Schwefeltrioxid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Schwefeltrioxid
Andere Namen	Schwefelsäureanhydrid, Acidum sulfuricum anhydricum
Summenformel	SO3
CAS-Nummer	7446-11-9 [1]
Kurzbeschreibung	farblose Kristalle
Eigenschaften
Molare Masse	80,6 g·mol−1 [1]
Aggregatzustand	fest (α-, β-Form), flüssig (γ-Form) [1]
Dichte	1,995 g·cm−3(γ-Form) [1]
Schmelzpunkt	62,2 °C (α-), 32,5 °C (β-) 16,8 °C(γ-Form), [1]
Siedepunkt	44,45 °C (β-, γ-Form), α-Form zersetzt sich bei 50 °C [1]
Dampfdruck	0,26 bar [1] (20 °C)
Löslichkeit	schlecht wasserlöslich (explosionsartige Umsetzung zu Schwefelsäure), gut in konzentrierter Schwefelsäure unter Bildung von Oleum
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung C Ätzend [1] R- und S-Sätze R: 14-34 [1] S: 8-25-36/37/39-45 [1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Schwefeltrioxid, SO₃, bildet bei Normbedingungen farblose, nadelförmige Kristalle, die äußerst hygroskopisch sind und sehr heftig mit Wasser reagieren. Es existieren für den Feststoff Schwefeltrioxid drei verschiedene Modifikationen. Es ist das Anhydrid der Schwefelsäure. Schwefeltrioxid ist als sehr giftig beim Einatmen eingestuft und ist karzinogen. Das Einatmen des Rauches hat kaum Reizerscheinungen zur Folge, jedoch wandelt sich das Gas langsam in der Lunge in Schwefelsäure um und kann mit Verzögerung ein lebensgefährliches Lungenödem auslösen.

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Gewinnung

Es wird hergestellt durch eine katalytische Oxidation mit Vanadiumpentoxid von Schwefeldioxid und Luftsauerstoff bei 420 °C, siehe Kontaktverfahren.

Herstellung kleiner Mengen Schwefeltrioxid

In den Kolben einer Normschliff-Destille werden 35 g trockenes Natriumpersulfat gegeben,dazu wird eine kleine Menge Konzentrierte Schwefelsäure gegeben,etwa 3-5 ml. Nun wird mit dem Brenner unter dem Abzug erhitzt. Es bilden sich rasch dichter weißer Nebel der aus Sauerstoff, Schwefeltrioxid und Ozon besteht. Bei weiterem Erhitzen bildet sich im Kolben eine farblose Schmelze, und die Nebelbildung lässt stark nach. Nun destilliert man mehrere Milliliter flüssiges Schwefeltrioxid ab, die in einer gekühlten Vorlage unter dem Abzug aufgefangen werden. Im Destillierkolben bleibt festes Natriumsulfat zurück.

Als weitere Möglichkeit kann SO₃ aus Schwefelsäure und Phosphorpentoxid abdestilliert werden. Es kann dabei auch H₄P₄O₁₂ (Meta Phosphorsäure (cyclo-Phosphat)) als Ersatz zum Phosphorpentoxid verwendet werden.

Verwendung

Es dient hauptsächlich zur Herstellung von Schwefelsäure:

Weiter zur Herstellung von Fluorsulfonsäure und Chlorsulfonsäure

Vermischt man Schwefeltrioxid mit Alkoholen, entstehen Alkylschwefelsäuren:

Diese Reaktion wird bei der Herstellung von Tensiden genutzt:

Die Alkylschwefelsäure wird mit Natronlauge neutralisiert und fertig ist das Fettalkoholsulfat. Weiter ist Schwefeltrioxid als Oxidationsmittel geeignet. Es wurde auch zur Herstellung von Rauchgranaten benutzt, da bereits ein Tropfen flüssiges Schwefeltrioxid einen großen Raum komplett einnebeln kann.

Eigenschaften

Die angegebene Strukturformel setzt sich aus wie folgt aussehenden mesomeren Grenzstrukturen zusammen:

Schwefeltrioxid verkohlt augenblicklich Gummi und die meisten Kunststoffe wie PVC, nur Teflon ist beständig.

Quellen

1. ↑ ^{a b c d e f g h i j} BGIA Gestis Gefahrstoffdatenbank

Sicherheitsinfos:

www.sigmaaldrich.com

www.physchem.ox.ac.uk