Kén-trioxid

Kén-trioxid Kémiai tulajdonságok,felhasználás,gyártás

Kémiai tulajdonságok

A kén-trioxid, S03, más néven kénsav-anhidrid, tű vagy polimer, számos, molekulafajban és kristályos formában eltérő változatban létezik. Van egy fehér, jégszerű módosulata, amely 16°C-on (61 °F) olvad, és két másik, bestos-szerű formája, amelyek magasabb hőmérsékleten, 33 és 62°C-on (90 és 144 °F) olvadnak. A színtelen folyékony vagy gáz formája irritáló, mérgező gőzökkel rendelkezik, és 45 °C-on (112 °F) forr.

A kén-trioxid erősen reaktív anyag, erős oxidálószer,és tűzveszélyes. Fémoxidokkal szulfátokat, vízzel pedig kénsavat képezve reagál. A kéntrioxidot szulfonálásra használják.

Fizikai tulajdonságok

Környezeti hőmérsékleten és légköri nyomáson színtelen folyadék; levegőn gőzölög.
A kéntrioxid hajlamos polimerizálódni, különösen nyomokban víz vagy kénsav jelenlétében. A polimerizáció sebessége azonban nagymértékben csökken a fagyásponthoz közeledve. A szilárd (polimer) kéntrioxid három polimorf fázisban létezik: alfa-, béta- és gammamodifikációban.
Az alfafázis jégszerű tűkből áll, amelyek polimer keresztkötésű szerkezetűek. 62,3°C-on olvad, gőznyomása 25°C-on 73 torr.
A béta-fázis egy metastabil allotípus, fehér, azbesztszerű, polimer molekulákból álló, csillogó tűkkel, 32,5°C-on olvad, gőznyomása 25°C-on 344 torr.
A gamma-modifikáció közönséges hőmérsékleten szilárd vagy folyékony formában létezhet. Szilárd formában 16,8°C-on olvadó, kolloid jégszerű tömeg. Folyékony formában sűrűsége 1,9224 g/ml, 44,8°C-on forr. Gőznyomása 25°C-on 433 torr. A gamma-fázis ciklikus trimer és monomer molekulákból áll. Szilárd kén-trioxid olvadásakor a gamma-fázisába megy át, amely megszilárduláskor alfa-módosításra változik.
A SO3 kritikus hőmérséklete 217,8°C; kritikus nyomása 80,97 atm; kritikus sűrűsége 0,63 g/cm3; a folyékony SO3 dielektromos állandója 18°C-on 3,11.
A kén-trioxid vízben oldódva kénsavat képez és nagy hőt termel.

Hasznosítások

A kén-trioxidot köztes termékként használják a kénsav és az oleum előállításához, különösen a színezékek és festékanyagok szulfonálásához, valamint vízmentes salétromsav és robbanóanyagok előállításához. A szilárd kéntrioxidot Sulphan és Triosul néven forgalmazzák, és elsősorban szerves savak szulfonálására használják. A kéntetrafluorid fluorozószer. A kén-hexafluorid gáznemű szigetelőanyagként szolgál a nagyfeszültségű elektromos berendezésekben. A szulfiril-fluoridot rovarölőszerként és füstölőszerként használják.
Szerves vegyületek szulfonálása, különösen nem ionos mosószerek, napenergia-kollektorok. Általában abban az üzemben állítják elő, ahol felhasználásra kerül.

Gyártási módszerek

A kén-trioxidot a kénsav gyártásánál köztes termékként állítják elő kontakteljárással (lásd Kénsav). Az eljárás során a kén-dioxidot katalitikusan oxidálják trioxiddá.
A kén-trioxidot laboratóriumban úgy állítják elő, hogy füstölgő kénsavat hevítenek, gőzeit kondenzálják, és hűtött gyűjtőedényben gyűjtik. Ha a gőzöket 27 °C alá kondenzáljuk nyomokban nedvesség jelenlétében, a SO3 mindhárom polimorf fázisa keletkezik. Ezek frakcionált desztillációval szétválaszthatók. A gőzök 27°C feletti kondenzációja a gamma-kén-trioxid folyékony változatát képezi.

Általános leírás

A kéntrioxid színtelen vagy fehér kristályos szilárd anyag, amely levegőn füstöl. Gyakran szállítják inhibitorral a polimerizáció megakadályozására. A kéntrioxid vízzel hevesen reagál, és hőfelszabadulással kénsavat képez. A kéntrioxid maró hatású a fémekre és a szövetekre. A kéntrioxid szem- és bőrégést okoz. Lenyelése súlyos égési sérüléseket okoz a szájban, a nyelőcsőben és a gyomorban. A gőz belélegezve nagyon mérgező. A kéntrioxid tűzveszélyes, ha szerves anyagokkal, például fával, pamuttal, farostlemezzel stb. érintkezik.

Lég & Víz Reakciók

Vízzel robbanékony erővel egyesül, savassága miatt kénsavat képez A kén-trioxid a legtöbb szerves anyagot elmarja. Levegőn a kéntrioxid gyorsan nedvességet vesz fel, sűrű fehér füstöt bocsátva ki .

Reaktivitási profil

A kéntrioxid és az oxigéndifluorid reakciója nagyon heves, és robbanás következik be, ha a reakciót oldószer hiányában végzik . A kéntrioxid reakciója feleslegben tetrafluoretilénnel robbanásszerű bomlást okoz karbonilfluoriddá és kén-dioxiddá . A vízmentes perklórsav reakciója kéntrioxiddal heves és jelentős hőfejlődéssel jár (Pascal 16:300 1931-34). A folyékony kéntrioxid hevesen reagál nitril-kloriddal, még 75 °C-on is. A kéntrioxid és az ólom-oxid reakciója fehér lumineszcenciát okoz. A jód, piridin, kéntrioxid és formamid kombinációja több hónap után túlnyomásos gázt fejlesztett. Ez a kénsav lassú képződésének köszönhető, a külső vízből vagy a formamid hidrogén-cianiddá történő dehidratálásából.

Veszély

Oxidálószer, tűzveszély szervetlen anyagokkal érintkezve, az α forma olvadásakor robbanásveszélyes gőznyomásnövekedés következik be. Az anhidridegyesül vízzel, kénsavat képezve és hőt fejlesztve. Erősen mérgező, erősen irritálja a szöveteket.

Veszély az egészségre

A kéntrioxid erősen mérgező. Irritáló és maró hatású a nyálkahártyákra. Belélegezve vagy lenyelve mérgező. Érintkezése súlyos égési sérüléseket okoz a bőrön és a szemen.

Tűzveszély

Tűzveszély szerves anyagokkal érintkezve. Az alfa-forma olvadásakor robbanásszerű gőznyomás-növekedés következik be. Vízzel robbanásveszélyes erőszakkal egyesül, kénsavat képezve. Más éghető anyagokat (fa, papír, olaj stb.) meggyújthat. A tartályokban és tartálykocsikban gyúlékony mérgező gázok halmozódhatnak fel. A csatornába való lefolyás tűz- vagy robbanásveszélyt okozhat. Vízzel érintkezve kénsavat képez. Kerülje a vizet és a szerves anyagokat. Levegővel való érintkezéskor a kéntrioxid nedvességet vesz fel és sűrű fehér füstöt bocsát ki.

Veszélyességi profil

Belégzéssel mérgező. Humán szisztémás hatások belégzéssel: köhögés és egyéb tüdő- és szaglásbeli elváltozások. A bőrt, a szemet és a nyálkahártyát maróan irritálja. Heves reakció O2F2, PbO, NClO2, HClO4, P, tetrafluoretilén, acetonitril, kénsav, dimetil-szulfoxid, dioxán, víz, difenil-higany, formamid, jód, piridin, fémoxidok. Gőzzel reagálva maró, mérgező kénsavgőzöket képez. Bomlásig hevítve mérgező SO, -gőzöket bocsát ki. Lásd még KÉNsav.

Potenciális expozíció

A kéntrioxidot mosószerek, kenőolaj-adalékok és más szerves vegyületek szulfatáló és szulfonálószereként használják; napenergia-kollektorokban. A kénsavgyártás és a robbanóanyagok előállítása során köztes termékként is használják.

tárolás

A kéntrioxid gőznyomása a hőmérséklet növekedésével gyorsan emelkedik, és az α-forma olvadásakor a nyomásemelkedés robbanásveszélyes; ezért a szállító- és tárolóedényeknek 10-15 atm nyomást kell kibírniuk. A kén-trioxid hevesen és erősen exoterm módon reagál vízzel, és kénsav keletkezik. Ha nedves levegővel érintkezik, gőzölög és kénsavas ködöt képez, amely végül kitölti az összes rendelkezésre álló teret; a fémeket is korrodálja. Erős oxidálószer, folyékony fázisban pedig elszenesíti a szerves anyagokat.

Szállítás

UN1829 Kén-trioxid, stabilizált, Veszélyességi osztály: 8; Címkék: 8-Égésveszélyes anyag, 6.1-Mérgező belégzésveszély, B belégzési veszélyzóna.

Együtthatók

Gyúlékony és maró. Erős oxidálószer. Vízzel, gőzzel vagy nedvességgel hevesen reagál, maró kénsavat szabadítva fel. Erős bázisokkal; erős savakkal, kémiailag aktív fémekkel; redukálószerekkel; finomra osztott fémekkel; cianidokkal, nitrátokkal, pikrátokkal, fulminátokkal, klorátokkal, szulfidokkal, karbidokkal, foszforral, dioxygen-difluoriddal, bárium-oxiddal; ólom-oxiddal; difenil-higanyval; alkoholokkal, nitril-kloriddal; acetonitrillel, dioxánnal, tetrafluor-etilénnel érintkezve heves reakciók lépnek fel.

Hulladékártalmatlanítás

Az újratölthető sűrített gázpalackokat küldje vissza a szállítónak. A nem újratölthető palackokat a helyi, állami és szövetségi előírásoknak megfelelően kell ártalmatlanítani. Hagyja, hogy a megmaradt gáz lassan kiszellőzzön a légkörbe egy nem zárt helyen vagy elszívóban. Az újratölthető típusú palackokat az eredeti szállítónak kell visszaküldeni, úgy, hogy a szelepsapkák és a kimeneti dugók rögzítve vannak, és a szelepvédő sapkák a helyükön vannak.