Giáo Dục

✓ lưu huỳnh trioxit là gì? tính chất, ứng dụng và cách điều chế

lưu huỳnh trioxit (SO3): cấu trúc, đặc tính, rủi ro, sử dụng

Các lưu huỳnh trioxit Nó là một hợp chất vô cơ được hình thành bởi ự liên kết của một nguyên tử lưu huỳnh () và 3 nguyên tử oxy (O). Công thức ph

Các lưu huỳnh trioxit Nó là một hợp chất vô cơ được hình thành bởi ự liên kết của một nguyên tử lưu huỳnh () và 3 nguyên tử oxy (O). Công thức ph

Nội Dung:

Các lưu huỳnh trioxit Nó là một hợp chất vô cơ được hình thành bởi sự liên kết của một nguyên tử lưu huỳnh (S) và 3 nguyên tử oxy (O). Công thức phân tử của nó là SO3. Ở nhiệt độ phòng, SO3 nó là một chất lỏng giải phóng các chất khí vào không khí.

Cấu trúc của HĐH3 khí là phẳng và đối xứng. Cả ba oxy đều nằm xung quanh lưu huỳnh. SO3 Phản ứng dữ dội với nước. Phản ứng tỏa nhiệt, có nghĩa là nhiệt được sinh ra, hay nói cách khác, nó trở nên rất nóng.

Khi SO3 chất lỏng nguội đi, biến thành chất rắn có thể có ba loại cấu trúc: alpha, beta và gamma. Ổn định nhất là alpha, ở dạng các lớp liên kết với nhau tạo thành mạng.

Lưu huỳnh trioxit ở dạng khí được sử dụng để điều chế axit sulfuric bốc khói, còn được gọi là oleum, vì nó giống với dầu hoặc các chất có dầu. Một trong những ứng dụng quan trọng khác của nó là trong quá trình sulfonat hóa các hợp chất hữu cơ, tức là, bổ sung các nhóm -SO3- những thứ này. Do đó, có thể chuẩn bị các hóa chất hữu ích như chất tẩy rửa, chất tạo màu, thuốc trừ sâu, trong số nhiều hóa chất khác.

SO3 Nó rất nguy hiểm, có thể gây bỏng nặng, tổn thương mắt và da. Nó cũng không được hít hoặc nuốt phải vì nó có thể gây tử vong do bỏng bên trong, trong miệng, thực quản, dạ dày, v.v.

Vì những lý do này, nó phải được xử lý hết sức thận trọng. Nó không bao giờ được tiếp xúc với nước hoặc các vật liệu dễ cháy như gỗ, giấy, vải, vv vì có thể xảy ra hỏa hoạn. Không nên vứt bỏ nó cũng như không nên cho vào cống rãnh vì nguy cơ nổ.

SO3 Khí sinh ra trong các quy trình công nghiệp không được thải ra môi trường, vì nó là một trong những nguyên nhân gây ra mưa axit đã tàn phá nhiều diện tích rừng trên thế giới.

Kết cấu

Phân tử của lưu huỳnh trioxit SO3 ở trạng thái khí nó có cấu trúc hình tam giác phẳng.

Điều này có nghĩa là cả lưu huỳnh và ba oxy đều nằm trong cùng một mặt phẳng. Hơn nữa, sự phân bố oxy và tất cả các electron là đối xứng.

Ở trạng thái rắn, ba loại cấu trúc SO được biết đến3: alpha (α-SO3), beta (β-SO3) và gamma (γ-SO3).

Dạng gamma γ-SO3 chứa các trime tuần hoàn, nghĩa là ba đơn vị SO3 cùng nhau tạo thành một phân tử mạch vòng hoặc hình vòng.

Giai đoạn beta β-SO3 sở hữu chuỗi xoắn vô hạn của tứ diện của thành phần SO4 kết nối với nhau.

Dạng ổn định nhất là alpha α-SO3, tương tự như phiên bản beta nhưng có cấu trúc phân lớp, với các chuỗi liên kết để tạo thành mạng.

Danh pháp

– Lưu huỳnh trioxit

-Sulfuric anhydrit

-Sulfuric oxit

-SW3 gamma, γ-SO3

-SW3 beta, β-SO3

-SW3 alpha, α-SO3

Tính chất vật lý

Tình trạng thể chất

Ở nhiệt độ phòng (khoảng 25 ºC) và áp suất khí quyển, SO3 nó là một chất lỏng không màu phát ra khói vào không khí.

Khi SO3 chất lỏng là tinh khiết ở 25ºC, nó là hỗn hợp của SO3 đơn chất (đơn phân tử) và số lượng (3 phân tử đính kèm) có công thức S3HOẶC LÀ9, còn được gọi là SO3 gamma γ-SO3.

Khi nhiệt độ giảm xuống, nếu SO3 nó là tinh khiết khi nó đạt đến 16,86 ºC, nó đông đặc hoặc đóng băng thành γ-SO3, còn được gọi là “SO ice3”.

Xem thêm :  Ngành ngôn ngữ anh là gì? ra trường làm gì?

Nếu nó chứa một lượng nhỏ độ ẩm (thậm chí là vết hoặc lượng cực nhỏ) thì SO3 polyme hóa thành dạng beta β-SO3 tạo thành các tinh thể có độ bóng mượt.

Sau đó, nhiều liên kết hơn được hình thành tạo ra cấu trúc alpha α-SO3, là một chất rắn tinh thể hình kim giống như amiăng hoặc amiăng.

Khi alpha và beta hợp nhất, chúng tạo ra gamma.

Trọng lượng phân tử

80,07 g / mol

Độ nóng chảy

SW3 gamma = 16,86 ºC

Gấp ba lần Điểm

Đó là nhiệt độ mà tại đó ba trạng thái vật chất: rắn, lỏng và khí. Ở dạng alpha, điểm ba ở 62,2ºC và ở dạng beta, nó ở 32,5ºC.

Làm nóng dạng alpha có xu hướng thăng hoa nhiều hơn là nóng chảy. Thăng hoa có nghĩa là đi trực tiếp từ trạng thái rắn sang trạng thái khí, không đi qua trạng thái lỏng.

Điểm sôi

Tất cả các dạng hệ điều hành3 chúng sôi ở 44,8 ºC.

Tỉ trọng

SO3 chất lỏng (gamma) có khối lượng riêng là 1,9225 g / cm3 ở 20 ° C.

SO3 chất khí có khối lượng riêng là 2,76 so với không khí (không khí = 1), điều này cho thấy nó nặng hơn không khí.

Áp suất hơi

SW3 alpha = 73 mm Hg ở 25 ºC

SW3 beta = 344 mm Hg ở 25 ºC

SW3 gamma = 433 mm Hg ở 25 ºC

Điều này có nghĩa là dạng gamma có xu hướng dễ bay hơi hơn dạng beta và dạng này hơn dạng alpha.

Ổn định

Dạng alpha là cấu trúc ổn định nhất, những dạng khác là dạng di căn, tức là chúng kém ổn định hơn.

Tính chất hóa học

SO3 phản ứng mạnh với nước tạo ra axit sunfuric H2SW4. Khi phản ứng xảy ra nhiều nhiệt nên hơi nước nhanh chóng thoát ra khỏi hỗn hợp.

Khi tiếp xúc với không khí SO3 hút ẩm nhanh chóng, tỏa ra hơi nước dày đặc.

Nó là một chất khử nước rất mạnh, điều này có nghĩa là nó loại bỏ nước khỏi các vật liệu khác một cách dễ dàng.

Lưu huỳnh trong SO3 nó có ái lực với các điện tử tự do (nghĩa là các điện tử không nằm trong liên kết giữa hai nguyên tử) vì vậy nó có xu hướng tạo phức với các hợp chất sở hữu chúng, chẳng hạn như pyridine, trimethylamine hoặc dioxan.

Bằng cách tạo phức, lưu huỳnh “mượn” các electron từ hợp chất khác để lấp đầy chỗ thiếu chúng. Lưu huỳnh trioxit vẫn có sẵn trong các phức chất này, được sử dụng trong các phản ứng hóa học để cung cấp SO3.

Nó là một thuốc thử sulfonant mạnh cho các hợp chất hữu cơ, có nghĩa là nó được sử dụng để dễ dàng thêm nhóm -SO3- thành phân tử.

Nó dễ dàng phản ứng với oxit của nhiều kim loại để tạo ra sunfat của những kim loại này.

Nó ăn mòn kim loại, mô động vật và thực vật.

SO3 Nó là một vật liệu khó xử lý vì một số lý do: (1) nhiệt độ sôi của nó tương đối thấp, (2) nó có xu hướng tạo thành polyme rắn ở nhiệt độ dưới 30 ºC và (3) nó có khả năng phản ứng cao đối với hầu hết các chất hữu cơ Và nước.

Nó có thể polyme hóa một cách bùng nổ nếu nó không chứa chất ổn định và có hơi ẩm. Dimethylsulfate hoặc ôxít bo được dùng làm chất ổn định.

Thu được

Nó thu được bằng phản ứng ở 400 ºC giữa lưu huỳnh đioxit SO2 và oxy phân tử O2. Tuy nhiên, phản ứng xảy ra rất chậm và cần phải có chất xúc tác để tăng tốc độ của phản ứng.

2 VẬY2 + O2 ⇔ 2 VẬY3

Trong số các hợp chất làm tăng tốc độ phản ứng này có kim loại platin Pt, vanadi pentoxit V2HOẶC LÀ5, oxit sắt Fe2HOẶC LÀ3 và oxit nitric NO.

Các ứng dụng

Trong quá trình chuẩn bị oleum

Một trong những ứng dụng chính của nó là trong điều chế oleum hoặc axit sulfuric bốc khói, được gọi như vậy vì nó phát ra hơi có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Để có được nó, SO được hấp thụ3 trong axit sunfuric đặc H2SW4.

Xem thêm :  Soạn bài hạnh phúc của một tang gia

Điều này được thực hiện trong các tháp thép không gỉ đặc biệt, nơi axit sulfuric đậm đặc (là chất lỏng) đi xuống và SO3 khí đang bốc lên.

Chất lỏng và chất khí tiếp xúc và kết hợp với nhau, tạo thành oleum, một chất lỏng trông như dầu. Điều này có một hỗn hợp của H2SW4 Và vì thế3, nhưng nó cũng có các phân tử axit disulfuric H2S2HOẶC LÀ7 và trisulfuric H2S3HOẶC LÀ10.

Trong các phản ứng hóa học sulfo hóa

Sulfonation là một quá trình quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn để sản xuất chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt, chất tạo màu, thuốc trừ sâu và dược phẩm.

SO3 Nó đóng vai trò như một tác nhân sulfonat hóa để điều chế dầu sulfo hóa và chất tẩy rửa alkyl aryl sulfo hóa, cùng nhiều hợp chất khác. Sau đây là phản ứng sunfonat hóa của một hợp chất thơm:

ArH + SO3 → ArSO3H

Oleum hoặc SO có thể được sử dụng cho các phản ứng sulfo hóa.3 ở dạng phức của nó với pyridin hoặc với trimetylamin, trong số những chất khác.

Trong quá trình khai thác kim loại

Khí SO3 Nó đã được sử dụng trong việc xử lý khoáng chất. Các oxit kim loại đơn giản có thể được chuyển đổi thành các sunfat dễ hòa tan hơn bằng cách xử lý chúng với SO3 ở nhiệt độ tương đối thấp.

Các khoáng chất sunfua như pyrit (sunfua sắt), chalcosine (sunfua đồng), và millerit (niken sunfua) là các nguồn kim loại màu kinh tế nhất, vì vậy xử lý bằng SO3 cho phép thu được các kim loại này một cách dễ dàng với chi phí thấp.

Sắt, niken và đồng sunfua phản ứng với khí SO3 ngay cả ở nhiệt độ phòng, tạo thành các sunfat tương ứng, rất dễ hòa tan và có thể trải qua các quá trình khác để thu được kim loại tinh khiết.

Trong các mục đích sử dụng khác nhau

SO3 Nó được sử dụng để điều chế axit chlorosulfuric còn được gọi là axit chlorosulfonic HSO3Cl.

Lưu huỳnh trioxit là một chất oxy hóa rất mạnh và được sử dụng trong sản xuất chất nổ.

Rủi ro

Để sức khỏe

SO3 Nó là một hợp chất có độc tính cao theo tất cả các con đường, đó là hít thở, nuốt phải và tiếp xúc với da.

Kích ứng và ăn mòn màng nhầy. Gây bỏng da và mắt. Hơi của nó rất độc khi hít phải. Bị bỏng bên trong, khó thở, đau ngực và phù phổi.

Nó là chất độc. Ăn phải nó gây bỏng nghiêm trọng miệng, thực quản và dạ dày. Ngoài ra, nó còn bị nghi ngờ là chất gây ung thư.

Khỏi cháy hoặc nổ

Nó có nguy cơ cháy nổ khi tiếp xúc với các vật liệu có nguồn gốc hữu cơ như gỗ, sợi, giấy, dầu, bông, trong số những vật liệu khác, đặc biệt nếu chúng bị ướt.

Cũng có rủi ro nếu bạn tiếp xúc với bazơ hoặc chất khử. Nó kết hợp với nước một cách bùng nổ, tạo thành axit sulfuric.

Tiếp xúc với kim loại có thể tạo ra khí hiđro H2 rất dễ cháy.

Nên tránh đun nóng trong lọ thủy tinh để tránh làm vỡ hộp.

Tác động môi trường

SO3 Nó được coi là một trong những chất ô nhiễm chính có trong bầu khí quyển của trái đất. Điều này là do vai trò của nó trong việc hình thành các sol khí và góp phần tạo ra mưa axit (do sự hình thành axit sunfuric H2SW4).

SO3 được hình thành trong khí quyển bởi quá trình oxy hóa lưu huỳnh đioxit SO2. Khi hình thành SO3 nó phản ứng nhanh với nước để tạo thành axit sunfuric H2SW4. Theo các nghiên cứu gần đây, có những cơ chế chuyển đổi SO khác3 trong khí quyển, nhưng do lượng lớn nước có trong nó, nó vẫn được coi là có nhiều khả năng hơn SO3 chủ yếu trở thành H2SW4.

Xem thêm :  Giải mã md5 được không? Website dịch ngược mã md5 online tốt nhất

SO3 Không được thải khí hoặc chất thải công nghiệp dạng khí có chứa nó vào khí quyển vì nó là chất ô nhiễm nguy hiểm. Nó là một loại khí phản ứng mạnh và, như đã đề cập ở trên, khi có độ ẩm trong không khí, SO3 trở thành axit sunfuric H2SW4. Do đó, trong không khí SO3 nó tồn tại ở dạng axit sulfuric, tạo thành các giọt nhỏ hoặc sol khí.

Nếu các giọt axit sunfuric đi vào đường hô hấp của người hoặc động vật, chúng sẽ phát triển nhanh chóng về kích thước do độ ẩm có ở đó, do đó chúng có khả năng xâm nhập vào phổi. Một trong những cơ chế tạo ra sương mù axit của H2SW4 (tức là VẬY3) có thể tạo ra độc tính mạnh là do nó làm thay đổi pH ngoại bào và nội bào của các sinh vật sống (thực vật, động vật và con người).

Theo một số nhà nghiên cứu, sương mù từ SO3 Đó là nguyên nhân của sự gia tăng bệnh hen ở một khu vực của Nhật Bản. VẬY sương mù3 Nó có tác dụng ăn mòn rất lớn đối với kim loại, đó là lý do tại sao các công trình kim loại do con người xây dựng, chẳng hạn như một số cây cầu và tòa nhà, có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

SO3 Không nên bỏ chất lỏng vào cống rãnh hoặc cống rãnh. Nếu tràn vào cống rãnh, nó có thể gây ra nguy cơ cháy nổ. Nếu vô tình bị đổ, không được hướng dòng nước vào sản phẩm. Nó không bao giờ được hấp thụ trong mùn cưa hoặc chất hấp thụ dễ cháy khác, vì nó có thể gây ra hỏa hoạn.

Nó phải được hấp thụ trong cát khô, đất khô hoặc chất hấp thụ trơ hoàn toàn khô khác. SO3 không được thải nó ra môi trường và không bao giờ được phép tiếp xúc với nó. Cần tránh xa nguồn nước vì nó tạo ra axit sulfuric có hại cho các sinh vật dưới nước và trên cạn.

Người giới thiệu

  1. Sarkar, S. và cộng sự. (2019). Ảnh hưởng của amoniac và nước đến số phận của lưu huỳnh trioxit trong tầng đối lưu: Điều tra lý thuyết về các con đường hình thành axit sulfamic và axit sulfuric. J Phys Chem A. 2019; 123 (14): 3131-3141. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Muller, T.L. (2006). Axit sunfuric và lưu huỳnh trioxit. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Tập 23. Khôi phục từ onlinelibrary.wiley.com.
  3. CHÚNG TA. Thư viện Y học Quốc gia. (2019). Lưu huỳnh trioxit. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Kikuchi, R. (2001). Quản lý môi trường phát thải lưu huỳnh Trioxit: Tác động của SO3 về Sức khỏe con người. Quản lý Môi trường (2001) 27: 837. Phục hồi từ link.springer.com.
  5. Cotton, F. Albert và Wilkinson, Geoffrey. (1980). Hóa học Vô cơ nâng cao. Ấn bản thứ tư. John Wiley và các con trai.
  6. Ismail, M.I. (Năm 1979). Khai thác kim loại từ lưu huỳnh sử dụng lưu huỳnh trioxit trong tầng sôi. J. Chem. Tech. Biotechnol. Năm 1979, 29, 361-366. Được khôi phục từ onlinelibrary.wiley.com.


Bài:32 Lưu Huỳnh dioxit – Lưu Huỳnh trioxit – Chương 5: Oxi – Ozon | hóa học online lớp 10 |


Chào mừng bạn đến với kênh YouTube ĐIỂM CAO ONLINE ( TOÁN LÍ HÓA SINH ANH VĂN)
Các bàiBài:32 Lưu Huỳnh dioxit Lưu Huỳnh trioxit Chương 5: Oxi Ozon | hóa học online lớp 10 |
học của ĐIỂM CAO ONLINE ( TOÁN LÍ HÓA SINH ANH VĂN ) đều hoàn toàn miễn phí, nếu có thêm bất kỳ câu hỏi về bài giảng hay , các bài tập khó thì các bạn hãy comment nhé!!!
Nếu các em có nhu cầu bổ trợ và nâng cao kiến thức hỡn nữa thì hãy vào đăng kí khóa học online có thu phí của thầy nhé. Thầy chỉ thu phí đối với các bài giảng trên SÁCH BÀI TẬP VÀ CHUYÊN ĐỀ NÂNG CAO thôi các em nhé.
Đăng kí bài học tại đây các em nhé :
Mọi thông tin các em liên hệ với thầy nhé :
Facebook : https://www.facebook.com/diemcaoonline
Gmail : [email protected]

Related Articles

Back to top button