Lưu huỳnh trioxit – Hợp chất của lưu huỳnh, hóa học phổ thông

Lưu huỳnh trioxit – Hợp chất của lưu huỳnh

Lưu huỳnh trioxit (còn gọi là anhyđrit sulfuric, sulfur trioxit, sulfane) là một hợp chất hóa học với công thức SO₃. Là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và axit sulfuric. Lưu huỳnh trioxide khô tuyệt đối không ăn mòn kim loại. Ở thể khí, đây là một chất gây ô nhiễm nghiêm trọng và là tác nhân chính trong các trận mưa axit. SO₃ được sản xuất đại trà để dùng trong điều chế axit sunfuric

Cấu tạo và liên kết Lưu huỳnh trioxit 

Khí SO₃ có cấu tạo phân tử tam diện phẳng và đối xứng, như được dự đoán trước bởi lý thuyết VSEPR.

Nguyên tử lưu huỳnh có chỉ số oxi hóa là +6, điện tích là 0 và bao quanh bởi 6 cặp electron.

Các phản ứng hóa học Lưu huỳnh trioxit 

SO₃ là chất anhydrit của H₂SO₄. Do đó, các phản ứng sau sẽ xảy ra:

SO₃ + H₂O -> H₂SO₄ (phản ứng tỏa nhiều nhiệt )

Lưu huỳnh trioxit cũng phản ứng với lưu huỳnh diclorua để tạo ra chất thuốc thử hữu dụng thionyl clorua.

SO₃ + SCl₂ -> SOCl₂ + SO₂

Ở nhiệt độ cao Lưu huỳnh trioxit bị nhiệt phân khi có chất xúc tác là oxit vanadi (V).

SO₃ -> SO₂ + O₂

Điều chế Lưu huỳnh trioxit 

Trong công nghiệp người ta sản suất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa lưu huỳnh đioxit bởi oxi với sự có mặt của chất xúc tác là oxit vanadi (V)

Phản ứng xảy ra như sau

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (với xúc tác V₂O₅, ở nhiệt độ cao khoảng 450 – 500 °C)

SO₂ cũng có thể phản ứng với O₂ ở nhiệt độ thấp hơn với xúc tác là NO₂ để tạo SO₃

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (nhiệt độ cao, chất xúc tác NO₂)

Quá trình phản ứng diễn ra như sau:

Ban đầu NO₂ phản ứng với SO₂ tạo SO₃: SO₂ + NO₂ → SO₃

Sau đó O₂ lại phản ứng tiếp với NO tạo NO₂. Quá trình trên lại được lặp lại