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三氧化硫
鎖定
三氧化硫理化性質
α-SO3絲質纖維狀和針狀,密度1.97g/cm3,熔點62.3℃;β-SO3石棉纖維狀,熔點62.4℃,在50℃可昇華; γ-SO3玻璃狀,熔點16.8℃,沸點44.8℃。溶於水,並跟水反應生成硫酸和放出大量的熱。溶於濃硫酸而成發煙硫酸,它是酸性氧化物,可和鹼性氧化物反應生成鹽。
三氧化硫成鍵方式
SO3單體分子中,S元素採取sp2雜化,在豎直方向(就是沒形成雜化軌道剩下的p軌道)上的p軌道中有一對電子,在形成的雜化軌道中有一對成對電子和2個成單電子,有2個氧原子分別與其形成σ鍵,2個氧原子豎直方向上p軌道各有1個電子,一個氧原子與p軌道的孤對電子形成配位鍵,其豎直方向上有2個電子,這樣,在4個原子的豎直方向的電子共同形成一套四中心六電子大π鍵,這套大π鍵是離域的鍵。
三氧化硫分子構型
氣態的SO3是一種具有D3h對稱的平面正三角形分子,這與價層電子對互斥理論(VSEPR)所預測的結論是一致的。SO3分子中的S已經達到+6價,所有的電子都參與成鍵,沒有孤對電子,不需要給孤對電子留出空間了,所以它是很對稱的平面正三角形,為非極性分子。
三氧化硫化學反應
和水化合成硫酸:SO3(l) + H2O(l) = H2SO4(aq) (
=-88 kJ/mol)
三氧化硫可以與二氯化硫發生反應來生產很有用的試劑——亞硫酰氯:
SO3+ SCl2 → SOCl2 + SO2
三氧化硫還可以與鹼發生反應,生成硫酸鹽及其他物質,如:
SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
H2SO4 + SO3 = H2S2O7
三氧化硫製備方法
二氧化硫可轉化為三氧化硫(反應條件為加熱,催化劑一般為V2O5):
三氧化硫固態結構
天然的SO3固體有一種令人驚訝的、因痕量水導致結構改變的複雜結構。由於氣體的液化,極純的SO3冷凝形成一種通常稱作γ-SO3的三聚體。這種分子形式是一種熔點在16.8℃的無色固體。它形成的環狀結構被稱為[S(=O)2(μ-O)]3。
如果SO3在27℃以上冷凝,可形成熔點為16.83℃的"α-SO3"。α-SO3外觀為類似石棉的纖維狀(雖然兩者相差甚遠)。在結構上來説,它是形如[S(=O)2(μ-O)]n的聚合物。聚合物分子的每個末端都以-OH結束。β-SO3是與α構型相類似、但相對分子質量不同的纖維狀聚合物,其分子末端亦皆為羥基,熔點為62.4℃。γ構型和β構型都是介穩的,在長時間放置後最終會轉化為穩定的α構型。這種轉化是由痕量水導致的。
在同一温度下固體SO3的相對蒸氣壓大小為α<β<γ,亦指明它們相對分子質量的大小。液態三氧化硫的蒸氣壓説明它是γ構型。因此加熱α-SO3的晶體至其熔點時會導致蒸氣壓的突然升高,巨大的壓力甚至可以衝破加熱它的玻璃管。這個結果被稱為“α爆炸”。SO3極易水解。事實上,該水化熱足以使混合了SO3的木頭或者棉花點燃。在這種情況下,SO3使那些碳水化合物脱水。
三氧化硫急救措施
接觸部分 | 急救措施 |
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皮膚接觸 | 立即脱去污染的衣着並迅速擦淨接觸部分,之後用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。 |
眼睛接觸 | 立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。 |
吸入 | |
食入 | 用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。 |
三氧化硫消防措施
危險特性:與水發生爆炸性劇烈反應。與氟、氧化鉛、次氯酸、亞氯酸、高氯酸、磷、四氟乙烯等接觸劇烈反應。與有機材料如木、棉花或草接觸,會着火。吸濕性極強,在空氣中產生有毒的白霧。遇潮時對大多數金屬有強腐蝕性。
滅火方法:該品不燃。消防人員必須佩戴過濾式防毒面具(全面罩)或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上風向滅火。儘可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻,直至滅火結束。滅火時儘量切斷泄漏源,然後根據着火原因選擇適當滅火劑滅火。禁止用水和泡沫滅火。
三氧化硫泄漏應急處理
大量泄漏:收集回收或運至廢物處理場所處置。
三氧化硫防護措施
防護部位 | 防護措施 |
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工程控制 | 密閉操作,注意通風。儘可能機械化、自動化。提供安全淋浴和洗眼設備。 |
呼吸系統防護 | |
眼睛防護 | 呼吸系統防護中已作防護。 |
身體防護 | 穿橡膠耐酸鹼服。 |
手防護 | 戴橡膠耐酸鹼手套。 |
其他防護 | 工作完畢,淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服,洗後備用。保持良好的衞生習慣。 |
三氧化硫操作處置與儲存
操作注意事項 | |
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儲存注意事項 | 儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。保持容器密封。應與易(可)燃物、還原劑、鹼類、活性金屬粉末等分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。 |
三氧化硫安全信息
安全術語 | S8:Keep container dry. 保持容器乾燥。 |
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S17:Keep away from combustible material. 遠離可燃物料。 | |
S25:Avoid contact with eyes. 避免眼睛接觸。 | |
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice. 眼睛接觸後,立即用大量水沖洗並徵求醫生意見。 | |
S36/37/39:Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection. 穿戴適當的防護服、手套和眼睛/面保護。 | |
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible). 發生事故時或感覺不適時,立即求醫(可能時出示標籤)。 | |
S53:Avoid exposure - obtain special instructions before use. 避免接觸,使用前獲得特別指示説明。 | |
風險術語 | R14:Reacts violently with water. 與水猛烈反應。 |
R34:Causes burns. 引起灼傷。 |
- 參考資料
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- 1. 三氧化硫 .化源網[引用日期2022-07-30]