Svaveltrioxid (SO3) struktur, egenskaper, risker, användningar

han Svaveltrioxid Det är en oorganisk förening som bildas av föreningen av en svavelatom (er) och 3 syreatomer (O). Dess molekylformel är så₃. Vid rumstemperatur, så₃ Det är en vätska som avger gaser i luften.

SO₃ Gaseous är platt och symmetrisk. De tre syre finns på ett rättvist sätt runt svaveln. Så₃ Reagerar våldsamt med vatten. Reaktionen är exoterm, vilket innebär att värme produceras, med andra ord, mycket värms upp.

Svaveltrioxidmolekyl så₃. Författare: Benjah-Bmm27. Källa: Wikimedia Commons.

När så₃ Flytande svalnar, det blir ett fast ämne som kan ha tre typer av struktur: alfa, beta och gamma. Den mest stabila är alfa, i form av lager tillsammans med varandra som utgör ett nätverk.

Gasös svaveltrioxid används för att framställa rökning av svavelsyra, även kallad olja, på grund av dess olja eller oljiga substans likhet. En annan av dess viktiga tillämpningar ligger i sulfonationen av organiska föreningar, det vill säga tillägget av grupper -så₃- till dessa. Således kan användbara kemikalier framställas såsom tvättmedel, färgämnen, bekämpningsmedel, bland många andra.

Så₃ Det är mycket farligt, det kan orsaka allvarliga brännskador, ögon och hudskador. Det bör inte heller inhaleras eller intas eftersom det kan orsaka död av inre brännskador, i munnen, matstrupen, magen etc.

Av dessa skäl måste det manipuleras med stor försiktighet. Du bör aldrig kontakta vatten eller brännbara material som trä, papper, tyger, etc., Tja, eld kan produceras. Det bör inte heller kasseras eller avlopp på grund av explosionens fara.

Så₃ Gaseous som genereras i industriella processer bör inte släppas till miljön, eftersom det är en av dem som är ansvariga för surt regn som redan har skadat stora utvidgningar av skogar i världen.

[TOC]

Strukturera

Svaveltrioxidmolekylen så₃ I gasformigt tillstånd har den en platt triangulär struktur.

Detta innebär att både svavel och tre syre finns i samma plan. Dessutom är distributionen av syre och alla elektroner symmetrisk.

Lewis Resonance Starcutures. Elektroner är rättvist fördelade i SO₃. Författare: Marilú Stea.

I fast tillstånd är tre typer av så struktur kända₃: Alfa (α-so₃), beta (ß-so₃) och GAMMA (y-SO₃).

GAMMA-formuläret γ-so₃ Innehåller cykliska trimmare, det vill säga tre enheter av SO₃ tillsammans bildar en cyklisk eller ringformad molekyl.

Ringmolekyl av den fasta svaveltrioxidtypen Gamma. Författare: Marilú Stea.

Beta-p-så fasen₃ Det har oändliga spiralformade kedjor av komposition tetrahedra så₄ förenas med varandra.

Struktur av en solid svaveltrioxidtyp beta. Författare: Marilú Stea.

Det mest stabila sättet är alfa a-så₃, Liknar beta men med en lagerstruktur, med United -kedjorna som bildar ett nätverk.

Nomenklatur

-Svaveltrioxid

-Svavelydrid

-Svaveloxid

-Sw₃ Gamma, y-så₃

-Sw₃ beta, p-så₃

-Sw₃ Alfa, a-so₃

Fysikaliska egenskaper

Fysiskt tillstånd

Vid rumstemperatur (cirka 25 ºC) och atmosfärstryck, så₃ Det är en färglös vätska som avger ångor i luften.

När så₃ Vätska är ren vid 25 ºC är en blandning av SO₃ Monomer (en enkelmolekyl) och trimeriska (3 bundna molekyler) av formel S₃ANTINGEN₉, även kallad så₃ GAMMA γ-SO₃.

Kan tjäna dig: rankine skala: vad är, konverteringar, exempel

När du sänker temperaturen, om så₃ Det är rent när det når 16,86 ºC, det stelnar eller fryser y-så₃, kallas också "så is₃".

Om den innehåller små mängder luftfuktighet (till och med extremt små spår eller mängder) så₃ Polymeriserar beta-p-so₃ som bildar kristaller med en silkeslen ljusstyrka.

Sedan bildas fler fackföreningar genom att generera a-so-strukturen₃, vilket är ett kristallint fast ämne i form av nålar som liknar asbest eller asbest.

När alfa och beta smälter genererar gamma.

Molekylvikt

80,07 g/mol

Smältpunkt

Sw₃ Gamma = 16,86 ºC

Trippelpunkt

Det är temperaturen vid vilken de tre fysiska tillstånden är närvarande: fast, flytande och gasformigt. I alfa -formen är trippelpunkten vid 62,2 ºC och i beta är den vid 32,5 ºC.

Genom att värma alfa -formen har detta en större tendens att sublimisera än att smälta. Sublimimar betyder att man flyttar från det fasta tillståndet till soda direkt, utan att gå igenom det flytande tillståndet.

Kokpunkt

Alla former av så₃ koka vid 44,8 ºC.

Densitet

Så₃ Vätska (gamma) har en densitet av 1 9225 g/cm³ vid 20 ºC.

Så₃ Gaseous har en densitet på 2,76 relativt luften (luft = 1), vilket indikerar att den är tyngre än luften.

Ångtryck

Sw₃ Alfa = 73 mm Hg vid 25 ºC

Sw₃ beta = 344 mm Hg vid 25 ° C

Sw₃ Gamma = 433 mm Hg vid 25 ºC

Detta innebär att GAMMA -formen tenderar att avdunsta lättare än beta och detta som Alpha.

Stabilitet

Alpha -formen är den mest stabila strukturen, de andra är metastabla, det vill säga de är mindre stabila.

Kemiska egenskaper

Så₃ reagerar energiskt med vatten för att ge svavelsyra h₂Sw₄. När du reagerar finns det mycket värme så att vattenånga snabbt är fristående från blandningen.

Utsätts för luften så₃ absorbera fukt snabbt och avger täta ångor.

Det är ett mycket starkt uttorkningsmedel, detta innebär att det eliminerar vatten enkelt från andra material.

SO₃ Den har en affinitet för fria elektroner (det vill säga elektroner som inte är i en koppling mellan två atomer) så det tenderar att bilda komplex med föreningar som har dem såsom pyridin, trimetylamin eller dioxan.

Komplex mellan svaveltrioxid och pyridin. Benjah-Bmm27 [Public Domain]. Källa: Wikimedia Commons.

Genom att bilda komplex tar svavel "lånade" elektronerna i den andra föreningen för att tillfredsställa deras brist på dessa. Svaveltrioxid finns fortfarande i dessa komplex, som används i kemiska reaktioner för att ge SO₃.

Det är ett kraftfullt sulfonantreagens av organiska föreningar, vilket innebär att det tjänar till att enkelt lägga till en grupp -så₃- Till molekylerna.

Det reagerar lätt med oxiderna i många metaller för att ge sulfater av dessa metaller.

Det är frätande mot metaller, djur- och växtvävnader.

Så₃ Det är ett svårt material att hantera av flera skäl: (1) dess kokpunkt är relativt låg, (2) har en tendens att bilda fasta polymerer vid temperaturer mindre än 30 ºC och (3) har en hög reaktivitet gentemot nästan alla organiska ämnen Och vattnet.

Kan tjäna dig: amorfa fasta ämnen: struktur, egenskaper, exempel

Det kan explosivt polymerisera om det inte innehåller en stabilisator och det finns fukt närvaro. Som stabilisatorer används dimetylsulfat eller boroxid.

Erhållande

Det erhålls genom reaktionen vid 400 ° C mellan svaveldioxiden så₂ och molekylärt syre eller₂. Reaktionen är emellertid mycket långsam och katalysatorer krävs för att öka hastigheten på detta.

2 så₂ + ANTINGEN₂ ⇔ 2 så₃

Bland de föreningar som påskyndar denna reaktion är Platino Metal Pt, vanadinpentoxiden V₂ANTINGEN₅, Järnoxid₂ANTINGEN₃ och kväveoxid.

Ansökningar

I oljeberedning

En av dess huvudsakliga applikationer består i beredningen av olja eller rök svavelsyra, kallad eftersom den avger synliga ångor i blotta ögat. För att få det absorberas SO₃ I koncentrerad svavelsyra h₂Sw₄.

Pu -Sulfuric oleum eller rökning. Du kan se den vita röken komma ut ur flaskan. W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

Detta görs i speciella rostfria torn där koncentrerad svavelsyra (som är flytande)₃ Gaseous går upp.

Vätska och gas kommer i kontakt och gå med och bildar oleum som är en oljig utseende vätska. Detta har en blandning av h₂Sw₄ Och så₃, men det har också disulfurinsyramolekyler h₂S₂ANTINGEN₇ och trisulfuric h₂S₃ANTINGEN₁₀.

I kemiska sulfonationsreaktioner

Sulfonation är en nyckelprocess i stora industriella applikationer för tillverkning av tvättmedel, ytaktiva ämnen, färgämnen, bekämpningsmedel och läkemedelsprodukter.

Så₃ Det fungerar som ett sulfonantmedel för att framställa sulfonerade oljor och alkyl-angal-sulfonerade tvättmedel, bland många andra föreningar. Nedan är sulfonationsreaktionen hos en aromatisk förening:

Arh + så₃ → Arso₃H

Bensensulfonation med så₃. Pedro8410 [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

För sulfonationsreaktioner kan oleum eller så användas₃ i form av dess komplex med pyridin eller trimetylamin, bland andra.

I metallekstraktion

Gas₃ Det har använts vid behandling av mineraler. Enkla metalloxider kan bli mycket mer lösliga sulfater när de behandlar dem med så₃ vid relativt låga temperaturer.

Svavelmineraler som pyrit (järnsulfid), kanal₃ Tillåter dessa metaller enkelt och till låg kostnad.

Järn, nickel och kopparsulfider reagerar med så gas₃ Även vid rumstemperatur, bildar respektive sulfater, som är mycket lösliga och kan utsättas för andra processer för att få ren metall.

I flera användningsområden

Så₃ Det tjänar till att framställa klorosulfurinsyra som också kallas klorosulfonsyra HSO₃Kli.

Svaveltrioxid är en mycket kraftfull oxidant och används i explosiv tillverkning.

Risker

För hälsan

Så₃ Det är en mycket giftig förening på alla rutter, det vill säga inandning, intag och hudkontakt.

Irritera och korroderar slemhinnor. Orsakar hud och ögon. Hans ångor är mycket giftiga när de inhaleras. Interna brännskador produceras, andningssvårigheter, bröstsmärta och lungödem.

Kan tjäna dig: Butanone: Struktur, egenskaper och användningarSvaveltrioxid SO3 är mycket frätande och farlig. Författare: Openicons. Källa: Pixabay.

Det är giftigt. Dess intag genererar allvarlig brännskada, matstrupen och magen. Dessutom misstänks det att det är cancerframkallande.

Eld eller explosion

Det representerar brandfara när man kommer i kontakt med organiska material som trä, fibrer, papper, olja, bomull, bland andra, särskilt om de är våta.

Det finns också risk om du kommer i kontakt med baser eller minskar agenter. Det kombineras med vatten explosivt och bildar svavelsyra.

Kontakt med metaller kan producera vätgas H₂ vilket är mycket brandfarligt.

Det bör undvikas i glasfartyg för att förhindra eventuellt våldsamt brott i behållaren.

Miljöpåverkan

Så₃ Det anses vara en av de största föroreningar som finns i jordens atmosfär. Detta beror på dess roll i bildandet av aerosoler och dess bidrag till surt regn (på grund av bildningen av svavelsyra h₂Sw₄).

Skog skadad av surt regn i Tjeckien. Lovecz [Public Domain]. Källa: Wikimedia Commons.

Så₃ Det bildas i atmosfären på grund av oxidationen av svaveldioxid så₂. När den så bildas₃ Detta reagerar snabbt med vatten för att bilda svavelsyra h₂Sw₄. Enligt nyligen genomförda studier finns det andra SOS -transformationsmekanismer₃ I atmosfären, men på grund av den stora mängden vatten som finns i den här, övervägs det fortfarande₃ Huvudsakligen konverterad till h₂Sw₄.

Så₃ Gas eller industriellt gasavfall som innehåller det bör inte laddas ner till atmosfären eftersom det är en farlig förorening. Det är en extremt reaktiv gas och, som redan har sagts ovan, i närvaro av fukten i luften så₃ Det blir svavelsyra h₂Sw₄. Därför, i luften så₃ kvarstår i form av svavelsyra som bildar små droppar eller aerosol.

Om svavelsyredroppar kommer in i andningsorganen hos människan eller djuren, växer de snabbt på grund av fukt som finns där, så de har möjlighet att penetrera lungorna. En av mekanismerna genom syra dimma av h₂Sw₄ (det är så₃) Det kan ge stark toxicitet beror på att det extracellulära och intracellulära pH för levande organismer (växter, djur och människa) förändras förändringar).

Enligt vissa forskare, så dimma₃ Det är orsaken till ökningen av astmatiker i ett område i Japan. Dimman av så₃ Det har en mycket frätande effekt på metaller, så de metallstrukturer som byggts av människan som vissa broar och konstruktioner kan påverkas mycket.

Så₃ vätska ska inte kasseras i dränering av smutsiga vatten eller avlopp. Om det hälls i avloppet kan du skapa brand- eller explosionsrisk. Om den spillas av misstag bör en ström av vatten inte riktas mot produkten. Det ska aldrig absorberas i sågspån eller annat absorberande bränsle, eftersom det kan generera bränder.

Det ska absorberas i torr sand, torrt land eller annan helt torr inert absorberande medel. Så₃ Det bör inte hällas i miljön och bör aldrig komma i kontakt med detta. Det bör hållas långt ifrån vattenkällor eftersom med detta producerar svavelsyra som är skadligt för vattenlevande och landorganismer.

Referenser

1. Sarkar, s. et al. (2019). Påverkan av ammoniak och vatten på ödet för svaveltrioxid i troposfären: teoretisk forskning om sulfaminsyra och svavelsyrasbildningsvägar. J Phys Chem A.2019; 123 (14): 3131-3141. NCBI återhämtade sig.Nlm.Nih.Gov.
2. Muller, t.L. (2006). Svavelsyra och svaveltrioxid. Kirk-athmer encyklopedi av kemisk teknik. Volym 23. Hämtad från online -biblioteket.Wiley.com.
3. ELLER.S. National Library of Medicine. (2019). Trioxidsvavel. Återhämtat sig från pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov.
4. Kikuchi, r. (2001). Miljöhantering av svaveltrioxidimission: Påverkan av SO₃ Om människors hälsa. Miljöhantering (2001) 27: 837. Länk återhämtat sig.Kandare.com.
5. Bomull, f. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
6. Ismail, m.Yo. (1979). Extraktion av metaller från sulfider med hjälp av svaveltrioxid i fluidiserad bädd. J. Kem. Tekniker. Bioteknik. 1979, 29, 361-366. Hämtad från online -biblioteket.Wiley.com.