Sēra trioksīds

Vikipēdijas lapa
Jump to navigation Jump to search
Sēra trioksīds
Sulfur-trioxide-2D.svgSulfur-trioxide-3D-vdW.png
Sēra trioksīda struktūrformula un molekulas modelis
Schefeltrioxid.jpg
Sēra trioksīda kristāli ampulā
Citi nosaukumi sēra (VI) oksīds, sērskābes anhidrīds
CAS numurs 7446-11-9
Ķīmiskā formula SO3
Molmasa 80,06 g/mol
Blīvums šķidram SO3 1920 kg/m3
Kušanas temperatūra 16,8 °C
Viršanas temperatūra 44,8 °C
Šķīdība ūdenī reaģē

Sēra trioksīds jeb sēra (VI) oksīds (SO3) ir tipisks skābes veidojošais oksīds, kurā sēram ir augstākā oksidēšanas pakāpe +6. Ja kondensējas gāzveida SO3, rodas gaistošs šķidrums, kas sastāv galvenokārt no sēra trioksīda trimēra. To atdzesējot, trimērs sacietē par ledum līdzīgu masu, ko sauc par SO3 ledusveida modifikāciju jeb γ-SO3. Uzglabājot gamma modifikācija pamazām pārvēršas par alfa modifikāciju (α-SO3), kas līdzīga azbestam. Azbestveida modifikācija sastāv no dažāda garuma polimēru ķēdēm un tai nenoteiktā sastāva dēļ nav stingri noteiktas kušanas temperatūras (stingri ņemot, tas vairs nav sēra trioksīds, jo ķēžu gali noslēdzas ar hidroksilgrupām).

Sēra trioksīdu var uzskatīt par sērskābes anhidrīdu.

Molekulas uzbūve[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Gamma-SO3 struktūrformula (trimērs)

Sēra trioksīda molekulai ir plakana, trīsstūrveida forma ar sēra atomu centrā (sērs atrodas sp2 hibridizācijas stāvoklī). SO3 ir nepolāra molekula, jo ir pilnīgi simetriska. Atsevišķas molekulas eksistē tikai tvaika fāzē, bet šķidrā un cietā stāvoklī sēra trioksīds polimerizējas - šādos polimēros (piemēram, gredzenveida trimērā (SO3)3 vai lineārā zigzagveida polimērā (SO3)) sēra atomi ir sp3 hibridizācijas stāvoklī, kas tiem visvairāk raksturīgs. Šajā stāvoklī sērs veido 4 sigma saites, kas izvietojas tetraedra veidā.

Iegūšana[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Rūpnieciski iegūst, kontaktprocesā oksidējot sēra dioksīdu ar gaisa skābekli (kā katalizatorus lieto platīnu vai vanādija oksīdus).

2SO2 + O2 → 2SO3

Laboratorijā var iegūt, pirolizējot nātrija hidrogēnsulfātu. Tas ir divpakāpju process, kur kā starpprodukts veidojas nātrija pirosulfāts:

2 NaHSO4 → Na2S2O7 + H2O (pie 315 °C)
Na2S2O7 → Na2SO4 + SO3 ( pie 460 °C)

Ķīmiskās īpašības[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Sēra degšana skābekļa atmosfērā, rodoties sēra dioksīdam, kas tālāk daļēji oksidējas par sēra trioksīdu. Radusies gāze tiek laista cauri metiloranžā šķīdumam, kas kļūst sarkans — tas liecina par skābes rašanos

Sēra trioksīds reaģē ar ūdeni un dažiem citiem ūdeņraža savienojumiem, veidojot skābes, piemēram, sērskābi:

SO3 + H2O → H2SO4
SO3 + HCl → HSO3Cl
SO3 + HF → HSO3F
SO3 + NH3 → HSO3NH2

Reaģē ar sēra dihlorīdu, veidojot rūpnieciski svarīgu savienojumu - tionilhlorīdu SOCl2.

SO3 + SCl2 → SOCl2 + SO2

SO3 ir stipra Lūisa skābe, kas veido kompleksus ar piridīnu, dioksānu un trimetilamīnu.

Izmantošana[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Sēra trioksīdu lieto galvenokārt par izejvielu sērskābes ražošanā.

Literatūra[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  • N. Ahmetovs. Neorganiskā ķīmija. R:, Zvaigzne, 1978, 337. - 338. lpp.