest.

Ko alfa in beta talina ustvarita gama.

Molekularna teža

80,07 g/mol

Tališče

SW₃ Gama = 16,86 ° C

Trojna točka

To je temperatura, pri kateri so prisotna tri fizična stanja: trdna, tekočina in plinasta. V alfa obliki je trojna točka na 62,2 ° C, v beta pa pri 32,5 ° C.

S segrevanjem alfa oblike ima to večjo nagnjenost k sublimiziranju kot taljenja. Sublimimar pomeni prehod iz trdnega stanja do sode, ne da bi šel skozi tekoče stanje.

Vrelišče

Vse oblike SO₃ zavre pri 44,8 ° C.

Gostota

SO₃ Tekočina (gama) ima gostoto 1.9225 g/cm³ pri 20 ° C.

SO₃ Plinast ima gostoto 2,76 glede na zrak (zrak = 1), kar kaže, da je težji od zraka.

Parni tlak

SW₃ Alfa = 73 mm Hg pri 25 ° C

SW₃ Beta = 344 mm Hg pri 25 ° C

SW₃ Gama = 433 mm Hg pri 25 ° C

To pomeni, da oblika gama ponavadi izhlapi lažje kot beta in to alfa.

Stabilnost

Alfa oblika je najbolj stabilna struktura, ostali so metastabilni, torej so manj stabilni.

Kemične lastnosti

SO₃ Energično reagira z vodo, da da žveplovo kislino h₂SW₄. Pri reakciji obstaja zelo toplota, tako da se vodna para hitro odlepi od mešanice.

Biti izpostavljen zraku₃ hitro absorbirajo vlago, oddajajo goste hlape.

To je zelo močno dehidrtno sredstvo.

Žveplo SO₃ Ima afiniteto za proste elektrone (torej elektrone, ki niso v povezavi med dvema atoma), zato se nagiba k kompleksom s spojinami, ki jih imajo, kot so piridin, trimetilamin ali dioksan.

Kompleks med žveplovim trioksidom in piridinom. Benjah-BMM27 [javna domena]. Vir: Wikimedia Commons.

Z oblikovanjem kompleksov je Sulfur "izposodil" elektrone druge spojine, da bi zadovoljil njihovo pomanjkanje. Žveplov trioksid je še vedno na voljo v teh kompleksih, ki se uporabljajo v kemičnih reakcijah, da bi to zagotovili₃.

To je močan sulfonant reagent organskih spojin, kar pomeni, da lahko enostavno dodaja skupino -tako₃- Do molekul.

Z lahkoto reagira z oksidi številnih kovin, da bi dali sulfate teh kovin.

Jed je za kovine, živali in rastlinska tkiva.

SO₃ Težko je ravnati iz več razlogov: (1) Njegova vrelišče je razmeroma nizka, (2) ima nagnjenost k tvorbi trdnih polimerov pri temperaturah, manjših od 30 ° C in (3) ima visoko reaktivnost do skoraj vseh organskih snovi In voda.

Vam lahko služi: amorfne trdne snovi: struktura, lastnosti, primeri

Lahko eksplozivno polimerizira, če ne vsebuje stabilizatorja in je prisotna vlaga. Kot stabilizatorji se uporabljajo dimetilsulfat ali bonski oksid.

Pridobivanje

Dobimo z reakcijo pri 400 ° C med žveplovim dioksidom tako₂ in molekularni kisik oz₂. Vendar je reakcija zelo počasna in za povečanje hitrosti tega so potrebni katalizatorji.

2 Torej₂ + Tudi₂ ⇔ 2 Torej₃

Med spojinami, ki pospešijo to reakcijo, so platino kovinski PT, vanadijev pentoksid V₂Tudi₅, Železni oksid₂Tudi₃ in dušikov oksid.

Prijave

Pri pripravi olja

Ena od njegovih glavnih aplikacij je pripravljanje oljne ali dimne žveplove kisline, imenovane, ker oddaja vidne hlape na golo oko. Da bi ga pridobili, se tako absorbira₃ V koncentrirani žveplovi kislini h₂SW₄.

Pu -sulfurni oleum ali kajenje. Lahko vidite beli dim, ki prihaja iz steklenice. W. Oelen [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]. Vir: Wikimedia Commons.

To se naredi v posebnih stolpih iz nerjavečega jekla, kjer je koncentrirana žveplova kislina (ki je tekočina)₃ Gaseous gre gor.

Tekočina in plin prideta v stik in se pridružita in tvorita oleum, ki je mastna tekočina. To ima mešanico h₂SW₄ In tako₃, ima pa tudi molekule disulfrinske kisline h₂S₂Tudi₇ in trisulfuric h₂S₃Tudi₁₀.

V kemičnih reakcijah sulfoniranja

Sulfonation je ključni postopek v velikih industrijskih aplikacijah za proizvodnjo detergentov, površinsko aktivnih snovi, barvil, pesticidov in farmacevtskih izdelkov.

SO₃ Služi kot sulfonantni sredstvo za pripravo sulfoniranih olj in detergentov z alkil-angalom, med številnimi drugimi spojinami. Spodaj je reakcija sulfoniranja aromatične spojine:

Arh + tako₃ → ARSO₃H

Benzensko sulfoniranje s SO₃. Pedro8410 [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]. Vir: Wikimedia Commons.

Za reakcije sulfoniranja se lahko uporabi olej ali tako₃ v obliki svojih kompleksov s piridinom ali trimetilaminom, med drugim.

Pri ekstrakciji kovin

Plin s₃ Uporablja se pri zdravljenju mineralov. Preprosti kovinski oksidi lahko pri zdravljenju s tem postanejo veliko bolj topni sulfati₃ pri razmeroma nizkih temperaturah.

Žveplovi minerali, kot je pirit (železni sulfid), trakt₃ Te kovine omogoča enostavno in z nizkimi stroški.

Sulfidi iz železa, niklja in bakra reagirajo s tako plinom₃ Tudi pri sobni temperaturi, ki tvorijo ustrezne sulfate, ki so zelo topni in so lahko podvrženi drugim procesom, da dobimo čiste kovine.

V več uporabi

SO₃ Služi za pripravo klorosulfurinske kisline, imenovane tudi klorosulfonska kislina HSO₃Cl.

Žveplov trioksid je zelo močan oksidant in se uporablja pri eksplozivni proizvodnji.

Tveganja

Do zdravja

SO₃ To je zelo strupena spojina po vseh poteh, torej vdihavanju, zaužitju in stiku s kožo.

Irtita in korodira sluznice. Povzroča kožo in oči. Njegovi hlapi so zelo strupeni, ko jih vdihava. Nastajajo notranje opekline, težave z dihanjem, bolečine v prsih in pljučni edem.

Vam lahko služi: butanone: struktura, lastnosti in uporabeŽveplov trioksid SO3 je zelo jed in nevaren. Avtor: OpenIcons. Vir: Pixabay.

Je strupena. Njegovo zaužitje ustvarja hudo opeklino, požiralnik in želodec. Poleg tega se sumi, da je karcinogen.

Požar ali eksplozija

Predstavlja požarno nevarnost, ko pridete v stik z organskimi materiali, kot so les, vlakna, papir, olje, bombaž, še posebej, če so mokri.

Obstaja tudi tveganje, če pridete v stik z bazami ali zmanjšali sredstva. Kombinirano je z eksplozivno vodo, ki tvori žveplovo kislino.

Stik s kovinami lahko proizvede vodikov plin h₂ ki je zelo vnetljivo.

Izogibati se ga je treba v steklenih posoda.

Okoljski udarec

SO₃ Velja za eno največjih onesnaževal, ki so prisotni v zemeljski atmosferi. To je posledica njegove vloge pri oblikovanju aerosolov in prispevka k kislemu dežju (zaradi tvorbe žveplove kisline H₂SW₄).

Gozd, poškodovan zaradi kislega dežja na Češkem. Lovecz [javna domena]. Vir: Wikimedia Commons.

SO₃ Nastaja v atmosferi zaradi oksidacije žveplovega dioksida tako₂. Ko se SO oblikuje₃ To hitro reagira z vodo, da tvori žveplovo kislino h₂SW₄. Po nedavnih študijah obstajajo tudi drugi mehanizmi transformacije SOS₃ V atmosferi, vendar zaradi velike količine vode, ki je prisotna v tem, SO še vedno upošteva₃ Predvsem spremenjen v h₂SW₄.

SO₃ Plinski ali industrijski plinasti odpadki, ki jih vsebuje. Gre za izjemno reaktiven plin in, kot že rečeno zgoraj, v prisotnosti vlage zraka SO₃ Postane žveplova kislina h₂SW₄. Zato v zraku SO₃ vztraja v obliki žveplove kisline, ki tvorijo majhne kapljice ali aerosol.

Če kapljice žveplove kisline vstopijo v dihalni trakt človeka ali živali. Eden od mehanizmov s kislinsko meglo H₂SW₄ (to je tako₃) Lahko povzroči močno strupenost, ker se spremembe zunajceličnega in znotrajceličnega pH živih organizmov (rastline, živali in človeško bitje) spreminja).

Po mnenju nekaterih raziskovalcev je tako megla₃ Je vzrok za povečanje astmatike na območju Japonske. Megla tako₃ Zelo koroziven vpliva na kovine, zato so kovinske strukture, ki jih je zgradil človek, kot so nekateri mostovi in ​​konstrukcije.

SO₃ Tekočine ne smete zavreči v odtoku umazanih voda ali kanalizacije. Če se vlije v kanalizacijo, lahko ustvarite nevarnost požara ali eksplozije. Če ga razlijejo po naključju, toka vode ne bi smeli usmeriti proti izdelku. Nikoli ga ne smemo absorbirati v žagovino ali drugo vpojno gorivo, saj lahko ustvari požare.

Absorbirati ga je treba v suh pesek, suho zemljo ali druge popolnoma suhe inertne absorbente. SO₃ Ne bi smeli vlivati ​​v okolje in s tem nikoli ne smete stopiti v stik. Ohraniti ga je treba daleč od vodnih virov, ker s tem proizvaja žveplovo kislino, ki škoduje vodnim in kopenskim organizmom.

Reference

1. Sarkar, s. et al. (2019). Vpliv amoniaka in vode na usodo žveplovega trioksida v troposferi: teoretične raziskave poti nastajanja sulfamine in žveplove kisline. J Phys Chem a.2019; 123 (14): 3131-3141. NCBI si je opomogel.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov.
2. Muller, t.L. (2006). Žveplova kislina in žveplov trioksid. Kirk-othmer Enciklopedija kemijske tehnologije. Zvezek 23. Pridobljeno iz spletne knjižnice.Wiley.com.
3. Ali.S. Nacionalna knjižnica medicine. (2019). Trioksidni žveplo. Okrevano od PubChema.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov.
4. Kikuchi, r. (2001). Okoljsko upravljanje imisije žveplovega trioksida: Vpliv SO₃ O zdravju ljudi. Upravljanje okolja (2001) 27: 837. Povezava je bila obnovljena.Springer.com.
5. Bombaž, f. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
6. Ismail, m.Yo. (1979). Ekstrakcija kovin iz sulfidov z žveplovim trioksidom v fluidizirani postelji. J. Kem. Tehnik. Biotehnol. 1979, 29, 361–366. Pridobljeno iz spletne knjižnice.Wiley.com.