Оксид серы(VI)

• Получают, окисляя оксид серы (IV) кислородом воздуха при нагревании, в присутствии катализатора (V₂O₅, Pt, NaVO₃, Fe₂O₃):

${\displaystyle {\mathsf {2SO_{2}+O_{2}\rightarrow 2SO_{3}}}}$

• Также получают SO₃ окислением SO₂ диоксидом азота (нитрозный метод получения серной кислоты):

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}+NO_{2}\rightarrow SO_{3}+NO\uparrow }}}$

• Можно получить термическим разложением сульфатов:

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}{\xrightarrow[{}]{^{o}t}}Fe_{2}O_{3}+3SO_{3}}}}$

• Или взаимодействием SO₂ с озоном:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}+O_{3}\rightarrow SO_{3}+O_{2}\uparrow }}}$

Оксид серы(VI) — в обычных условиях тяжёлая нелетучая бесцветная жидкость с удушающим запахом.

Находящиеся в газовой фазе молекулы SO₃ имеют плоское тригональное строение с симметрией D_3h (угол OSO = 120°, d(S-O) = 141 пм). При переходе в жидкое и кристаллическое состояния образуются циклический тример и зигзагообразные цепи. Тип химической связи в молекуле: ковалентная полярная химическая связь.

Твёрдый SO₃ существует в α-, β-, γ- и δ-формах, с температурами плавления соответственно 16,8, 32,5, 62,3 и 95 °C и различающихся по форме кристаллов и степени полимеризации SO₃. α-Форма SO₃ состоит преимущественно из молекул триме́ра. Другие кристаллические формы серного ангидрида состоят из зигзагообразных цепей: изолированных у β-SO₃, соединенных в плоские сетки у γ-SO₃ или в пространственные структуры у δ-SO₃. При охлаждении из пара сначала образуется бесцветная, похожая на лёд, неустойчивая α-форма, которая постепенно переходит в присутствии влаги в устойчивую β-форму — белые «шёлковистые» кристаллы, похожие на асбест. Обратный переход β-формы в α-форму возможен только через газообразное состояние SO₃. Обе модификации на воздухе «дымят» (образуются капельки H₂SO₄) вследствие высокой гигроскопичности SO₃. Взаимный переход в другие модификации протекает очень медленно. Разнообразие форм триоксида серы связано со способностью молекул SO₃ полимеризоваться благодаря образованию донорно-акцепторных связей. Полимерные структуры SO₃ легко переходят друг в друга, и твердый SO₃ обычно состоит из смеси различных форм, относительное содержание которых зависит от условий получения серного ангидрида.

SO₃ — типичный кислотный оксид, ангидрид серной кислоты. Его химическая активность достаточно велика. При взаимодействии с водой образует серную кислоту:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{3}+H_{2}O\rightarrow H_{2}SO_{4}}}}$

Однако в данной реакции серная кислота образуется в виде аэрозоля, и поэтому в промышленности оксид серы(VI) растворяют в серной кислоте с образованием олеума, который далее растворяют в воде до образования серной кислоты нужной концентрации.

• Взаимодействует с основаниями:

${\displaystyle {\mathsf {2KOH+SO_{3}\rightarrow K_{2}SO_{4}+H_{2}O}}}$

• А также с оксидами:

${\displaystyle {\mathsf {CaO+SO_{3}\rightarrow CaSO_{4}}}}$

• SO₃ характеризуется сильными окислительными свойствами, обычно восстанавливается до диоксида серы:

${\displaystyle {\mathsf {5SO_{3}+2P\rightarrow P_{2}O_{5}+5SO_{2}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {3SO_{3}+H_{2}S\rightarrow 4SO_{2}\uparrow +H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2SO_{3}+2KI\rightarrow SO_{2}\uparrow +I_{2}+K_{2}SO_{4}}}}$

• При взаимодействии с хлороводородом образуется хлорсульфоновая кислота, образуя тионилхлорид:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{3}+Cl_{2}+2SCl_{2}\rightarrow 3SOCl_{2}}}}$

Серный ангидрид в основном используют в производстве серной кислоты и в металлургии.

Триоксид серы — токсичное вещество, которое поражает слизистые оболочки и дыхательные пути, разрушает органические соединения. Хранится в запаянных стеклянных сосудах.

• Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
• Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. «Общая и неорганическая химия» М.: Химия 1994