Lưu huỳnh trioxit là gì? Tính chất, Ứng dụng và Cách điều chế

Lưu huỳnh trioxit được biết đến là một chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và có tất cả các tính chất của một oxit axit. Trong nội dung bài viết dưới đây, hãy cùng Tip.edu.vn Tìm hiểu thêm về chủ đề này qua bài viết dưới đây !.

Lưu huỳnh trioxit là gì?

Định nghĩa

• Lưu huỳnh trioxit là một hợp chất hóa học có công thức (SO_ {3} )
• Lưu huỳnh trioxit khô hoàn toàn không ăn mòn kim loại.
• Ở thể khí, nó là một chất ô nhiễm nghiêm trọng và là nguyên nhân chính gây ra mưa axit.
• Ngoài ra, (SO_ {3} ) được sản xuất hàng loạt để sử dụng trong điều chế axit sunfuric.

Cấu trúc phân tử

• Nguyên tử S có cấu hình electron lớp ngoài cùng: (… 3s ^ {2} 3p ^ {4} 3d ^ {0} ) phân bố trong các obitan:

• Ở trạng thái kích thích, cấu hình vỏ ngoài là: (… 3s ^ {1} 3p ^ {3} 3d ^ {2} ) được phân phối như sau:

Như vậy, S có 6 electron độc thân ( Rightarrow ) có thể liên kết với 6 electron chưa ghép đôi của 3 nguyên tử O tạo ra 6 liên kết cộng hóa trị. Mỗi nguyên tử O liên kết với nguyên tử S bằng một liên kết đôi.

• Theo quy tắc bát phân, công thức cấu trúc của (SO_ {3} ) được viết là:

( Rightarrow ) Trong hợp chất (SO_ {3} ), nguyên tố S có số oxi hoá tối đa là + 6.

Tính chất vật lý của lưu huỳnh trioxit

• Lưu huỳnh trioxit là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và axit sunfuric.
• Khối lượng phân tử: (80,06 , g / mol )
• Điểm nóng chảy: (16,9 ^ { circle} C )
• Điểm sôi: (45 ^ { circle} C )

Tính chất hóa học của lưu huỳnh trioxit

Lưu huỳnh trioxit có tất cả các tính chất của một oxit axit

Nhiệt phân lưu huỳnh trioxit với chất xúc tác (V_ {2} O_ {5} )

(2SO_ {3} rightleftharpoons O_ {2} + 2SO_ {2} )

Phản ứng rất mạnh với nước tạo thành axit sunfuric

(SO_ {3} + H_ {2} O rightarrow H_ {2} SO_ {4} )

Phản ứng với bazơ tạo thành muối và nước

(NaOH + SO_ {3} rightarrow NaHSO_ {4} )

(2NaOH + SO_ {3} rightarrow H_ {2} O + Na_ {2} SO_ {4} )

Phản ứng với oxit bazơ (tan) tạo thành muối

(CaO + SO_ {3} rightarrow CaSO_ {4} )

(Na_ {2} O + SO_ {3} rightarrow Na_ {2} SO_ {4} )

Hoạt động với (H_ {2} SO_ {4} )

• Lưu huỳnh trioxit hòa tan vô hạn trong (H_ {2} SO_ {4} ) để tạo thành oleum (H_ {2} SO_ {4} .nSO_ {3} )

(H_ {2} SO_ {4} + nSO_ {3} rightarrow H_ {2} SO_ {4} .nSO_ {3} )

• Lưu huỳnh trioxit phản ứng với (H_ {2} SO_ {4} ) để tạo ra axit disulfuric

(H_ {2} SO_ {4} + SO_ {3} rightarrow H_ {2} S_ {2} O_ {7} )

Lưu huỳnh trioxit có tính khử?

• Vì trong (SO_ {3} ) số OXH của S đã ở mức cao nhất (+6), (SO_ {3} ) không có thuộc tính giảm mà chỉ đại diện cho OXH (nhận e)

Ví dụ:

(2SO_ {3} + 2NH_ {3} mũi tên phải 3SO_ {2} + N_ {2} + 3H_ {2} O )

(S ^ {+ 6} + 2e rightarrow S ^ {+ 4} )

• (SO_ {3} ^ {2 -} ) thể hiện cả tính OXH và tính khử vì số OXH của lưu huỳnh trong (SO_ {3} ^ {2 -} ) là trung bình (+ 4)
  • (2KMnO_ {4} + 5K_ {2} SO_ {3} + 3H_ {2} SO_ {4} rightarrow 2MnSO_ {4} + 6K_ {2} SO_ {4} + 3H_ {2} O )

(S ^ {+ 4} rightarrow S ^ {+ 6} + 2e )

• • (Fe_ {2} (SO_ {3}) _ {3} + 3Na_ {2} S rightarrow 2Fe (OH) _ {3} + H_ {2} S + 3Na_ {2} SO_ {4 } )

(S ^ {+ 4} + 6e rightarrow S ^ {- 2} )

Ứng dụng và điều chế lưu huỳnh trioxit

Ứng dụng

Lưu huỳnh trioxit ít được sử dụng trong thực tế, nhưng là chất trung gian để sản xuất axit sunfuric.

Làm thế nào để điều chế

Trong công nghiệp, (SO_ {3} ) được sản xuất bằng cách oxy hóa lưu huỳnh đioxit:

(4FeS_ {2} + 11O_ {2} mũi tên phải 2Fe_ {2} O_ {3} + 8SO_ {2} )

(2SO_ {2} + O_ {2} mũi tên phải 2SO_ {3} )

Cách nhận dạng (SO_ {2} ) và (SO_ {3} )

(SO_ {2} ) và (SO_ {3} ) có thể được nhận dạng theo những cách sau:

Thuốc thử được sử dụng là dung dịch (Br_ {2} )

• Chất làm mất màu dung dịch (Br_ {2} ) là (SO_ {2} )

(Br_ {2} + 2H_ {2} O + SO_ {2} rightarrow H_ {2} SO_ {4} + 2HBr )

• Chất còn lại là (SO_ {3} )

Sử dụng thuốc thử là dung dịch (KMnO_ {4} )

• Chất làm cho dung dịch (KMnO_ {4} ) bị mất màu là (SO_ {2} )

(2H_ {2} O + 2KMnO_ {4} + 5SO_ {2} rightarrow 2H_ {2} SO_ {4} + 2MnSO_ {4} + K_ {2} SO_ {4} )

• Chất không có hiện tượng là (SO_ {3} )

Sử dụng thuốc thử là dung dịch (BaCl_ {2} )

• Chất phản ứng với (BaCl_ {2} ) tạo kết tủa trắng là (SO_ {3} )

(BaCl_ {2} + H_ {2} O + SO_ {3} rightarrow 2HCl + BaSO_ {4} )

• Chất không có hiện tượng là (SO_ {2} )

Bài tập về lưu huỳnh trioxit

Bài 1: Tính lượng (FeS_ {2} ) cần thiết để điều chế một lượng (SO_ {3} ) vừa đủ để hoà tan trong 100 gam (H_ {2} SO_ {4} ) 91%. Giả sử rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Dung dịch:

Trong 100 gam dung dịch có:

(m_ {H_ {2} SO_ {4}} = 91 , gram ) và (m_ {H_ {2} O} = 9 , gram )

Ta có phương trình phản ứng

(SO_ {3} + H_ {2} O rightarrow H_ {2} SO_ {4} )

( rightarrow n_ {SO_ {3}} = n_ {H_ {2} O} = 0,5 , mol )

( rightarrow m_ {H_ {2} SO_ {4}} = 140 , (gam) )

Gọi số (SO_ {3} ) để tạo ra oleum là x mol

( rightarrow frac {80x} {140 + 80x} .100 ) = 12,5%

( Rightarrow x = 0,25 )

( Rightarrow n_ {SO_ {3}} = 0,75 )

(n_ {FeS_ {2}} = 0,375 )

(m_ {FeS_ {2}} = 45 , gam )

Bài 2: Tính khối lượng của (SO_ {3} ) và (H_ {2} SO_ {4} ) 20,5% cần thiết để tạo ra 340 gam dung dịch (H_ {2} SO_ {4} ) 49%

Dung dịch:

Gọi khối lượng của (SO_ {3} ) là ( rightarrow n_ {SO_ {3}} = frac {a} {80} )

Khối lượng của (H_ {2} SO_ {4} ) là b ( rightarrow m_ {H_ {2} SO_ {4}} = 0,205b )

( Rightarrow a + b = 340 ) (đầu tiên)

Ta có phương trình phản ứng:

( begin {matrix} SO_ {3} + H_ {2} O rightarrow H_ {2} SO_ {4} \ frac {a} {80} , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , frac {a} {80} end {matrix} )

( rightarrow m_ {H_ {2} SO_ {4}} = frac {98a} {80} + 0,205b )

( rightarrow frac {98a} {80} + 0,205b ) = 340,49% (2)

Từ (1) và (2) ( Mũi tên phải left { begin {matrix} a = 95 \ b = 245 end {matrix} right. )

Như vậy, bài viết trên của Tip.edu.vn đã giúp các bạn tổng hợp kiến ​​thức về lưu huỳnh trioxit (SO_ {3} ). Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn!

Xem thêm:

• Chuyên đề bảo toàn liên kết pi trong phản ứng cộng
• Tóm tắt Công thức tính phần trăm khối lượng và Bài tập minh họa