三氧化硫（SO3）：结构，性质，风险，用途 - 化学 - 2025

的三氧化硫是通过硫原子（S）和3个氧原子（O）的联合而形成的无机化合物。其分子式为SO ₃。在室温下，SO ₃是一种液体，它将气体释放到空气中。

气态SO ₃的结构是扁平且对称的。所有三个氧气均匀地位于硫周围。SO ₃与水剧烈反应。反应是放热的，这意味着产生热量，换句话说，它变得非常热。

三氧化硫分子SO ₃。作者：Benjah-bmm27。资料来源：维基共享资源。

当液态SO ₃冷却时，它变成固体，可以具有三种类型的结构：α，β和γ。最稳定的是Alpha，形式是连接在一起以形成网络的图层。

气态三氧化硫用于制备发烟硫酸，也称为发烟硫酸，因为它与油或油性物质相似。它的另一个重要应用是在有机化合物的磺化中，即向它们添加-SO _3-基团。因此，可以制备有用的化学品，例如去污剂，着色剂，农药等。

SO ₃是非常危险的，会引起严重的灼伤，眼睛和皮肤伤害。也不要吸入或摄入它，因为它可能因内部灼伤，口腔，食道，胃等引起死亡。

由于这些原因，必须非常谨慎地处理它。切勿与水或易燃材料（例如木材，纸张，织物等）接触，否则会引起火灾。由于爆炸的危险，也不应该将其丢弃或进入下水道。

工业过程中产生的气态SO ₃不应释放到环境中，因为它是造成酸雨的原因之一，酸雨已经破坏了世界上大片森林。

结构体

气态的三氧化硫SO ₃分子具有三角形的平面结构。

这意味着硫和三个氧都在同一平面上。此外，氧和所有电子的分布是对称的。

刘易斯共振结构。电子在SO _3中均匀分布。作者：MarilúStea。

在固态三种类型的SO结构_{3是公知的}：α（α-SO ₃），β（β-SO ₃）和γ-（γ-SO ₃）。

γ-SO3 _形式包含环状三聚体，即三个单元的SO ₃一起形成环状或环状分子。

γ型固体三氧化硫环状分子。作者：MarilúStea。

所述β-β-SO ₃相具有的组成SO四面体的无限螺旋链₄连接在一起。

β型固体三氧化硫链的结构。作者：MarilúStea。

最稳定的形式是α-α-SO ₃，相似于β但具有层状结构，与连接以形成网络的链。

命名法

-三氧化硫

-硫酸酐

-硫氧化物

-SO ₃ γ，γ-SO ₃

-SO ₃ -β，β-SO ₃

-SO ₃ α，α-SO ₃

物理性质

物理状态

在室温（约25ºC）和大气压下，SO ₃是一种无色液体，可将烟雾排放到空气中。

当液体SO ₃是在25ºC单纯是的混合物单体SO ₃的式（单一分子）和三聚体（3个接合分子）S ₃ Ô ₉，也称为SO ₃伽马γ-SO ₃。

当降低温度时，如果所述SO ₃是纯当它达到16.86ºC，它固化或冻结到γ-SO ₃，也被称为“SO ₃冰”。

如果它包含少量的水分（甚至迹线或极少量）SO _3个聚合以所述β-β-SO ₃形式，其形式晶体丝般光泽。

然后形成更多的键，生成αα-SO3 _结构，该_结构为类似于石棉或石棉的针状结晶固体。

当alpha和beta合并时，它们将生成伽马。

分子量

80.07克/摩尔

熔点

SO ₃伽马= 16.86ºC

三重点

这是存在三种物理状态的温度：固体，液体和气体。在alpha形式下，三点温度为62.2ºC，在beta中则为32.5℃。

加热α形式比其熔化具有更大的升华趋势。升华是指直接从固态变成气态，而不经过液态。

沸点

所有形式的SO _3都在44.8ºC下沸腾。

密度

液态SO ₃（γ）在20ºC下的密度为1.9225 g / cm ³。

气态SO ₃相对于空气的密度为2.76（空气= 1），这表明它比空气重。

蒸汽压力

SO ₃ alpha = 25ºC时73 mm Hg

SO ₃ beta = 25ºC时为344 mm Hg

SO ₃伽马= 25ºC时为433毫米汞柱

这意味着，与β和β形式相比，与α相比，γ形式更容易蒸发。

稳定性

alpha形式是最稳定的结构，其他形式是亚稳的，即它们不太稳定。

化学性质

SO ₃与水剧烈反应，生成硫酸H ₂ SO ₄。反应时会产生大量热量，因此水蒸气会迅速从混合物中释放出来。

当暴露于空气中时，SO ₃迅速吸收水分，散发浓密的蒸气。

它是一种非常强力的脱水剂，这意味着它可以轻松地从其他材料中去除水分。

SO ₃中的硫对自由电子（即不在两个原子之间成键的电子）具有亲和力，因此它倾向于与拥有它们的化合物（例如吡啶，三甲胺或二恶烷）形成配合物。

三氧化硫和吡啶之间的络合物。本杰bmm27。资料来源：维基共享资源。

通过形成配合物，硫从其他化合物中“借”电子以填补其缺乏的电子。这些络合物中仍然有三氧化硫，可用于化学反应中以提供SO ₃。

它是有机化合物的强力磺化试剂，这意味着它可以轻松地在分子中添加–SO _3-基团。

它容易与许多金属的氧化物反应生成这些金属的硫酸盐。

它对金属，动植物组织具有腐蚀性。

SO ₃是一种难于处理的材料，其原因有几个：（1）沸点相对较低；（2）在低于30ºC的温度下有形成固态聚合物的趋势；（3）对几乎所有材料都具有高反应活性有机物质和水。

如果不包含稳定剂且存在水分，则可能爆炸性聚合。硫酸二甲酯或氧化硼用作稳定剂。

取得

它是通过使二氧化硫SO ₂和分子氧O ₂在400ºC下反应获得的。但是，反应非常慢，需要催化剂来提高反应速率。

2 SO ₂ + O ₂ ⇔2 SO ₃

在促进该反应的化合物中，有铂金属Pt，五氧化二钒V ₂ O ₅，三氧化二铁Fe ₂ O ₃和一氧化氮NO。

应用领域

在发烟油的制备中

它的主要应用之一是制备发烟硫酸或发烟硫酸，之所以这么称呼是因为它散发出肉眼可见的蒸气。为了获得它，SO ₃被吸收在浓硫酸H ₂ SO _4中。

油质或发烟硫酸。您会看到白烟从瓶子里冒出来。W. Oelen。资料来源：维基共享资源。

这是在特殊的不锈钢塔中完成的，在该塔中浓硫酸（液态）下降而气态SO ₃上升。

液体和气体接触并汇聚在一起，形成发油的油质液体。它具有H ₂ SO ₄和SO ₃的混合物，但也具有二硫酸H ₂ S ₂ O ₇和三硫酸H ₂ S ₃ O ₁₀分子。

在磺化化学反应中

磺化是大规模工业应用中制造洗涤剂，表面活性剂，着色剂，农药和药物的关键工艺。

SO ₃用作磺化剂以制备磺化油和烷基芳基磺化清净剂以及许多其他化合物。以下显示了芳族化合物的磺化反应：

ArH + SO ₃ →ArSO ₃ H

用SO ₃磺化苯。Pedro8410。资料来源：维基共享资源。

对于磺化反应，发烟硫酸或SO ₃可以以其与吡啶或与三甲胺的络合物的形式使用。

在金属提取中

SO ₃气体已用于矿物处理。通过在相对较低的温度下用SO ₃处理金属，可以将简单的金属氧化物转化为可溶性更高的硫酸盐。

黄铁矿（硫化铁），黄铜矿（硫化铜）和Millerite（硫化镍）等硫化物是有色金属的最经济来源，因此使用SO ₃处理可以轻松获得这些金属。且价格低廉。

铁，镍和铜的硫化物甚至在室温下也与SO ₃气体反应，形成各自的硫酸盐，它们非常易溶，可以进行其他处理以获得纯金属。

有多种用途

SO ₃用于制备氯磺酸，也称为氯磺酸HSO ₃ Cl。

三氧化硫是一种非常强大的氧化剂，可用于制造炸药。

风险性

为了健康

SO ₃从所有途径（即吸入，食入和与皮肤接触）都是剧毒化合物。

刺激和腐蚀粘膜。引起皮肤和眼睛灼伤。吸入其蒸气有剧毒。发生内部灼伤，呼吸急促，胸痛和肺水肿。

三氧化硫SO3具有很高的腐蚀性和危险性。作者：OpenIcons。资料来源：

有毒 摄入会严重灼伤口腔，食道和胃。此外，怀疑是致癌物。

起火或爆炸

与有机来源的材料（例如木材，纤维，纸张，油，棉等）接触时，有火灾隐患，尤其是在潮湿的情况下。

如果您与碱或还原剂接触，也有风险。它与水爆炸性结合，形成硫酸。

与金属接触会产生高度易燃的氢气H ₂。

应避免在玻璃瓶中加热，以防止容器剧烈破裂。

对环境造成的影响

SO ₃被认为是地球大气中存在的主要污染物之一。这是由于其在气溶胶形成中的作用及其对酸雨的贡献（由于形成了硫酸H ₂ SO ₄）。

捷克共和国，酸雨破坏了森林。Lovecz。资料来源：维基共享资源。

SO ₃由二氧化硫SO的氧化形成在大气中₂。当形成SO _3时，它与水迅速反应形成硫酸H ₂ SO ₄。根据最近的研究，还有其他机制可以使大气中的SO ₃转化，但是由于大气中存在大量的水，仍然认为SO ₃主要转变为H ₂ SO _4的可能性更大。

禁止将SO ₃气体或含SO _3的气体工业废气排放到大气中，因为它是一种危险的污染物。它是高反应性气体，并且如上所述，在空气中存在湿气的情况下，SO ₃变成硫酸H ₂ SO ₄。因此，SO ₃在空气中以硫酸的形式持续存在，形成小液滴或气溶胶。

如果硫酸小滴进入人或动物的呼吸道，由于其中存在水分，它们的大小会迅速增长，因此它们有机会穿透肺部。 H ₂ SO _4的酸雾（即SO ₃）产生强毒性的机制之一是因为它改变了生物体（植物，动物和人类）的细胞外和细胞内pH值。

据一些研究人员称，SO ₃雾是日本一个地区哮喘发作增加的原因。SO ₃雾对金属具有非常强的腐蚀作用，因此，人类建造的金属结构（例如某些桥梁和建筑物）会受到严重影响。

不应将SO ₃液体丢弃在下水道或下水道中。如果洒入下水道，可能会引起火灾或爆炸危险。如果意外溢出，请勿将水流直接喷向产品。切勿将其吸收到锯末或其他可燃吸收剂中，否则会引起火灾。

它必须被干沙，干土或其他完全干的惰性吸收剂吸收。SO ₃不得释放到环境中，也绝不能使其与环境接触。它应远离水源，因为它会产生对水生和陆地生物有害的硫酸。

参考文献

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