三酸化硫黄は、硫黄原子（S）と3個の酸素原子（O）の結合によって形成される無機化合物です。その分子式はSO 3です。室温では、SO 3は気体を大気中に放出する液体です。
ガス状SO 3の構造は平らで対称です。3つの酸素はすべて硫黄の周りに均等に配置されます。SO 3は水と激しく反応します。反応は発熱性です。つまり、熱が発生します。つまり、非常に熱くなります。
三酸化硫黄分子SO 3。著者：Benjah-bmm27。出典：ウィキメディア・コモンズ。
液体SO 3が冷えると、固体に変わり、アルファ、ベータ、ガンマの3種類の構造を持つことができます。最も安定しているのはアルファで、レイヤーを結合してネットワークを形成しています。
三酸化硫黄は、油または油性物質に類似しているため、発煙硫酸（発煙硫酸とも呼ばれます）の調製に使用されます。その重要な用途のもう1つは、有機化合物のスルホン化、つまり-SO 3-基を有機化合物に付加することです。したがって、とりわけ、洗剤、着色剤、殺虫剤などの有用な化学物質を調製することができる。
SO 3は非常に危険です。重度の火傷、目や皮膚の損傷を引き起こす可能性があります。また、口、食道、胃などの内部のやけどによる死亡の原因となる可能性があるため、吸入または摂取しないでください。
これらの理由により、取り扱いには細心の注意が必要です。火災が発生する可能性があるため、水や木、紙、布地などの可燃物と接触してはなりません。爆発の危険があるため、下水道に廃棄したり下水に流したりしないでください。
工業プロセスで生成されたガス状SO 3は、すでに世界中の森林の広範囲に被害を与えている酸性雨の原因の1つであるため、環境に放出すべきではありません。
構造
気体状態の三酸化硫黄SO 3の分子は、三角形の平面構造を持っています。
これは、硫黄と3つの酸素の両方が同じ平面にあることを意味します。さらに、酸素とすべての電子の分布は対称的です。
ルイス共鳴構造。電子はSO 3に均一に分布します。作成者：MarilúStea。
SOの構造の3種類の固体状態の3が知られている：アルファ（α-SO 3）、ベータ（β-SO 3）及びガンマ（γ-SO 3）。
ガンマγ-SO3 形態には、環状三量体、つまり、環状または環状分子を形成する3単位のSO 3が含まれます。
ガンマ型固体三酸化硫黄リング状分子。著者：マリル・ステア。
ベータβ-SO 3相は、組成SOの四面体の無限螺旋チェーン有する4一緒に連結されています。
ベータ型固体三酸化硫黄の鎖の構造。著者：マリル・ステア。
最も安定な形態は、アルファα-SOである3、ベータに類似しているが、層状構造を持つ、ネットワークを形成するように結合鎖を有します。
命名法
-三酸化硫黄
-無水硫酸
-酸化硫黄
-SO 3、γ、γ-SO 3
-SO 3ベータ、β-SO 3
-SO 3、α、α-SO 3
物理的特性
体調
室温（約25℃）および大気圧で、SO 3は無色の液体で、空気中に煙を放出します。
ときに液体SO 3を 25ºCで純粋であることの混合物であるモノマーSO 3式の（単一分子）および三量体（3個の接合分子）S 3 O 9も、いわゆる、3ガンマγ-SO 3。
もしそうであれば、温度を下げるときに3は、それが16.86ºCに達したときに純粋である、γ-SOにそれが凝固またはフリーズ3は、また、「いわゆる3氷」。
それは水分の少量（さえトレースまたは極めて少量）、SOが含まれている場合3ベータβ-SOとが重合3絹のような輝きを有する結晶を形成する形態です。
その後、より多くの結合が形成され、アスベストまたはアスベストに似た針状の結晶性固体であるアルファα-SO3 構造が生成されます。
アルファとベータがマージすると、ガンマが生成されます。
分子量
80.07 g / mol
融点
SO 3ガンマ= 16.86ºC
三重点
これは、固体、液体、気体の3つの物理状態が存在する温度です。アルファフォームでは、トリプルポイントは62.2ºCにあり、ベータ版では32.5ºCにあります。
アルファ型を加熱すると、溶けるより昇華する傾向が強くなります。昇華とは、液体状態を経由せずに、固体から気体状態に直接移行することを意味します。
沸点
SO 3のすべての形態は44.8ºCで沸騰します。
密度
液体SO 3（ガンマ）の密度は20ºCで1.9225 g / cm 3です。
気体SO 3の密度は空気（空気= 1）に対して2.76であり、空気より重いことを示しています。
蒸気圧
SO 3アルファ= 25ºCで73 mm Hg
SO 3ベータ= 25ºCで344 mm Hg
SO 3ガンマ= 433 mm Hg、25℃
つまり、ガンマフォームは、ベータフォームよりも蒸発しやすく、アルファフォームよりもベータ版が蒸発しやすい傾向があります。
安定
アルファ形式は最も安定した構造であり、他の形式は準安定です。つまり、安定性が低くなります。
化学的特性
SO 3は水と激しく反応して硫酸H 2 SO 4を生成します。反応すると、大量の熱が発生し、混合物から水蒸気が急速に放出されます。
SO 3は空気に触れると湿気をすばやく吸収し、高密度の蒸気を放出します。
それは非常に強力な脱水剤であり、これは他の物質から水を簡単に取り除くことを意味します。
SO 3中の硫黄は、自由電子（つまり、2つの原子間の結合にない電子）に親和性があるため、ピリジン、トリメチルアミン、ジオキサンなど、それらを所有する化合物と錯体を形成する傾向があります。
三酸化硫黄とピリジンの複合体。Benjah-bmm 27。出典：ウィキメディア・コモンズ。
硫黄は錯体を形成することにより、他の化合物から電子を「借り」、それらの欠如を埋めます。三酸化硫黄は、SO 3を供給する化学反応で使用されるこれらの錯体でまだ利用可能です。
これは、有機化合物の強力なスルホン化試薬です。つまり、分子に-SO 3-基を簡単に追加するために使用されます。
多くの金属の酸化物と容易に反応して、これらの金属の硫酸塩を生成します。
金属、動物、植物組織に対して腐食性があります。
SO 3は、いくつかの理由で取り扱いが難しい材料です。（1）沸点が比較的低い、（2）30 belowC未満の温度で固体ポリマーを形成する傾向がある、（3）ほとんどすべてに対して高い反応性がある有機物と水。
安定剤を含まず、湿気が存在する場合、爆発的に重合する可能性があります。硫酸ジメチルまたは酸化ホウ素が安定剤として使用されます。
入手
これは、二酸化硫黄SO 2と分子状酸素O 2の間の400℃での反応によって得られます。しかし、反応は非常に遅く、反応速度を上げるには触媒が必要です。
2 SO 2 + O 2 ⇔2 SO 3
この反応を加速する化合物には、白金金属Pt、五酸化バナジウムV 2 O 5、酸化第二鉄Fe 2 O 3、一酸化窒素NOがあります。
用途
オレウムの準備で
その主な用途の1つは、発煙硫酸（発煙硫酸を肉眼で見える蒸気を放出することから呼ばれる）の調製です。それを得るために、SO 3は濃硫酸H 2 SO 4に吸収されます。
オレウムまたは発煙硫酸。ボトルから出る白い煙が見えます。W.オエレン。出典：ウィキメディア・コモンズ。
これは、濃硫酸（液体）が低下し、気体のSO 3が上昇する特殊なステンレススチールタワーで行われます。
液体と気体が接触して一緒になり、油っぽい液体である発煙硫酸を形成します。H 2 SO 4とSO 3の混合物ですが、二硫酸H 2 S 2 O 7と三硫酸H 2 S 3 O 10の分子も持っています。
スルホン化化学反応で
スルホン化は、洗剤、界面活性剤、着色剤、殺虫剤、および医薬品の製造のための大規模な工業用途における重要なプロセスです。
SO 3は、他の多くの化合物の中でも、スルホン化油やアルキルアリールスルホン化洗剤を調製するためのスルホン化剤として機能します。以下に芳香族化合物のスルホン化反応を示します。
ArH + SO 3 →ArSO 3 H
SO 3によるベンゼンのスルホン化。ペドロ8410。出典：ウィキメディア・コモンズ。
スルホン化反応のために、発煙硫酸またはSO 3は、とりわけ、ピリジンまたはトリメチルアミンとのその錯体の形で使用することができる。
金属の抽出に
SO 3ガスはミネラル処理に使用されています。金属の単純な酸化物は、比較的低温でSO 3で処理することにより、より溶解性の高い硫酸塩に変換できます。
黄鉄鉱（硫化鉄）、カルコシン（硫化銅）、ミレライト（硫化ニッケル）などの硫化鉱物は、非鉄金属の最も経済的なソースであるため、SO 3で処理すると、これらの金属を簡単に入手できます。そして低コストで。
鉄、ニッケル、銅の硫化物は、室温でもSO 3ガスと反応し、それぞれの硫酸塩を形成します。これらの硫酸塩は非常に溶解性が高く、他のプロセスにかけて純粋な金属を得ることができます。
様々な用途で
SO 3は、クロロスルホン酸HSO 3 Cl とも呼ばれるクロロ硫酸の調製に使用されます。
三酸化硫黄は非常に強力な酸化剤であり、爆発物の製造に使用されます。
リスク
健康のために
SO 3は、吸入、摂取、皮膚との接触など、あらゆる経路で毒性の高い化合物です。
粘膜を刺激し、腐食する。皮膚および眼の火傷を引き起こす。その蒸気は吸入すると非常に有毒です。内部のやけど、息切れ、胸の痛み、肺水腫が発生します。
三酸化硫黄SO3は非常に腐食性があり危険です。著者：OpenIcons。出典：Pixabay。
有毒です。摂取すると、口、食道、胃に重度の火傷が発生します。さらに、発がん性の疑いがあります。
火災や爆発から
特に木材、繊維、紙、油、綿などの有機起源の材料と接触した場合、特にそれらが濡れている場合、火災の危険を表します。
塩基や還元剤と接触した場合にもリスクがあります。それは水と爆発的に結合し、硫酸を形成します。
金属との接触により、非常に可燃性の高い水素ガスH 2が発生する可能性があります。
容器の激しい破裂を防ぐために、ガラス瓶の加熱は避けるべきです。
環境への影響
SO 3は、地球の大気中に存在する主要な汚染物質の1つと考えられています。これは、エアロゾルの形成におけるその役割と酸性雨への寄与（硫酸H 2 SO 4の形成による）によるものです。
チェコ共和国で酸性雨により被害を受けた森林。Lovecz。出典：ウィキメディア・コモンズ。
SO 3は二酸化硫黄SO 2の酸化により大気中に形成されます。 SO 3が形成されると、水と急速に反応して硫酸H 2 SO 4を形成します。最近の研究によると、大気中のSO 3の変換には他のメカニズムがありますが、大気中に大量の水が存在するため、SO 3が主にH 2 SO 4に変わる可能性は依然としてはるかに高いと考えられています。
SO 3ガスまたはそれを含むガス状産業廃棄物は危険な汚染物質であるため、大気中に放出してはなりません。これは反応性の高いガスであり、前述のように空気中に湿度があるとSO 3は硫酸H 2 SO 4になります。したがって、空気中、SO 3は硫酸の形で残り、小さな液滴またはエアロゾルを形成します。
硫酸滴が人や動物の気道に入ると、そこに存在する水分のために硫酸滴が急速に大きくなり、肺に侵入する可能性があります。 H 2 SO 4（つまり、SO 3）の酸性ミストが強い毒性を生み出すメカニズムの1つは、生体（植物、動物、人間）の細胞外および細胞内pHを変化させるためです。
一部の研究者によると、SO 3霧は日本の地域で喘息患者が増加する原因です。SO 3フォグは金属に対して非常に腐食作用があるため、一部の橋や建物など、人間が構築した金属構造物は深刻な影響を受ける可能性があります。
液体SO 3は、下水管や下水管に廃棄しないでください。下水道にこぼれた場合、火災や爆発の危険をもたらす可能性があります。誤ってこぼした場合は、製品に水の流れを向けないでください。火災の原因となるため、おがくずなどの可燃性吸収剤に吸収させないでください。
それは、乾燥砂、乾燥土、または他の完全に乾燥した不活性吸収剤に吸収されなければなりません。SO 3を環境に放出してはならず、SO 3に接触させてはいけません。これにより水生生物および陸生生物に有害な硫酸を生成するため、水源から遠ざける必要があります。
参考文献
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