Lưu huỳnh trioxide

Lưu huỳnh trioxide
Tên khác	Anhydride sunfuric Sulfur trioxide Lưu huỳnh(VI) oxide Sulfur(VI) oxide
Công thức phân tử	SO3
Khối lượng phân tử	80,0642 g/mol
Số CAS	[7446-11-9]
Khối lượng riêng	1,92 g/cm³
Độ hòa tan (nước)	tan kèm thủy phân
Điểm nóng chảy	16,9 °C (62,4 °F; 290,0 K)
Điểm sôi	45 °C (113 °F; 318 K)
Điểm tới hạn	218,3 °C (424,9 °F; 491,4 K) tại 8,47 MPa
Các dữ liệu nhiệt động học
Entanpi hình thành ΔfH°gas	-397,77 kJ/mol
Entropy phân tử tiêu chuẩn S°gas	256,77 J·K^−1.mol^−1
Nhiệt dung riêng Cp, khí	24,02 J·K^−1.mol^−1
Các dữ liệu an toàn
Phân loại của EU	Ăn mòn (C)
Ký hiệu R	R14, R35, R37
Ký hiệu S	(S1/2), S26, Bản mẫu:S30, S45
Các hợp chất liên quan
Các hợp chất liên quan	Lưu huỳnh dioxide Axít sunfuric Sulfuryl chloride
Ngoài trừ được nêu khác đi, các dữ liệu được đưa ra cho vật chất ở trạng thái tiêu chuẩn (nhiệt độ 25 °C, 100 kPa) Phủ nhận và tham chiếu hộp thông tin

Lưu huỳnh trioxide (còn gọi là anhydride sunfuric, sulfur trioxide) là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học SO₃. Nó là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và axit sunfuric. Lưu huỳnh trioxide khô tuyệt đối không ăn mòn kim loại. Ở thể khí, đây là một chất gây ô nhiễm nghiêm trọng và là tác nhân chính trong các trận mưa axit. SO₃ được sản xuất đại trà để dùng trong điều chế axit sunfuric.^[1]

Cấu tạo và liên kết

Mô hình bóng và que của phân tử γ-SO₃

Khí SO₃ có cấu tạo phân tử tam diện phẳng và đối xứng, như được dự đoán trước bởi lý thuyết VSEPR.

Nguyên tử lưu huỳnh có số oxy hóa là +6, điện tích là 0 và bao quanh bởi 6 cặp electron.

Các phản ứng hóa học

SO₃ là anhydride của H₂SO₄. Do đó, các phản ứng sau sẽ xảy ra:

${\displaystyle {\ce {SO3 + H2O -> H2SO4}}}$ (phản ứng tỏa nhiều nhiệt)^[2]

Lưu huỳnh triOxide cũng phản ứng với lưu huỳnh điclorua để tạo ra thuốc thử hữu dụng thionyl chloride.

${\displaystyle {\ce {SO3 + SCl2 -> SOCl2 + SO2}}}$

Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh triOxide bị nhiệt phân khi có chất xúc tác là Vanadi(V) oxide.

${\displaystyle {\ce {SO3 -> SO2 + O2}}}$

Sản xuất

Trong công nghiệp người ta sản xuất lưu huỳnh trioxide bằng cách oxy hóa Lưu huỳnh dioxide bởi oxy với sự có mặt của chất xúc tác là Vanadi(V) oxide. Phản ứng xảy ra như sau:

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (với xúc tác V₂O₅, ở nhiệt độ cao khoảng 450–500 ℃)

SO₂ cũng có thể phản ứng với O₂ ở nhiệt độ thấp hơn với xúc tác là NO₂ để tạo SO₃

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (nhiệt độ cao, chất xúc tác NO₂)

Quá trình phản ứng diễn ra như sau: ban đầu NO₂ phản ứng với SO₂ tạo SO₃.

SO₂ + NO₂ → SO₃ + NO

Sau đó O₂ lại phản ứng tiếp với NO tạo NO₂. Quá trình trên được lặp lại nhiều lần.

Tham khảo

1. Sách giáo khoa hóa học lớp 10, trang 137; 142.
2. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/sulfur_trioxide#section=Stability. |title= trống hay bị thiếu (trợ giúp)

Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Lưu huỳnh trioxide.