Oxid sírový

Šablona:Infobox - chemická sloučenina Oxid sírový (chemický vzorec SO₃) je jeden z oxidů síry, který je hlavní příčinou vzniku kyselých dešťů. Vyrábí se ve velkém množství jako prekurzor kyseliny sírové.

Příprava a výroba

Průmyslově se vyrábí oxidací oxidu siřičitého

$\mathrm{𝟤}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Oxid siřičitý reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu sírového.

Tato reakce je silně exotermická a je vratná; proto je nutno ji provádět za relativně nízkých teplot do 500 °C a za přítomnosti katalyzátorů (např. platiny nebo oxidu vanadičného, wolframového, molybdenového aj.). Za vysokých teplot vyšších než 800 °C probíhá tato reakce opačným směrem a z oxidu sírového vzniká opět oxid siřičitý a kyslík].

V laboratoři se oxid sírový připravuje rozkladem síranu železitého:

$𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{(}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{480^{\circ }C}{\to }𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Síran železitý se rozkládá na oxid železitý a oxid sírový.

nebo destilací olea, což je roztok oxidu sírového v kyselině sírové, případně zahříváním hydrogensíranu sodného

• dehydratace:

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖧𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{315^{\circ }C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Hydrogensíran sodný se rozkládá na disíran sodný a vodu.

• rozklad:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟩}}\stackrel{460^{\circ }C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Disíran sodný se rozkládá na síran sodný a oxid sírový.

Vlastnosti

Struktura

V plynném stavu má monomerní forma oxidu planární uspořádání (grupa symetrie D_3h). V kapalném i plynném skupenství existuje rovnováha mezi monomerem a trimerem (S₃O₉). V pevném stavu je oxid sírový vždy trimerní nebo polymerní. Cyklický trimer zaujímá vaničkovou konformaci (grupa symetrie D_3v) podobnou cyklohexanu.

Krystaluje v podobě bezbarvých kosočtverečných krystalů jako modifikace γ-SO₃; pokud přijde do styku s vodou, tak vytváří bílé jednoklonné jehličkovité krystaly modifikace β-SO₃, které jsou tvořeny směsí vláknitých polysírových kyselin. Nejstálejší formou oxidu sírového je jednoklonný α-SO₃, který má složitou vrstevnatou strukturu, vzniklou příčným spojováním řetězců.

Struktura monomeru a trimeru

Prostorová struktura monomerní a trimerní formy oxidu sírového

Chemické vlastnosti

Soubor:03. Горење на сулфур во атмосфера од кислород.webm S vodou reaguje velmi prudce, a podle stechiometrického poměru reakčních složek vzniká buď kyselina sírová

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}$

nebo oleum, případně směsi polysírových kyselin. Oxid sírový je velmi silné dehydratační činidlo: z organických látek odštěpuje vodu, např. jeho působením na ethanol vzniká ethen (ethylen) a kyselina sírová

$𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{=}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}$

Reakci s halogenovodíky vznikají halogensírové kyseliny HSO₃X, např. reakcí s chlorovodíkem

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖧𝖢𝗅\mathsf{\to }𝖧𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}𝖢𝗅$

vzniká kyselina chlorsírová (chlorsulfonová).

Oxid sírový je velmi silnou Lewisovou kyselinou. Tvoří proto velké množství různých aduktů s mnoha organickými i anorganickými ligandy.

Použití

Průmyslově vyráběný oxid sírový se ihned zpracovává na kyselinu sírovou.

Bezpečnost

Oxid sírový je silně žíravý, neboť ve styku s tkáněmi těla z nich odnímá vodu a mění se na kyselinu sírovou. Necháme-li odpadnout kapku vody na oxid sírový, dojde k explozívní reakci.

Literatura

• Šablona:Citace monografie

• Šablona:Citace monografie

Externí odkazy

• Šablona:Commonscat