Tritlenek siarki

Tritlenek siarki (nazwa Stocka: tlenek siarki(VI)), SO
3 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków kwasowych, w którym siarka występuje na VI stopniu utlenienia.

Tritlenek siarki

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) konst. tritlenek siarki, tlenek siarki(6+), tlenek siarki(VI) podst. trioksydo-λ6-sulfan, λ6-sulfantrion addyt. trioksydosiarka Inne nazwy i oznaczenia Stocka tlenek siarki(VI) inne bezwodnik siarkowy, bezwodnik kwasu siarkowego, dawniej: trójtlenek siarki
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	SO3
Masa molowa	80,06 g/mol
Wygląd	bezbarwna, lotna ciecz
Identyfikacja
Numer CAS	7446-11-9
PubChem	24682
SMILES [S](=O)(=O)=O
InChI InChI=1S/O3S/c1-4(2)3 InChIKey AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 1,903 g/cm³[1]; ciecz Rozpuszczalność w wodzie reaguje gwałtownie z wytworzeniem H 2SO 4[2] Temperatura topnienia 16,86 °C (forma γ)[1] 62,2 °C (forma α)[3] 30,5 °C (forma β)[3] Temperatura wrzenia 44,6 °C[1] Punkt krytyczny 217,85 °C[4]; 8,2 MPa[4] Lepkość 1,820 cP[1]
Budowa Typ hybrydyzacji i VSEPR sp² – trójkąt równoboczny Moment dipolowy 0 D
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2012-10-15] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanego źródła[5] Niebezpieczeństwo Zwroty H H271, H314, H330, H350 Zwroty P P201, P220, P360, P280, P284, P305+P351+P338 Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie podanego źródła[5] Utleniający (O) Silnie toksyczny (T+) Zwroty R R45, R26, R8, R14, R34 Zwroty S S53, S17, S26, S36/37/39, S45 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[6] 0 4 0   Numer RTECS WT4830000
Podobne związki
Podobne związki	tritlenek selenu
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Budowa cząsteczki

Monomeryczna cząsteczka tritlenku siarki w stanie gazowym ma płaską budowę trójkąta równobocznego. Długość wiązań S−O wynosi 142 pm, a kąty pomiędzy wiązaniami O−S−O wynoszą po 120°^[2][1].

Otrzymywanie

Tritlenek siarki powstaje jako produkt pośredni w procesie otrzymywania kwasu siarkowego metodą kontaktową poprzez katalityczne utlenianie SO
2 (z uwagi na małą szybkość reakcji pomiędzy SO
2 i tlenem stosuje się katalizator w postaci V
2O
5, który zastąpił używaną wcześniej platynę)^[2][7]. SO
3 nie jest jednak zazwyczaj izolowany, a dalej wykorzystywany do otrzymania pożądanego kwasu^[1].

Laboratoryjne metody otrzymywania tego tlenku obejmują odwadnianie kwasu siarkowego przy użyciu P
4O
10:

2H
2SO
4 + P
4O
10 → 4HPO
3 + 2SO
3

oraz ogrzewanie disiarczanu potasu^[2]:

K
2S
2O
7 → K
2SO
4 + SO
3

a także utlenianie SO
2 przy użyciu SeO
2:

2SO
2 + SeO
2 → 2SO
3 + Se

Właściwości

Tritlenek siarki jest w warunkach pokojowych bezbarwną cieczą. Może występować w trzech formach: α-SO
3, β-SO
3, γ-SO
3. Poniżej temperatury 16,86 °C tworzy się forma γ jako rombowe kryształy przypominające lód, w których cząsteczki tritlenku siarki występują jedynie w postaci cyklicznych trimerów (SO
3)
3. Pod wpływem niewielkich ilości wilgoci forma γ przekształca się do formy β będąca w rzeczywistości mieszaniną kwasów polisiarkowych HO(SO
2O)
xH (gdzie x jest bardzo duże, około 10⁵). Do wytworzenia się formy α (bardziej usieciowanej i przypominającej azbest) także potrzebna jest obecność wilgoci. W stanie gazowym monomeryczne cząsteczki SO
3 występują w równowadze z trimerami^[2][1].

Skłonność do polimeryzacji powoduje, że sprzedawany tritlenek siarki wzbogacany jest o dodatki hamujące tę reakcję. Są to zazwyczaj m.in. związki boru lub krzemu (w ilościach ok. 0,03–1,5%)^[1].

Tritlenek siarki, będąc kwasem Lewisa, może tworzyć kompleksy donorowo-akceptorowe z zasadami Lewisa, np. z pirydyną

Tritlenek siarki jest bardzo reaktywny. Reaguje gwałtownie i egzotermicznie z wodą tworząc kwas siarkowy. Ma właściwości utleniające (utlenia m.in. fosfor do P
4O
10) i jest silnym kwasem Lewisa^[2]. Z halogenowodorami daje odpowiednie kwasy halogenosiarkowe (HSO
3X)^[1].

Stały SO
3 ma dość dużą lotność, przez co jego pary mogą tworzyć z wilgocią H
2SO
4^[2].

Zastosowanie

Tritlenek siarki stosuje się do otrzymywania kwasu siarkowego oraz innych związków (m.in. poprzez sulfonowanie związków organicznych, np. alkilobenzenów do kwasów alkilobenzenosulfonowych)^[7]. Znajduje zastosowanie także przy produkcji materiałów wybuchowych^[8].