Sēra trioksīds

Sēra trioksīds jeb sēra(VI) oksīds (SO3) ir tipisks skābes veidojošais oksīds, kurā sēram ir augstākā oksidēšanas pakāpe +6. Ja kondensējas gāzveida SO3, rodas gaistošs šķidrums, kas sastāv galvenokārt no sēra trioksīda trimēra. To atdzesējot, trimērs sacietē par ledum līdzīgu masu, ko sauc par SO3 ledusveida modifikāciju jeb γ-SO3. Uzglabājot gamma modifikācija pamazām pārvēršas par alfa modifikāciju (α-SO3), kas līdzīga azbestam. Azbestveida modifikācija sastāv no dažāda garuma polimēru ķēdēm un tai nenoteiktā sastāva dēļ nav stingri noteiktas kušanas temperatūras (stingri ņemot, tas vairs nav sēra trioksīds, jo ķēžu gali noslēdzas ar hidroksilgrupām).

Sēra trioksīdu var uzskatīt par sērskābes anhidrīdu.

Molekulas uzbūve 

Sēra trioksīda molekulai ir plakana, trīsstūrveida forma ar sēra atomu centrā (sērs atrodas sp2 hibridizācijas stāvoklī). SO3 ir nepolāra molekula, jo ir pilnīgi simetriska. Atsevišķas molekulas eksistē tikai tvaika fāzē, bet šķidrā un cietā stāvoklī sēra trioksīds polimerizējas - šādos polimēros (piemēram, gredzenveida trimērā (SO3)3 vai lineārā zigzagveida polimērā (SO3)∞) sēra atomi ir sp3 hibridizācijas stāvoklī, kas tiem visvairāk raksturīgs. Šajā stāvoklī sērs veido 4 sigma saites, kas izvietojas tetraedra veidā.

Iegūšana 
Rūpnieciski iegūst, kontaktprocesā oksidējot sēra dioksīdu ar gaisa skābekli (kā katalizatorus lieto platīnu vai vanādija oksīdus).
2SO2 + O2 → 2SO3

Laboratorijā var iegūt, pirolizējot nātrija hidrogēnsulfātu. Tas ir divpakāpju process, kur kā starpprodukts veidojas nātrija pirosulfāts:
2 NaHSO4 → Na2S2O7 + H2O (pie 315 °C)
Na2S2O7 → Na2SO4 + SO3 ( pie 460 °C)

Ķīmiskās īpašības 

Sēra trioksīds reaģē ar ūdeni un dažiem citiem ūdeņraža savienojumiem, veidojot skābes, piemēram, sērskābi:
SO3 + H2O → H2SO4
SO3 + HCl → HSO3Cl
SO3 + HF → HSO3F
SO3 + NH3 → HSO3NH2

Reaģē ar sēra dihlorīdu, veidojot rūpnieciski svarīgu savienojumu - tionilhlorīdu SOCl2.
SO3 + SCl2 → SOCl2 + SO2

SO3 ir stipra Lūisa skābe, kas veido kompleksus ar piridīnu, dioksānu un trimetilamīnu.

Izmantošana 
Sēra trioksīdu lieto galvenokārt par izejvielu sērskābes ražošanā.

Literatūra 
 N. Ahmetovs. Neorganiskā ķīmija. R:, Zvaigzne, 1978, 337. - 338. lpp.

Sērs
Oksīdi