三酸化硫黄

三酸化硫黄、または SO3 は、化学式 SO3 を持つ化合物です。三酸化硫黄にはさまざまな形があり、それぞれに独自の分子種と結晶構造があります。液体では無色で、周囲環境では煙を放出します。これは反応性の高い化学物質であり、強力な酸化剤であり、火災の危険性もあります。二酸化セレンと比較して、熱力学的に不安定な分子です。無水硫酸は、三酸化硫黄の別名の 1 つです。

三酸化硫黄の構造:

三酸化硫黄の性質:

三酸化硫黄の物理的性質:

三酸化硫黄の化学的性質:

三酸化硫黄が水と結合すると、硫酸が形成されます。化学式は以下で見つけることができます。

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

三酸化硫黄が塩基としての水酸化ナトリウムと相互作用すると、リン酸水素ナトリウムが形成されます。化学式は以下で見つけることができます。

SO₃ + NaOH → NaHSO₄

分子構造と結合:

準備:

いくつかの方法を使用して三酸化硫黄を作る方法を見てみましょう:

大気中:

空気中で、二酸化硫黄は三酸化硫黄に直接酸化されます。この反応は次のとおりです。

SO₂ + 1/2O₂ → SO₃、ΔH =-198.4

かなり遅いですが、上記の応答が発生します。

実験室で:

重硫酸ナトリウム化合物は、化学実験室で 2 段階で熱分解され、三酸化硫黄が生成されます。中間生成物として、ピロ硫酸ナトリウムが与えられます:

315 °C での脱水の化学反応は次のとおりです。

2 NaHSO₂ → Na₂S₂O₇ + H₂O

反応は次のように記述できます:

Na₂S₂O₇ → Na₂SO₄ + SO₃

一方、KHSO4分子は同じ反応を受けません。

五酸化リンに濃硫酸を混ぜて作ることも可能です。

業界:

接触プロセスは、工業環境で SO3 を生成するために使用できます。二酸化硫黄は、黄鉄鉱（鉄の硫化鉱物）または硫黄の燃焼によって生成されます。 SO2 化合物は、電気沈澱によって精製された後、400 ～ 600 °C の温度で触媒上で空気酸素によって酸化されます。シリカまたはキーゼルグール基質上で、一般的な触媒には、酸化カリウム K2O で活性化された五酸化バナジウム (V₂O₅) が含まれています。プラチナも非常に効果的ですが、はるかに高価であり、不純物によって毒されます (または効果がなくなります)。

三酸化硫黄の用途:

安全:

三酸化硫黄は吸湿性と腐食性が高いため、強力な酸化剤であることに加えて、消費または吸入すると重度の火傷を引き起こす可能性があります。 SO3 は水と激しく相互作用し、腐食性の強い硫酸を生成するため、取り扱いには十分注意する必要があります。また、重度の脱水特性と有機物と強く反応する可能性があるため、有機物から遠ざける必要があります。

結論:

スルホン化プロセスでは、三酸化硫黄が必要な試薬です。染料も薬品も洗剤も、すべてこの工程でできています。三酸化硫黄は、硫酸からその場で生成することも、溶液として酸に添加することもできます。