硫黄酸化物も三酸化硫黄又は三酸化硫黄として知られている(VI)は、式SOの化合物である3。その構造を図1に示します(EMBL-EBI、2016年)。
三酸化硫黄は、接触プロセスの硫酸プラントで、二酸化硫黄を含むガスの酸化によって、希薄なガス状で生成されます。
図1:三酸化硫黄の構造。
しかし、これまでは、希薄なSO 3を含むガスから純粋な三酸化硫黄を製造する唯一の方法は、極低温凝縮を伴うパイロットプラント規模のプロセスでした。
通常の手順は、代わりに発煙硫酸の蒸留を含みます。発煙硫酸の蒸留に必要な熱は、関連する硫酸プラントからの高温の接触ガスによって最も便利に供給されます。
実験室では発煙硫酸を加熱し、昇華物を冷却されたレシーバーに集めることで準備できます。蒸気が27°Cを超えて凝縮する場合、ガンマ型は液体として得られます。
蒸気が27°C未満で凝縮し、微量の湿度が存在する場合、3つの形態の混合物が得られます。3つの形態は分別蒸留によって分離できます。
硫黄酸化物の物理的および化学的特性
三酸化硫黄は白い針のような形をしており、空気中で煙になります。重合を防止するために阻害剤と遭遇することがよくあります(National Center for Biotechnology Information、2017)。
その分子量は80.066 g / mol、密度は1.92 g /cm³g / mLで、融点および沸点はそれぞれ16.8 6.8Cおよび44.7ºCです。(Royal Society of Chemistry、2015年)。
この化合物は爆発力で水と結合し、その酸性度のために硫酸を形成します。三酸化硫黄は有機物を炭化します。
三酸化硫黄は湿気をすばやく吸収し、高密度の白い煙を放出します。三酸化硫黄の硫酸溶液は発煙硫酸または発煙硫酸と呼ばれます。(三酸化硫黄、2016)。
三酸化硫黄と二フッ化酸素の反応は非常に激しく、反応を溶媒なしで行うと爆発が起こります。過剰な三酸化硫黄とテトラフルオロエチレンとの反応は、フッ化カルボニルと二酸化硫黄の爆発的な分解を引き起こします。
無水過塩素酸と三酸化硫黄の反応は激しく、かなりの熱が発生します。液体三酸化硫黄は、75°Cでも塩化ニトリルと激しく反応します。
三酸化硫黄と酸化鉛の反応は白色発光を引き起こします。ヨウ素、ピリジン、三酸化硫黄、ホルムアミドの組み合わせにより、数か月後に加圧ガスが発生しました。
これは、硫酸、外部水、またはホルムアミドのシアン化水素(SULFUR TRIOXIDE、SF)への脱水の形成が遅いためです。
反応性と危険性
三酸化硫黄は安定した化合物であり、有機材料、微粉末金属、塩基、水、シアン化物、およびその他のさまざまな化学物質とは適合しません。
強力な酸化剤であり、可燃性物質、還元性物質、有機化合物と激しく反応し、火災や爆発の危険をもたらす。
水や湿った空気と激しく反応し、硫酸を生成します。水溶液は強酸で、塩基と激しく反応し、腐食性金属で可燃性/爆発性ガスを形成します。
このコンパウンドは金属や布地に対して腐食性があります。目や皮膚の火傷を引き起こします。摂取すると、口、食道、胃に重度のやけどを引き起こします。蒸気は吸入すると非常に有毒です。(2015年労働安全衛生研究所)
目に入った場合は、コンタクトレンズを着用しているかどうかを確認し、すぐに外してください。まぶたを開いたままにして、目を少なくとも15分間流水で洗い流してください。冷水も使用できます。眼軟膏は使用しないでください。
化学物質が衣服に付着した場合は、自分の手と体を保護して、できるだけ早くそれを脱いでください。犠牲者を安全シャワーの下に置いてください。
化学物質が手などの被害者の露出した皮膚に蓄積する場合、汚染された皮膚は流水と非研磨石鹸で優しく慎重に洗われます。冷水も使用できます。刺激が続く場合は、医師の診察を受けてください。汚染された衣類を再度使用する前に洗ってください。
吸入した場合、被害者は換気の良い場所で休息できるようにする必要があります。吸入が激しい場合、被害者はできるだけ早く安全な場所に避難する必要があります。襟、ベルト、ネクタイなどのきつい服を緩めます。
被害者の呼吸が困難な場合は、酸素を投与する必要があります。犠牲者が呼吸していない場合は、口対口蘇生法が行われます。吸入した物質が有毒、感染性、または腐食性である場合、援助を提供する人が口から口へ蘇生することは危険である可能性があることを常に心に留めておいてください。
すべての場合において、直ちに医師の診察を受ける必要があります(材料安全データシート三酸化硫黄、2013年)。
用途
三酸化硫黄はスルホン化反応に不可欠な試薬です。これらのプロセスは、洗剤、着色剤、および医薬品を提供します。硫酸からその場で生成されるか、発煙硫酸溶液として使用されます。
硫黄酸化物による大気汚染は主要な環境問題であり、毎年数百万トンの二酸化硫黄と三酸化窒素が大気中に放出されています。これらの化合物は、植物や動物の生活だけでなく、多くの建築材料にも有害です。
考慮すべきもう一つの大きな問題は酸性雨です。どちらの硫黄酸化物も大気中の水滴に溶解して酸性溶液を形成し、雨の形で分布すると非常に有害な場合があります。
硫酸は酸性雨による酸性度の主な原因であると考えられており、これは森林を損傷し、多くの湖で魚を死に至らしめる可能性があります。
酸性雨はまた、金属、石灰岩、およびその他の物質に対して腐食性があります。この問題に対する可能な解決策は、石炭や石油が燃焼する前に硫黄を除去することが難しいため、費用がかかります(Zumdahl、2014)。
参考文献
- EMBL-EBI。(2016年12月2日)。三酸化硫黄。ChEBIから取得:ebi.ac.uk
- 製品安全データシート三酸化硫黄。(2013年5月21日)。sciencelab.comから取得:sciencelab.com
- 国立バイオテクノロジー情報センター。(2017年6月24日)。PubChem複合データベース; CID = 24682。PubChemから取得:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- 国立労働安全衛生研究所。(2015年7月22日)。三酸化硫黄。cdc.govから取得:cdc.gov
- 王立化学協会。(2015)。三酸化硫黄。chemspiderから取得:chemspider.com
- 三酸化硫黄。(2016)。ケミカルブックから検索:ケミカルブック.com。
- 三酸化硫黄。(SF)。CAMEOから取得:cameochemicals.noaa.gov。
- ズムダール、SS(2014年2月13日)。britannicaから取得:britannica.com。