Lưu huỳnh trioxit (tên IUPAC: lưu huỳnh trioxit, công thức phân tử: SO3) là một oxit của lưu huỳnh có mùi tương tự như lưu huỳnh đioxit, tan trong nước và phản ứng tạo thành axit sunfuric. Dạng khí của nó là một chất gây ô nhiễm nghiêm trọng và là một trong những nguồn chính gây ra mưa axit.
Ở 673K và 1atm, lưu huỳnh trioxit bị phân hủy nhẹ và đạt trạng thái cân bằng (hàm lượng lưu huỳnh trioxit 99,2%). Nhiệt độ thấp hơn và áp suất cao hơn có lợi cho sự ổn định của lưu huỳnh trioxit. Nhưng ở 1173K, lưu huỳnh trioxit bị phân hủy hoàn toàn.
SO3 ở dạng khí là một phân tử tam giác đều phẳng với đối xứng D3h, chứa liên kết được phân tách. Điều này phù hợp với kết luận được dự đoán bởi thuyết loại trừ lẫn nhau của cặp electron hóa trị (VSEPR).
Trong lưu huỳnh trioxit, hóa trị của lưu huỳnh là +6, và phân tử là phân tử không phân cực.
Mô hình cấu trúc của phân tử γ-SO3
Chất rắn SO3 tự nhiên có cấu trúc phức tạp đáng ngạc nhiên và bị thay đổi bởi một lượng nhỏ nước. Do khí hóa lỏng, SO3 cực kỳ tinh khiết ngưng tụ để tạo thành một trimer thường được gọi là γ-SO3. Dạng phân tử này là chất rắn không màu có nhiệt độ nóng chảy là 16,8 ° C. Cấu trúc vòng mà nó tạo thành được gọi là [S (= O) 2 (μ-O)] 3.
Nếu SO3 ngưng tụ trên 27 ° C, có thể hình thành α- “SO3” với điểm nóng chảy 62,3 ° C. α-SO3 trông giống như sợi giống như amiăng (mặc dù hai chất này cách xa nhau). Về mặt cấu trúc, nó là một polyme có hình dạng như [S (= O) 2 (μ-O)] n. Mỗi đầu của phân tử polyme kết thúc bằng -OH (vì vậy α- “SO3” thực sự không phải là cấu hình của SO3).
β-SO3 là một polyme dạng sợi có cấu hình tương tự như α, nhưng có khối lượng phân tử tương đối khác nhau. Các đầu phân tử của β-SO3 cũng là nhóm hydroxyl và điểm nóng chảy là 32,5 ° C. Cả cấu hình γ và cấu hình β đều có thể thay đổi được, và cuối cùng sẽ được chuyển thành cấu hình α ổn định sau khi được lưu trữ trong một thời gian dài. Sự chuyển đổi này là do một lượng nhỏ nước.
Áp suất hơi tương đối của SO3 rắn ở cùng nhiệt độ là α <β <γ, điều này cũng cho biết khối lượng phân tử tương đối của chúng. Áp suất hơi của lưu huỳnh trioxit lỏng cho biết nó ở cấu hình gamma.
Do đó, việc nung nóng tinh thể α-SO3 đến nhiệt độ nóng chảy của nó sẽ làm áp suất hơi tăng đột ngột, áp suất rất lớn thậm chí có thể xuyên thủng ống thủy tinh đang nung nóng nó. Kết quả này được gọi là “vụ nổ alpha.”
SO3 dễ bị thủy phân. Trên thực tế, vì SO3 khử nước cacbohydrat và giải phóng rất nhiều nhiệt, phản ứng này đủ để đốt cháy gỗ hoặc bông có trộn SO3.
Trong phòng thí nghiệm, lưu huỳnh trioxit có thể được điều chế bằng cách nhiệt phân hai bước natri bisunfat. Các hydro sunfat kim loại khác cũng có thể áp dụng trong phương pháp này. Chìa khóa của điều này là tính ổn định của pyrosunfat trung gian.
Phương thức sản xuất SO3 trong công nghiệp là phương thức tiếp xúc. Lưu huỳnh đioxit thường thu được bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc nung quặng pyrit (một loại quặng sắt chứa lưu huỳnh), và đầu tiên được tinh chế bằng phương pháp kết tủa tĩnh điện. SO2 tinh khiết được oxy hóa thành lưu huỳnh trioxit bằng oxy bằng cách sử dụng vanadi pentoxit có chứa kali oxit hoặc kali sunfat (chất xúc tiến) được hỗ trợ trên đất tảo cát ở nhiệt độ từ 400 đến 600 ° C.
CÙNG MỤC
Cân bằng phản ứng H2O + SO3 = H2SO4 (và phương trình H2O + P2O5 = H3PO4)- Metanal là gì và công thức (phản ứng metanol ra metanal-phương trình metanal agno3-metanol là gì và công thức-Metan là gì-phương trình metan ra axetilen-phương trình phản ứng natri axetat ra metan-Cách điều chế metan trong phòng thí nghiệm-metan có nhiều trong đâu-Công thức hóa học và công thức cấu tạo của metan)
- Cân bằng phản ứng Mg + O2 = MgO (tính chất, cách điều chế và ứng dụng của MgO)
- Tìm hiểu thông tin về C2H5OH (Etanol), tính chất và ứng dụng của Etanol
- Tìm hiểu thông tin cụ thể về NaO2 (Natri dioxit), các tính chất và ứng dụng của Natri dioxit
- Tìm hiểu thông tin cụ thể về Fe2(SO4)3 (sắt (III) sulfat), các tính chất và ứng dụng của sắt (III) sulfat
