Oxid sírový

Příprava a výroba

Průmyslově se vyrábí oxidací oxidu siřičitého

: \mathsf{2\,SO_2 + O_2\ \to\ 2\,SO_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. +more). 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:

: \mathsf{Fe_2(SO_4)_3\ \xrightarrow{480^{\circ}C}\ Fe_2O_3 + 3\,SO_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: : \mathsf{2\,NaHSO_4\ \xrightarrow{315^{\circ}C}\ Na_2S_2O_7 + H_2O} : Hydrogensíran sodný se rozkládá na disíran sodný a vodu.

* rozklad: : \mathsf{Na_2S_2O_7\ \xrightarrow{460^{\circ}C}\ Na_2SO_4 + SO_3} : Disíran sodný se rozkládá na síran sodný a oxid sírový.

Vlastnosti

Struktura

V plynném stavu má monomerní forma oxidu planární uspořádání (grupa symetrie D3h). V kapalném i plynném skupenství existuje rovnováha mezi monomerem a trimerem (S3O9). +more V pevném stavu je oxid sírový vždy trimerní nebo polymerní. Cyklický trimer zaujímá vaničkovou konformaci (grupa symetrie D3v) 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

+morewebm|náhled|vlevo'>280px S vodou reaguje velmi prudce, a podle stechiometrického poměru reakčních složek vzniká buď kyselina sírová.

: \mathsf{SO_3 + H_2O\ \to\ H_2SO_4}

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

: \mathsf{CH_3CH_2OH + SO_3\ \to\ CH_2{=}CH_2 + H_2SO_4}

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

: \mathsf{SO_3 + HCl\ \to\ HSO_3Cl}

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.

Reference

Literatura

Externí odkazy

Sírový Kategorie:Sírové sloučeniny