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三氧化硫 编辑
三氧化硫,又名硫酸酐,是一种无机化合物,化学式为SO3,是一种无色易升华的固体。三氧化硫是强氧化剂,能在高温时氧化硫、磷、铁、锌以及溴化物、碘化物等物质。SO3在标况(1atm,0℃)下为固态,在常温常压下为液态。
中文名:三氧化硫
外文名:Sulfur trioxide
别名:硫酸酐
化学式:SO3
分子量:80.06320
CAS登录号:7446-11-9
EINECS登录号:231-197-3
熔点:16.8 ℃
沸点:44.8 ℃
水溶性:与水混合形成硫酸
密度:1.97 g/cm³
外观:无色透明油状液体
应用:强氧化剂
安全性描述:S8;S17;S25;S26;S36/37/39;S45;S53
危险性符号:C
危险性描述:R14;R34
UN危险货物编号:1829
三氧化硫是非极性分子。它的气体形式是一种严重的污染物,是形成酸雨的主要来源之一。
常温下为无色透明油状液体或固体(取决于具体晶型),标况为固体,具有强刺激性臭味。强氧化剂,能被硫、磷、碳还原。较硫酸、发烟硫酸的脱水作用更强。对金属的腐蚀性比硫酸、发烟硝酸弱。
α-SO3丝质纤维状和针状,密度1.97g/cm3,熔点62.3℃;β-SO3石棉纤维状,熔点62.4℃,在50℃可升华; γ-SO3玻璃状,熔点16.8℃,沸点44.8℃。溶于水,并跟水反应生成硫酸和放出大量的热。溶于浓硫酸而成发烟硫酸,它是酸性氧化物,可和碱性氧化物反应生成盐。
成键方式
SO3单体分子中,S元素采取sp2杂化,在竖直方向(就是没形成杂化轨道剩下的p轨道)上的p轨道中有一对电子,在形成的杂化轨道中有一对成对电子和2个成单电子,有2个氧原子分别与其形成σ键,2个氧原子竖直方向上p轨道各有1个电子,一个氧原子与p轨道的孤对电子形成配位键,其竖直方向上有2个电子,这样,在4个原子的竖直方向的电子共同形成一套四中心六电子大π键,这套大π键是离域的键。
分子构型
气态的SO3是一种具有D3h对称的平面正三角形分子,这与价层电子对互斥理论(VSEPR)所预测的结论是一致的。SO3分子中的S已经达到+6价,所有的电子都参与成键,没有孤对电子,不需要给孤对电子留出空间了,所以它是很对称的平面正三角形,为非极性分子。
化学反应
SO3是硫酸(H2SO4)的酸酐。因此,可以发生以下反应:
和水化合成硫酸:SO3(l) + H2O(l) = H2SO4(aq) (
这个反应进行得非常迅速,而且是放热反应。在大约340%20℃以上时,硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存。
三氧化硫可以与二氯化硫发生反应来生产很有用的试剂——亚硫酰氯:
SO3+%20SCl2%20→%20SOCl2%20+%20SO2
三氧化硫还可以与碱发生反应,生成硫酸盐及其他物质,如:
SO3%20+%202NaOH%20=%20Na2SO4%20+%20H2O
三氧化硫不可用浓硫酸干燥,因为SO3和浓硫酸会反应生成焦硫酸:
H2SO4%20+%20SO3%20=%20H2S2O7
制备方法
二氧化硫可转化为三氧化硫(反应条件为加热,催化剂一般为V2O5):
固态结构
天然的SO3固体有一种令人惊讶的、因痕量水导致结构改变的复杂结构。由于气体的液化,极纯的SO3冷凝形成一种通常称作γ-SO3的三聚体。这种分子形式是一种熔点在16.8℃的无色固体。它形成的环状结构被称为3。
γ-SO3分子的结构模型
在同一温度下固体SO3的相对蒸气压大小为α<β<γ,亦指明它们相对分子质量的大小。液态三氧化硫的蒸气压说明它是γ构型。因此加热α-SO3的晶体至其熔点时会导致蒸气压的突然升高,巨大的压力甚至可以冲破加热它的玻璃管。这个结果被称为“α爆炸”。SO3极易水解。事实上,该水化热足以使混合了SO3的木头或者棉花点燃。在这种情况下,SO3使那些碳水化合物脱水。
SO3中氧硫键的键长并不相同,固态SO3主要以两种形式存在:一种是三聚体的环状形式,另外一种是石棉链状的纤维结构两种结构中,共享的S—O键长和非共享的S—O键长是不同的。
接触部分 | 急救措施 |
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皮肤接触 | 立即脱去污染的衣着并迅速擦净接触部分,之后用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。 |
眼睛接触 | 立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 |
吸入 | 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。 |
食入 | 用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。 |
危险特性:与水发生爆炸性剧烈反应。与氟、氧化铅、次氯酸、亚氯酸、高氯酸、磷、四氟乙烯等接触剧烈反应。与有机材料如木、棉花或草接触,会着火。吸湿性极强,在空气中产生有毒的白雾。遇潮时对大多数金属有强腐蚀性。
有害燃烧产物:硫氧化物。
灭火方法:该品不燃。消防人员必须佩戴过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。灭火时尽量切断泄漏源,然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。禁止用水和泡沫灭火。
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并立即隔离150m,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。尽可能切断泄漏源。若是液体。
小量泄漏:用砂土、蛭石或其他惰性材料吸收。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。若是固体,用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。
大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。
防护部位 | 防护措施 |
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工程控制 | 密闭操作,注意通风。尽可能机械化、自动化。提供安全淋浴和洗眼设备。 |
呼吸系统防护 | 可能接触其粉尘时,必须佩戴防尘面具(全面罩);可能接触其蒸气时,应该佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。 |
眼睛防护 | 呼吸系统防护中已作防护。 |
身体防护 | 穿橡胶耐酸碱服。 |
手防护 | 戴橡胶耐酸碱手套。 |
其他防护 | 工作完毕,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后备用。保持良好的卫生习惯。 |
操作注意事项 | 密闭操作,注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具(全面罩),穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。避免与还原剂、碱类、活性金属粉末接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 |
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储存注意事项 | 储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。保持容器密封。应与易(可)燃物、还原剂、碱类、活性金属粉末等分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 |
安全术语 | S8:Keep container dry. 保持容器干燥。 |
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S17:Keep away from combustible material. 远离可燃物料。 | |
S25:Avoid contact with eyes. 避免眼睛接触。 | |
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice. 眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见。 | |
S36/37/39:Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection. 穿戴适当的防护服、手套和眼睛/面保护。 | |
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible). 发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签)。 | |
S53:Avoid exposure - obtain special instructions before use. 避免接触,使用前获得特别指示说明。 | |
风险术语 | R14:Reacts violently with water. 与水猛烈反应。 |
R34:Causes burns. 引起灼伤。 |
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