Zwaveltrioxide (SO3) structuur, eigenschappen, risico's, gebruik

Hij Zwaveltrioxide Het is een anorganische verbinding gevormd door de vereniging van een zwavelatoom (s) en 3 zuurstofatomen (O). De moleculaire formule is zo₃. Bij kamertemperatuur, de SO₃ Het is een vloeistof die gassen in de lucht afgeeft.

De structuur van de SO₃ Gaseous is plat en symmetrisch. De drie zuurstof bevinden zich billijk rond de zwavel. De zo₃ Reageert heftig met water. De reactie is exotherme, wat betekent dat warmte wordt geproduceerd, met andere woorden, veel wordt verwarmd.

Zwaveltrioxidemolecuul dus₃. Auteur: Benjah-BMM27. Bron: Wikimedia Commons.

Wanneer de zo₃ Vloeibare koelt, het wordt een vaste stof die drie soorten structuur kan hebben: alfa, bèta en gamma. De meest stabiele is de alfa, in de vorm van lagen samen met elkaar die een netwerk vormen.

Gaseous zwaveltrioxide wordt gebruikt om rokende zwavelzuur, ook wel olie genoemd, vanwege de olie- of vette substantie -gelijkenis te bereiden. Een andere van de belangrijke toepassingen is in de sulfonering van organische verbindingen, dat wil zeggen de toevoeging van groepen -So₃- naar deze. Aldus kunnen nuttige chemicaliën worden bereid zoals wasmiddelen, kleurstoffen, pesticiden, onder vele anderen.

De zo₃ Het is erg gevaarlijk, het kan ernstige brandwonden, ogen en huidschade veroorzaken. Het mag ook niet worden ingeademd of ingenomen omdat het de dood kan veroorzaken door interne brandwonden, in de mond, slokdarm, maag, enz.

Om deze redenen moet het met grote voorzichtigheid worden gemanipuleerd. U moet nooit contact opnemen met water of brandbare materialen zoals hout, papier, stoffen, enz., Nou, vuur kan worden geproduceerd. Het mag ook niet worden weggegooid of riolen vanwege het gevaar van explosie.

De zo₃ Gasvormige gegenereerd in industriële processen mag niet worden vrijgegeven voor het milieu, omdat het een van degenen is die verantwoordelijk is voor zure regen die al grote uitbreidingen van bossen in de wereld heeft beschadigd.

[TOC]

Structuur

Het zwaveltrioxidemolecuul dus₃ In gasvormige staat heeft het een platte driehoekige structuur.

Dit betekent dat zowel zwavel als drie zuurstof in hetzelfde vlak worden gevonden. Bovendien is de verdeling van zuurstof en alle elektronen symmetrisch.

Lewis Resonance Starcutures. Elektronen zijn billijk verdeeld in de SO₃. Auteur: Marilú Stea.

In vaste toestand zijn er drie soorten soorten structuur bekend₃: Alfa (α-SO₃), bèta (β-SO₃) en gamma (γ-SO₃)).

De gamma-vorm γ-SO₃ Bevat cyclische trimmers, dat wil zeggen drie eenheden van So₃ samen een cyclische of ringvormige molecuul vormen.

Ringmolecuul van het vaste zwaveltrioxide -type gamma. Auteur: Marilú Stea.

De bèta β-so fase₃ Het heeft oneindige spiraalvormige ketens van samenstelling tetrahedra dus₄ verenigd met elkaar.

Structuur van een bèta van een vast zwaveltrioxide type. Auteur: Marilú Stea.

De meest stabiele manier is alfa α-SO₃, vergelijkbaar met bèta maar met een laagstructuur, waarbij de verenigde ketens een netwerk vormen.

Nomenclatuur

-Zwaveltrioxide

-Zwavelanhydride

-Zwaveloxide

-SW₃ Gamma, γ-SO₃

-SW₃ Beta, β-SO₃

-SW₃ Alfa, α-SO₃

Fysieke eigenschappen

Fysieke staat

Bij kamertemperatuur (ongeveer 25 ºC) en atmosferische druk, de SO₃ Het is een kleurloze vloeistof die dampen in de lucht uitzendt.

Wanneer de zo₃ Vloeistof is zuiver bij 25 ºC is een mengsel van So₃ monomeer (een enkel molecuul) en trimere (3 gebonden moleculen) van formule S₃OF₉, ook wel zo genoemd₃ Gamma γ-SO₃.

Kan u van dienst zijn: Rankine Scale: wat is, conversies, voorbeelden

Bij het verlagen van de temperatuur, als het zo is₃ Het is puur wanneer het 16,86 ºC bereikt, het stolt of bevriest γ-SO₃, ook wel "So Ice genoemd₃".

Als het kleine hoeveelheden vocht (zelfs extreem kleine sporen of hoeveelheden) bevat,₃ Polymeriseert de bèta β-SO₃ die kristallen vormt met een zijdeachtige helderheid.

Dan worden meer vakbonden gevormd door de α-SO-structuur te genereren₃, die een kristallijne vaste stof is in de vorm van naalden die lijkt op asbest of asbest.

Wanneer de alfa en bèta smelt gamma genereren.

Molecuulgewicht

80.07 g/mol

Smeltpunt

SW₃ Gamma = 16.86 ºC

Drievoudige punt

Het is de temperatuur waarbij de drie fysieke toestanden aanwezig zijn: vast, vloeistof en gasvormig. In de alfa -vorm is het drievoudige punt op 62,2 ºC en in de bèta is het op 32,5 ºC.

Door de alfa -vorm te verwarmen, heeft dit een grotere neiging om sublimaliseren dan om te smelten. Sublimimar betekent rechtstreeks van de vaste toestand naar de frisdrank gaan, zonder door de vloeibare toestand te gaan.

Kookpunt

Alle vormen van zo₃ Kook op 44,8 ºC.

Dikte

De zo₃ Vloeistof (gamma) heeft een dichtheid van 1.9225 g/cm³ bij 20 ºC.

De zo₃ Gaseous heeft een dichtheid van 2,76 ten opzichte van de lucht (lucht = 1), wat aangeeft dat deze zwaarder is dan de lucht.

Dampdruk

SW₃ Alfa = 73 mm Hg bij 25 ºC

SW₃ Beta = 344 mm Hg bij 25 ° C

SW₃ Gamma = 433 mm Hg bij 25 ºC

Dit betekent dat de gamma -vorm de neiging heeft om gemakkelijker te verdampen dan de bèta en dit dat de alfa.

Stabiliteit

De alfabestand is de meest stabiele structuur, de andere zijn metastabiel, dat wil zeggen, ze zijn minder stabiel.

Chemische eigenschappen

De zo₃ reageert energetisch met water om zwavelzuur h te geven₂SW₄. Bij het reageren is er zeer warmte zodat de waterdamp snel van het mengsel wordt losgemaakt.

Worden blootgesteld aan lucht de SO₃ absorbeer snel vocht, die dichte dampen uitstraalt.

Het is een zeer sterk uitdrogende middel, dit betekent dat het water gemakkelijk uit andere materialen elimineert.

De zwavel van de SO₃ Het heeft een affiniteit voor vrije elektronen (dat wil zeggen elektronen die geen verband tussen twee atomen bevinden), dus het heeft de neiging complexen te vormen met verbindingen die ze bezitten zoals pyridine, trimethylamine of dioxaan.

Complex tussen zwaveltrioxide en pyridine. Benjah-bmm27 [Public Domain]. Bron: Wikimedia Commons.

Door complexen te vormen, neemt Sulphur de elektronen van de andere verbinding "geleend" om hun gebrek hieraan te bevredigen. Zwaveltrioxide is nog steeds beschikbaar in deze complexen, die worden gebruikt in chemische reacties om dit te bieden₃.

Het is een krachtig sulfonant reagens van organische verbindingen, wat betekent dat het dient om gemakkelijk een groep toe te voegen -zo₃- Naar de moleculen.

Het reageert gemakkelijk met de oxiden van veel metalen om sulfaten van deze metalen te geven.

Het is corrosief in de richting van metalen, dieren- en plantenweefsels.

De zo₃ Het is een moeilijk materiaal om om verschillende redenen te hanteren: (1) Het kookpunt is relatief laag, (2) heeft de neiging om vaste polymeren te vormen bij temperaturen van minder dan 30 ºC en (3) heeft een hoge reactiviteit voor bijna alle organische stoffen En het water.

Kan u van dienst zijn: amorfe vaste stoffen: structuur, eigenschappen, voorbeelden

Het kan explosief polymeriseren als het geen stabilisator bevat en er is vocht aanwezig. Als stabilisatoren worden dimethylsulfaat of booroxide gebruikt.

Het verkrijgen van

Het wordt verkregen door de reactie bij 400 ºC tussen het zwaveldioxide dus₂ en moleculaire zuurstof of₂. De reactie is echter erg langzaam en katalysatoren zijn echter vereist om de snelheid hiervan te verhogen.

2 Dus₂ + OF₂ ⇔ 2 Dus₃

Onder de verbindingen die deze reactie versnellen, zijn de Platino Metal Pt, het vanadium pentoxide V₂OF₅, IJzeroxide₂OF₃ en stikstofoxide.

Toepassingen

In de oliebereiding

Een van de belangrijkste toepassingen bestaat uit de bereiding van olie- of rookzwavelzuur, genoemd omdat het zichtbare dampen naar het blote oog stoot. Om het te verkrijgen, wordt de SO geabsorbeerd₃ In geconcentreerd zwavelzuur h₂SW₄.

Pu -sulfuric oleum of roken. Je kunt de witte rook uit de fles zien komen. W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]. Bron: Wikimedia Commons.

Dit gebeurt in speciale roestvrijstalen torens waar geconcentreerd zwavelzuur (dat vloeibaar is)₃ Gaseous gaat omhoog.

Vloeistof en gas komen in contact en voegen zich aan, en vormt het oleum dat een olieachtige uiterlijk vloeistof is. Dit heeft een mengeling van h₂SW₄ En dus₃, maar het heeft ook disulfurinezuurmoleculen h₂S₂OF₇ en trisulfuric h₂S₃OF₁₀.

In chemische sulfonatiereacties

Sulfonatie is een belangrijk proces in grootschalige industriële toepassingen voor de productie van wasmiddelen, oppervlakteactieve stoffen, kleurstoffen, pesticiden en farmaceutische producten.

De zo₃ Het dient als een sulfonantmiddel om gesulfoneerde oliën en alkyl-angal gesulfoneerde wasmiddelen te bereiden, naast vele andere verbindingen. Hieronder is de sulfonatiereactie van een aromatische verbinding:

Arh + zo₃ → Arso₃H

Benzeen sulfonatie met SO₃. Pedro8410 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]. Bron: Wikimedia Commons.

Voor sulfonatiereacties kunnen Oleum of zo worden gebruikt₃ In de vorm van zijn complexen met onder andere pyridine of trimethylamine.

In metaalextractie

Gas s₃ Het is gebruikt bij de behandeling van mineralen. Eenvoudige metaaloxiden kunnen veel meer oplosbare sulfaten worden bij het behandelen van deze₃ Bij relatief lage temperaturen.

Zwavelmineralen zoals pyriet (ijzersulfide), kanaal₃ Laat deze metalen gemakkelijk en tegen lage kosten toe.

IJzer-, nikkel- en kopersulfiden reageren met zo gas₃ Zelfs bij kamertemperatuur, het vormen van de respectieve sulfaten, die zeer oplosbaar zijn en kunnen worden onderworpen aan andere processen om zuiver metaal te verkrijgen.

In verschillende toepassingen

De zo₃ Het dient om chlorosulfurinezuur te bereiden, ook wel chlorosulfonzuur hso genoemd₃Klet.

Zwaveltrioxide is een zeer krachtig oxidatiemiddel en wordt gebruikt in explosieve productie.

Risico's

Tot de gezondheid

De zo₃ Het is een zeer giftige verbinding door alle routes, dat wil zeggen inademing, inname en huidcontact.

Irrita en corrodeen slijmvliezen. Veroorzaakt huid en ogen. Zijn dampen zijn erg giftig wanneer ze worden ingeademd. Interne brandwonden worden geproduceerd, ademhalingsmoeilijkheden, pijn op de borst en longoedeem op de borst.

Kan u van dienst zijn: butanone: structuur, eigenschappen en gebruikZwaveltrioxide SO3 is erg corrosief en gevaarlijk. Auteur: Openicons. Bron: Pixabay.

Het is giftig. De inname genereert ernstige verbranding, slokdarm en maag. Bovendien wordt vermoed dat het carcinogeen is.

Vuur of explosie

Het vertegenwoordigt brandgevaar wanneer ze in contact komen met organische materialen zoals hout, vezels, papier, olie, katoen, vooral als ze nat zijn.

Er is ook risico als u in contact komt met bases of reducerende agenten. Het wordt explosief gecombineerd met water en vormt zwavelzuur.

Contact met metalen kan waterstofgas H produceren₂ die erg ontvlambaar is.

Het moet worden vermeden in glazen vaten om mogelijke gewelddadige breuk van de container te voorkomen.

Milieu -impact

De zo₃ Het wordt beschouwd als een van de grootste verontreinigende stoffen die aanwezig zijn in de atmosfeer van de aarde. Dit is te wijten aan zijn rol bij de vorming van aerosolen en zijn bijdrage aan zure regen (vanwege de vorming van zwavelzuur H₂SW₄)).

Bos beschadigd door zure regen in Tsjechië. Lovecz [Public Domain]. Bron: Wikimedia Commons.

De zo₃ Het wordt in de atmosfeer gevormd vanwege de oxidatie van zwaveldioxide dus₂. Wanneer de SO wordt gevormd₃ Dit reageert snel met water om zwavelzuur H te vormen H₂SW₄. Volgens recente studies zijn er andere SOS -transformatiemechanismen₃ In de atmosfeer, maar vanwege de grote hoeveelheid water die in deze aanwezig is, wordt de SO nog steeds overwogen₃ Voornamelijk geconverteerd naar h₂SW₄.

De zo₃ gas- of industrieel gasvormige afval dat het bevat, mag niet naar de sfeer worden gedownload omdat het een gevaarlijke verontreiniging is. Het is een extreem reactief gas en, zoals hierboven al is gezegd, in aanwezigheid van vocht van de lucht de SO₃ Het wordt zwavelzuur h₂SW₄. Daarom, in de lucht₃ blijft bestaan ​​in de vorm van zwavelzuur die kleine druppeltjes of aerosol vormt.

Als zwavelzuurdruppeltjes het luchtwegkanaal van de mens of dieren binnenkomen, groeien ze snel door vocht dat daar aanwezig is, dus hebben ze de mogelijkheid om de longen binnen te dringen. Een van de mechanismen door de zure mist van h₂SW₄ (dat is zo₃) Het kan een sterke toxiciteit veroorzaken, is omdat de extracellulaire en intracellulaire pH van levende organismen (planten, dieren en mens) veranderingen verandert).

Volgens sommige onderzoekers, dus mist₃ Het is de oorzaak van de toename van de astmapatiënten in een gebied van Japan. De mist van zo₃ Het heeft een zeer corrosief effect op metalen, dus de metaalstructuren die door de mens zijn gebouwd, zoals sommige bruggen en constructies kunnen zeer worden beïnvloed.

De zo₃ Vloeistof mag niet worden weggegooid in de afwatering van vuile wateren of riolen. Als het in de riolen wordt gegoten, kunt u brand of explosie maken. Als het per ongeluk wordt gemorst, mag een stroom water niet op het product worden gericht. Het mag nooit worden opgenomen in zaagsel of andere absorberende brandstof, omdat het branden kan genereren.

Het moet worden geabsorbeerd in droog zand, droge land of andere volledig droge inerte absorberende. De zo₃ Het mag niet in de omgeving worden gegoten en mag hier nooit contact mee opnemen. Het moet ver van waterbronnen worden gehouden omdat hiermee zwavelzuur produceert dat schadelijk is voor water- en landorganismen.

Referenties

1. Sarkar, s. et al. (2019). Invloed van ammoniak en water op het lot van zwaveltrioxide in de troposfeer: theoretisch onderzoek van sulfaminezuur- en zwavelzuurvormingsroutes. J Phys Chem a.2019; 123 (14): 3131-3141. NCBI hersteld.NLM.NIH.Gov.
2. Muller, T.L. (2006). Zwavelzuur en zwaveltrioxide. Kirk-othmer encyclopedie van chemische technologie. Deel 23. Opgehaald uit de online bibliotheek.Wiley.com.
3. OF.S. Nationale bibliotheek van geneeskunde. (2019). Trioxide zwavel. Hersteld van PubChem.NCBI.NLM.NIH.Gov.
4. Kikuchi, r. (2001). Milieubeheer van zwaveltrioxide Imission: impact van So₃ Over de menselijke gezondheid. Milieubeheer (2001) 27: 837. Link hersteld.Springer.com.
5. Katoen, f. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
6. Ismail, m.Je. (1979). Extractie van metalen uit sulfiden met behulp van zwaveltrioxide in gefluidiseerd bed. J. Chem. Technisch. Biotechnol. 1979, 29, 361-366. Opgehaald uit de online bibliotheek.Wiley.com.