Сулфур триоксид

Сулфур триоксид е хемиско соединение со молекулска формула SO<sub>3</sub>. На обична температура, сулфур триоксидот е течност која на воздух „чади“, а всушност, парите од сулфур триоксид и влагата во воздухот образуваат ситни капки од сулфурна киселина, така што предизвикуваат магла, а не чад.
Во гасовита состојба, ова соединение е значителен загадувач, и е примараен агенс во киселите дождови. Тоа се подготвува во огромни размери како претходник од сулфурна киселина.
1 Структура и сврзување
Гасовитиот SO<sub>3</sub> е со триаголна планарна молекуларна D<sub>3h</sub> симетрија, што е предвидено од страна на VSEPR теоријата. SO<sub>3</sub> припаѓа на D<sub>3h</sub> групата.
Во однос на оксидациската состојба, сулфурниот атом има оксидационен број од +6 и формален полнеж од +3. Луисовата структура се состои од една S=O двојна врска и две S–O единечни врски без утализација на d-орбиталите.}
Електричниот диполен момент од гасовитиот сулфур триоксид е нула. Тоа е последица на аголот од 120° помеѓу S-O врските.
2 Хемиски реакциии
SO<sub>3</sub> е анхидрид од H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>. Така, последователно на тоа е следната реакција:
:SO<sub>3</sub><sub> (g)</sub> + H<sub>2</sub>O<sub> (l)</sub> → H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub><sub> (aq)</sub> (ΔH<sub>f</sub>= −88 kJ mol<sup>−1</sup>)
Реакцијата се случува брзо и е егзотермна, премногу насилно за да се користи во обемно производство. На или под 340 °C, сулфурната киселина, сулфур триоксид, и водата коегзистираат во значителни рамнотежни концентрации.
Сулфур триоксид исти така реагира со сулфур дихлорид при што се добиваат значајни производи, како тионил хлорид.
:SO<sub>3</sub> + SCl<sub>2</sub> → SOCl<sub>2</sub> + SO<sub>2</sub>
SO<sub>3</sub> е силна Луисова киселина лесно формира кристален комплекс со пиридин, диоксан и триметиламин кои може да се користат како сулфонирачки агенси.
3 Подготовка
Сулфур триоксид може да се подготви во лабораторија со пиролиза на натриум бисулфат. Натриум пиросулфат е еден интермедиерен производ:#Реакција на дехидратација на 315 °C:
#: 2 NaHSO<sub>4</sub> → Na<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + H<sub>2</sub>O
#Cracking at 460 °C:
#: Na<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>7</sub> → Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + SO<sub>3</sub>
Овој метод не е толку корисен бидејќи дава мал принос на другите метални бисулфати, особено за калиумовата сол, зошто слободно го ослободува прво сулфур диоксид, претворајќи го во дикалиум пероксисулфат, додека еквивалентно соединение на натриум е многу нестабилно за да се формира.
Индустриски SO<sub>3</sub> е произведен со директен процес. Сулфур диоксид, главно се добива со горење на сулфур или железо пирит (сулфидна руда на железото), претходно прочистена електростатички. Очистениот SO<sub>2</sub> се оксидира од атмосферскиот кислород помеѓу 400 and 600 °C со помош на катализатор кој се состои од ванадиум пентаоксид (V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) активиран со калиум оксид K<sub>2</sub>O .Платина е доста ефикасна но е премногу скапа и отровна.
Поголемиот дел на сулфур триоксид добиен на овој начин се претвора во сулфурна киселина не со директно додавање на вода , со што се замаглува, туку со апсорпција на концентрирана сулфурна киселина и разредување со вода од произведеното масло.
4 Структура на цврст SO3
Природата на цврстиот SO<sub>3</sub> е изненадувачки сложено подрачје поради структурни промени предизвикани од траги од вода. По кондензација на гасот, апсолутно чист SO<sub>3</sub> кондензира во тример, често наречен ''γ''-SO<sub>3</sub>. Оваа молекулска форма е е безбојно цврста супстанца со точка на топење од 16.8 °C. Усвоената циклична структура се опишува како [S(=O)<sub>2</sub>(''μ''-O)]<sub>3</sub>.