Anidride solforica

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Anidride solforica
Nome IUPAC
triossido di zolfo
Nomi alternativi
anidride solforica
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	SO3
Massa molecolare (u)	80,06
Aspetto	solido cristallino incolore (forma α)
Numero CAS	7446-11-9
Numero EINECS	231-197-3
PubChem	24682
SMILES	O=S(=O)=O
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	1,97 (forma γ)
Solubilità in acqua	reagisce
Temperatura di fusione	62,2 °C (335,35 K) (forma α)
Temperatura di ebollizione	decompone a 50 °C (323,15 K) (forma α)
Tensione di vapore (Pa) a 293,15 K	37333 (forma γ)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	−397,77
S0m(J·K−1mol−1)	256,77
C0p,m(J·K−1mol−1)	24,02
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	271 - 314 - 330 - 350
Consigli P	201 - 220 - 260 - 280 - 284 - 305+351+338 [1]
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Il triossido di zolfo o anidride solforica è un composto chimico corrosivo che reagendo con acqua produce acido solforico, essendo la sua anidride. Esiste in tre forme: le forme α e β sono dei solidi in condizioni normale, mentre la forma γ è un liquido. Il triossido di zolfo gassoso presente nell'atmosfera rappresenta la causa primaria delle piogge acide.

Dal punto di vista strutturale si tratta di una molecola trigonale planare (stato gassoso) ipervalente. Il doppio legame S=O misura 142 pm.

La molecola γ-SO₃ rappresenta un trimero ciclico con punto di fusione 16,8 °C. La forma α-SO₃ è di aspetto fibroso e strutturalmente è un polimero alle cui estremità presenta gruppi OH. È un solido con punto di fusione 62,3 °C. La molecola β-SO₃ è un solido dall'aspetto simile alla forma α, ma è un idrossi-polimero che fonde a 32,5 °C. Le forme β e γ hanno punto di ebollizione 44,45 °C, mentre la forma α si decompone a 50 °C. β-SO₃ e γ-SO₃ sono instabili e tendono a convertirsi in α-SO₃ per la presenza di tracce di acqua.^[2]

Il riscaldamento dell'anidride solforica α fino al suo punto di fusione provoca un improvviso aumento della pressione di vapore in grado di generare quella che viene definita "esplosione alfa".

L'anidride solforica è fortemente igroscopica e il calore di idratazione sviluppato è in grado di infiammare materiali quali il legno e il cotone.^[2]

La reazione di formazione di una mole di anidride solforica (P = 1 atm, T = 298,15 K) a partire dagli elementi nei rispettivi stati standard è:

${\displaystyle {\ce {S(s) + 3/2O2 (g) -> SO3 (g)}}}$

che condotta in una bomba calorimetrica (a volume costante), sviluppa 397 kJ per ogni mole di SO₃ che si forma.

L'anidride solforica reagisce con l'acqua producendo acido solforico:

${\displaystyle {\ce {SO3 + H2O -> H2SO4}}}$

con sviluppo di 87,895 kJ/mol. Alla temperatura di circa 340 °C si instaura un equilibrio in cui tutte e tre le specie sono presenti in concentrazioni significative.

Il triossido di zolfo reagisce col dicloruro di zolfo producendo l'importante reagente cloruro di tionile:

${\displaystyle {\ce {SO3 + SCl2 -> SOCl2 + SO2}}}$

L'equilibrio di dissociazione gassosa

${\displaystyle {\ce {SO3 (g) <=> SO2 (g) + 1/2 O2 (g)}}}$

assume un ruolo di un certo rilievo termodinamico a temperature superiori a 779 °C.

Reagisce con i solfiti per dare tiosolfati.

A livello di laboratorio è possibile ottenere l'anidride solforica effettuando la pirolisi del bisolfato di sodio, processo che consta in due stadi in cui l'intermedio di reazione è il pirosolfato di sodio:

a T = 315 °C:

${\displaystyle {\ce {2 NaHSO4 -> Na2S2O7 + H2O}}}$

a T = 460 °C:

${\displaystyle {\ce {Na2S2O7 -> Na2SO4 + SO3}}}$

La sintesi industriale prevede invece l'ossidazione dell'anidride solforosa prodotta normalmente dalla combustione della pirite o dello zolfo, con ossigeno atmosferico a temperature comprese tra i 400-600 °C e in presenza dei catalizzatori pentossido di vanadio (V₂O₅) o platino.

Gli usi principali riguardano la sintesi dell'acido solforico e dell'oleum; nel primo caso il gas viene assorbito in torri contenenti una soluzione concentrata di acido solforico al 98-98,3% se si vuole ottenere acido solforico al 100% mentre nel secondo caso si è soliti utilizzare acido solforico puro. Il triossido di zolfo viene anche utilizzato come agente solfonante in particolare nell'industria dei coloranti.

In alternativa, è possibile sintetizzare l'anidride solforica in laboratorio attraverso il riscaldamento di una miscela di anidride fosforica e acido solforico, secondo il seguente equilibrio:

${\displaystyle {\ce {3 H2SO4 + P2O5 ->2 H3PO4 + 3 SO3}}}$

Il risultato sarà anidride solforica gassosa, che per l'utilizzo deve essere quindi condensata, e acido fosforico.

L'anidride solforica è un composto chimico molto pericoloso a causa della sua reattività.

Essa infatti fuma fortemente all'aria ed esercita un'energica azione disidratante su molte sostanze organiche, carbonizzandole. Se inalata, può reagire con l'acqua delle mucose nasali e della saliva trasformandola in acido solforico (H2SO4).

Può inoltre provocare il cancro (H350).

• Triossido di selenio
• Triossido di cromo
• Acido solforico
• Anidride solforosa
• Pirosolfato di sodio

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sull'anidride solforica

• (EN) sulfur trioxide, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• Preparazione dell'anidride solforica, su itchiavari.org.

V · D · M Ossidi

D2O H2O                                 He Li2O BeO   B2O3 CO CO2 C2O3 NO · NO2 N2O · N2O3 N2O4 · N2O5 O F2O Ne Na2O MgO   Al2O3 SiO SiO2 PO · P2O3 P2O4 · P4O10 SO2 SO3 ClO2 · Cl2O Cl2O3 · Cl2O4 Cl2O6 · Cl2O7 Ar K2O CaO Sc2O3 TiO Ti2O3 TiO2 V2O3 VO2 V2O5 CrO · Cr2O3 CrO2 · CrO3 MnO · Mn3O4 Mn2O3 · Mn5O8 MnO2 · MnO3 Mn2O7 FeO Fe2O3 Fe3O4 CoO Co3O4 Co2O3 NiO Cu2O CuO ZnO Ga2O Ga2O3 GeO GeO2 As2O3 As2O5 SeO2 SeO3 BrO2 Br2O3 Br2O5 Kr Rb2O SrO Y2O3 ZrO2 NbO NbO2 MoO2 MoO3 Mo2O3 Tc2O7 Ru2O3 · RuO2 RuO3 · RuO4 Rh2O3 RhO2 PdO AgO CdO In2O3 SnO SnO2 Sb2O3 TeO TeO2 TeO3 I2O4 · I2O5 I2O6 · I4O9 XeO3 Cs2O3 BaO * HfO2 Ta2O5 W2O3 · WO2 WO3 · W2O5 ReO2 ReO3 Re2O7 OsO2 OsO4 IrO2 IrO4 PtO2 Au2O3 Hg2O HgO Tl2O Tl2O3 PbO PbO2 Pb3O4 Bi2O3 BiO2 Bi2O5 PoO PoO2 PoO3 At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og     ↓   * La2O3 Ce2O3 Ce3O4 CeO2 Pr2O3 PrO2 Pr6O11 Nd2O3 Pm2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb2O3 Tb4O7 TbO2 Dy2O3 Ho2O3 Er2O3 Tm2O3 Yb2O3 Lu2O3   ** Ac2O3 ThO ThO2 PaO2 Pa2O5 UO2 · U2O5 U3O8 · UO3 UO4 · UO6 NpO2 PuO2 Am2O3 AmO2 Cm2O3 CmO2 Bk2O3 Cf2O3 CfO2 Es Fm Md No Lr

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