三氧化硫（化合物）

三氧化硫（化合物）

三氧化硫 （化合物） 次瀏覽 | 2022.07.19 17:41:03 更新 來源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 三氧化硫化合物

三氧化硫是一種無機(jī)物，化學(xué)式為SO3，是一種無色易升華的固體，有三種物態(tài)。α-SO3絲質(zhì)纖維狀和針狀，密度1.97g/cm3，熔點(diǎn)62.3℃；β-SO3石棉纖維狀，熔點(diǎn)62.4℃，在50℃可升華；γ-SO3玻璃狀，熔點(diǎn)16.8℃，沸點(diǎn)44.8℃。溶于水，并跟水反應(yīng)生成硫酸和放出大量的熱。因此又稱硫酸酐。

溶于濃硫酸而成發(fā)煙硫酸，它是酸性氧化物，可和堿性氧化物反應(yīng)生成鹽。三氧化硫是強(qiáng)的氧化劑，只能在高溫時(shí)氧化硫、磷、鐵、鋅以及溴化物、碘化物等。SO3在標(biāo)況（1atm，0℃)下為固態(tài)，在常溫常壓下為液態(tài)。

三氧化硫是非極性分子。它的氣體形式是一種嚴(yán)重的污染物，是形成酸雨的主要來源之一。

中文名

三氧化硫

外文名

sulfur?trioxide

別名

硫酸酐

化學(xué)式

SO?

分子量

80.06

熔點(diǎn)

16.8

沸點(diǎn)

44.8

水溶性

易溶于水，與水混合形成硫酸

密度

1.97

外觀

針狀固體或液體，有刺激性氣味

應(yīng)用

強(qiáng)氧化劑

安全性描述

S53；S17；S26；S36/37/39；S45；S8；S25

危險(xiǎn)性符號(hào)

C

危險(xiǎn)性描述

R14；R34

UN危險(xiǎn)貨物編號(hào)

1829

CN危險(xiǎn)貨物編號(hào)

81010

理化性質(zhì)三氧化硫

三氧化硫是非極性分子。它的氣體形式是一種嚴(yán)重的污染物，是形成酸雨的主要來源之一。

常溫下為無色透明油狀液體或固體（取決于具體晶型），標(biāo)況為固體，具有強(qiáng)刺激性臭味。強(qiáng)氧化劑，能被硫、磷、碳還原。較硫酸、發(fā)煙硫酸的脫水作用更強(qiáng)。對(duì)金屬的腐蝕性比硫酸、發(fā)煙硝酸弱。[1]

成鍵方式

SO3中，S元素采取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(duì)電子，在形成的雜化軌道中有一對(duì)成對(duì)電子和2個(gè)成單電子，有2個(gè)氧原子分別與其形成σ鍵，2個(gè)氧原子豎直方向上p軌道各有1個(gè)電子，一個(gè)氧原子與p軌道的孤對(duì)電子形成配位鍵，其豎直方向上有2個(gè)電子，這樣，在4個(gè)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。

分子構(gòu)型

氣態(tài)的SO3是一種具有D3h對(duì)稱的平面正三角形分子，這與價(jià)層電子對(duì)互斥理論（VSEPR）所預(yù)測的結(jié)論是一致的。

三氧化硫中，硫元素的化合價(jià)為+6，分子為非極性分子。

SO3分子中的S已經(jīng)達(dá)到+6價(jià)，所有的電子都參與成鍵，沒有孤對(duì)電子，不需要給孤對(duì)電子留出空間了，所以它是很對(duì)稱的平面正三角形。

與二氧化硫一樣都是硫的氧化物。

化學(xué)反應(yīng)

SO3是硫酸（H2SO4）的酸酐。因此，可以發(fā)生以下反應(yīng)：

和水化合成硫酸：SO3(l)?+?H2O(l)?=?H2SO4(aq)?(=-88?kJ/mol)

這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行得非常迅速，而且是放熱反應(yīng)。在大約340?℃以上時(shí)，硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡濃度下共存。

三氧化硫也與二氯化硫發(fā)生反應(yīng)來生產(chǎn)很有用的試劑——亞硫酰氯：

SO3+?SCl2?→SOCl2?+?SO2

三氧化硫還可以與堿類發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鹽及其它物質(zhì)，如：SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O

三氧化硫不可用濃硫酸干燥，因?yàn)镾O3和濃硫酸會(huì)生成焦硫酸：

H2SO4+SO3=H2S2O7

固態(tài)結(jié)構(gòu)三氧化硫

天然的SO3固體有一種令人驚訝的、因痕量水導(dǎo)致結(jié)構(gòu)改變的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。由于氣體的液化，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(diǎn)在16.8?℃的無色固體。它形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)被稱為[S(=O)2（μ-O)]3。

如果SO3在27?℃以上冷凝，可形成熔點(diǎn)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(yuǎn)）。在結(jié)構(gòu)上來說，它是形如[S(=O)2（μ-O)]n的聚合物。聚合物分子的每個(gè)末端都以-OH結(jié)束。β-SO3是與α構(gòu)型相類似、但相對(duì)分子質(zhì)量不同的纖維狀聚合物，其分子末端亦皆為羥基，熔點(diǎn)為62.4?℃。γ構(gòu)型和β構(gòu)型都是介穩(wěn)的，在長時(shí)間放置后最終會(huì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的α構(gòu)型。這種轉(zhuǎn)化是由痕量水導(dǎo)致的。

在同一溫度下固體SO3的相對(duì)蒸氣壓大小為α<β<γ，亦指明它們相對(duì)分子質(zhì)量的大小。液態(tài)三氧化硫的蒸氣壓說明它是γ構(gòu)型。因此加熱α-SO3的晶體至其熔點(diǎn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸氣壓的突然升高，巨大的壓力甚至可以沖破加熱它的玻璃管。這個(gè)結(jié)果被稱為?"α爆炸"。SO3?極易水解。事實(shí)上，該水化熱足以使混合了SO3的木頭或者棉花點(diǎn)燃。在這種情況下，SO3使那些碳水化合物脫水。

SO3中氧硫鍵的鍵長并不相同，固態(tài)SO3主要以兩種形式存在：一種是三聚體的環(huán)狀形式，另外一種是石棉鏈狀的纖維結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)中，共享的S—O鍵長和非共享的S—O鍵長是不同的。

制備實(shí)驗(yàn)室制法

在實(shí)驗(yàn)室中常用濃硫酸與五氧化二磷共熱制取三氧化硫，其中會(huì)產(chǎn)生磷酸。在反應(yīng)中生成的三氧化硫需要用冰水混合物冷卻，尾氣用濃硫酸（85%）吸收。

工業(yè)制法

SO3的工業(yè)制法是接觸法。二氧化硫通常通過硫的燃燒或黃鐵礦礦石（一種含硫鐵礦石，主要成分二硫化亞鐵FeS2）的煅燒得到的，先通過靜電沉淀進(jìn)行提純。提純后的SO2在400至600℃的溫度下，用負(fù)載在硅藻土上的含氧化鉀或硫酸鉀（助催化劑）的五氧化二釩作為催化劑，將二氧化硫用氧氣氧化為三氧化硫。鉑同樣可以充當(dāng)這個(gè)反應(yīng)的催化劑但是價(jià)格昂貴，比混合物更容易發(fā)生催化劑中毒（導(dǎo)致失效）。以這種方式制得的三氧化硫大部分都被轉(zhuǎn)化為了硫酸，但不能用水進(jìn)行吸收，否則將形成大量酸霧，但如果采用98.3%硫酸作吸收劑，因其液面上水、三氧化硫和硫酸的總蒸氣壓最低，故吸收效率最高。

化學(xué)產(chǎn)品

品名及成分

化學(xué)品中文名稱：三氧化硫

三氧化硫化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式化學(xué)品英文名稱：sulphur?trioxide

中文名稱2：硫酸酐

英文名稱2：Sulfuric?anhydride

技術(shù)說明書編碼：1236

CAS?No.：7446-11-9

EINECS號(hào)：231-197-3

InChI：InChI=1/O3S/c1-4⑵3

分子式：SO3

分子量：80.06

分子結(jié)構(gòu)：S原子以sp2雜化軌道成鍵，分子為平面正三角形分子。

危險(xiǎn)性概述

侵入途徑：

健康危害：其毒性表現(xiàn)與硫酸相同。對(duì)皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用。可引起結(jié)膜炎、水腫。角膜混濁，以致失明；引起呼吸道刺激癥狀，重者發(fā)生呼吸困難和肺水腫；高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而死亡。口服后引起消化道的燒傷以至潰瘍形成。嚴(yán)重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣和聲門水腫、腎損害、休克等。慢性影響有牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎、肺氣腫和肝硬變等。

環(huán)境危害：對(duì)環(huán)境有危害，對(duì)大氣可造成污染。

燃爆危險(xiǎn)：該品不燃，具強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)刺激性，可致人體灼傷。

應(yīng)急處理

皮膚接觸：立即脫去污染的衣著并迅速擦凈接觸部分，之后用大量流動(dòng)清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。

眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。

吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。

食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。

危險(xiǎn)特性：與水發(fā)生爆炸性劇烈反應(yīng)。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(yīng)。與有機(jī)材料如木、棉花或草接觸，會(huì)著火。吸濕性極強(qiáng)，在空氣中產(chǎn)生有毒的白霧。遇潮時(shí)對(duì)大多數(shù)金屬有強(qiáng)腐蝕性。

有害燃燒產(chǎn)物：硫氧化物。

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(fēng)向滅火。盡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(jié)束。滅火時(shí)盡量切斷泄漏源，然后根據(jù)著火原因選擇適當(dāng)滅火劑滅火。禁止用水和泡沫滅火。

泄漏應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并立即隔離150m，嚴(yán)格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。盡可能切斷泄漏源。若是液體。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。用泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場所處置。若是固體，用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。若大量泄漏，收集回收或運(yùn)至廢物處理場所處置。

處置與儲(chǔ)存

操作注意事項(xiàng)：密閉操作，注意通風(fēng)。操作盡可能機(jī)械化、自動(dòng)化。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴防塵面具（全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。避免與還原劑、堿類、活性金屬粉末接觸。尤其要注意避免與水接觸。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。

儲(chǔ)存注意事項(xiàng)：儲(chǔ)存于陰涼、干燥、通風(fēng)良好的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。保持容器密封。應(yīng)與易（可）燃物、還原劑、堿類、活性金屬粉末等分開存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。

控制及防護(hù)

職業(yè)接觸限值

中國PC-TWA（mg/m3）：1

PC-STEL（mg/m3）：2

前蘇聯(lián)MAC（mg/m3）：1

監(jiān)測方法：氯化鋇比濁法

工程控制：密閉操作，注意通風(fēng)。盡可能機(jī)械化、自動(dòng)化。提供安全淋浴和洗眼設(shè)備。

呼吸系統(tǒng)防護(hù)：可能接觸其粉塵時(shí)，必須佩戴防塵面具（全面罩）；可能接觸其蒸氣時(shí)，應(yīng)該佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩）。

眼睛防護(hù)：呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。

身體防護(hù)：穿橡膠耐酸堿服。

手防護(hù)：戴橡膠耐酸堿手套。

其他防護(hù)：工作完畢，淋浴更衣。單獨(dú)存放被毒物污染的衣服，洗后備用。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

理化特性

外觀與性狀：針狀固體或液體，有刺激性氣味。

熔點(diǎn)（℃）：16.8

沸點(diǎn)（℃）：44.8

相對(duì)密度（水=1）：1.97

相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）：2.8

飽和蒸氣壓（kPa）：37.32/25℃

主要用途：有機(jī)合成用磺化劑。

穩(wěn)定性和反應(yīng)活性

禁配物：強(qiáng)堿、強(qiáng)還原劑、活性金屬粉末、水、易燃或可燃物。

避免接觸的條件：潮濕空氣。

分解產(chǎn)物：2SO3?2SO2+O2

生態(tài)、毒理學(xué)

該物質(zhì)對(duì)環(huán)境有危害，應(yīng)特別注意對(duì)大氣的污染。有造成酸雨的危害。

廢棄處置

廢棄處置方法：根據(jù)國家和地方有關(guān)法規(guī)的要求處置。或與廠商或制造商聯(lián)系，確定處置方法。

運(yùn)輸、法規(guī)信息

危險(xiǎn)貨物編號(hào)：81010

UN編號(hào)：1829

包裝方法：特制金屬容器，外用堅(jiān)固木箱；耐酸壇或陶瓷瓶外普通木箱或半花格木箱；磨砂口玻璃瓶或螺紋口玻璃瓶外普通木箱。

運(yùn)輸注意事項(xiàng)：鐵路運(yùn)輸時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照鐵道部《危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則》中的危險(xiǎn)貨物配裝表進(jìn)行配裝。起運(yùn)時(shí)包裝要完整，裝載應(yīng)穩(wěn)妥。運(yùn)輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴(yán)禁與易燃物或可燃物、還原劑、堿類、活性金屬粉末、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。運(yùn)輸途中應(yīng)防曝曬、雨淋，防高溫。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛，勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。

法規(guī)信息化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例(1987年2月17日國務(wù)院發(fā)布），化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例實(shí)施細(xì)則?（化勞發(fā)[1992]?677號(hào)），工作場所安全使用化學(xué)品規(guī)定?([1996]勞部發(fā)423號(hào)）等法規(guī)，針對(duì)化學(xué)危險(xiǎn)品的安全使用、生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝卸等方面均作了相應(yīng)規(guī)定；常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類及標(biāo)志?(GB?13690-92）將該物質(zhì)劃為第8.1?類酸性腐蝕品。

參考資料