اقرأ في هذا المقال
في الكيمياء إن مركب ثالث أكسيد الكبريت يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (S03)، المعروف أيضًا باسم أنهيدريد الكبريتيك أو الإبر أو البوليمر عبارة عن مركب غير عضوي ويوجد في عدد من التعديلات التي تختلف في الأنواع الجزيئية والشكل البلوري، ويحتوي على تعديل أبيض يشبه الجليد يذوب عند 16 درجة مئوية (61 درجة فهرنهايت) واثنان آخران كأشكال شبيهة بالبيستوس تذوب في درجات حرارة أعلى من 33 و 62 درجة مئوية (90 و 144 درجة فهرنهايت)، ويحتوي الشكل السائل أو الغازي عديم اللون على أبخرة مزعجة وسامة ويغلي عند 45 درجة مئوية (112 درجة فهرنهايت).
ثالث أكسيد الكبريت
- ثالث أكسيد الكبريت عبارة عن مادة شديدة التفاعل وعامل مؤكسد قوي وخطر يؤدي لنشوب حريق، كما أنه يتفاعل مع الأكاسيد المعدنية من أجل تكوين الكبريتات ومع الماء لتكوين حامض الكبريتيك، ويستخدم ثالث أكسيد الكبريت في عملية السلفنة، وهو سائل عديم اللون في درجة الحرارة المحيطة والضغط الجوي، ويكون على صورة أبخرة في الهواء، ويميل ثالث أكسيد الكبريت إلى البلمرة خاصة في وجود آثار قليلة من الماء أو حمض الكبريتيك، ومع ذلك فإن معدل البلمرة ينخفض بشكل كبير مع اقتراب نقطة التجمد، ويوجد ثالث أكسيد الكبريت الصلب (البوليمري) في ثلاث مراحل متعددة الأشكال: تعديلات ألفا وبيتا وجاما.
- طرق الإنتاج: يتم إنتاج ثالث أكسيد الكبريت كوسيط في تصنيع حامض الكبريتيك من خلال عملية التلامس، تتضمن العملية الأكسدة التحفيزية لثاني أكسيد الكبريت إلى ثالث أكسيد، يتم تحضير ثالث أكسيد الكبريت في المختبر عن طريق تسخين حامض الكبريتيك وتكثيف أبخرته وتجميعه في مستقبل بارد، عندما يتم تكثيف الأبخرة تحت 27 درجة مئوية في وجود أثر الرطوبة، يتم إنتاج جميع الأطوار الثلاث متعددة الأشكال من (SO3)، يمكن فصلها عن طريق التقطير التجزيئي، ويؤدي تكثيف الأبخرة فوق 27 درجة مئوية إلى تكوين مجموعة سائلة من ثالث أكسيد جاما-الكبريت.
- تتكون مرحلة ألفا من إبر تشبه الجليد لها بنية بوليمرية متشابكة، يذوب عند 62.3 درجة مئوية ويبلغ ضغط البخار 73 تور عند 25 درجة مئوية، أما المرحلة بيتا فهي عبارة عن تآصل ثابت مع إبر بيضاء لامعة تشبه الأسبستوس تتكون من جزيئات بوليمرية تذوب عند 32.5 درجة مئوية وضغط بخار 344 تور عند 25 درجة مئوية، كما يمكن أن يوجد تعديل جاما في درجات الحرارة العادية في صورة صلبة أو سائلة، في الحالة الصلبة تكون كتلة شبيهة بالجليد الغرواني تذوب عند 16.8 درجة مئوية، وفي الصورة السائلة تبلغ كثافته 1.9224 جم لكل مل ويغلي عند 44.8 درجة مئوية، ولديها ضغط بخار يبلغ 433 تور عند 25 درجة مئوية.
- تتكون مرحلة جاما من جزيئات المونومر والقطع الدوري، وعندما يذوب ثالث أكسيد الكبريت الصلب فإنه يتحول إلى طور جاما الذي يتغير عند التصلب إلى تعديل ألفا، علما أن درجة الحرارة الحرجة له هي 217.8 درجة مئوية، الضغط الحرج 80.97 ضغط جوي، أما الكثافة الحرجة 0.63 جم لكل سم مكعب، بينما ثابت العزل الكهربائي للسائل (SO3) عند 18 درجة مئوية هو 3.11، كما يذوب ثالث أكسيد الكبريت في الماء مكونًا حمض الكبريتيك ويولد حرارة كبيرة.
- إن مركب ثالث أكسيد الكبريت مادة صلبة بلورية عديمة اللون إلى بيضاء تتدخن في الهواء، وغالبًا ما يتم شحنها مع مثبط لمنع البلمرة، يتفاعل ثالث أكسيد الكبريت مع الماء بعنف لتكوين حامض الكبريتيك مع إطلاق الحرارة، وهو مادة أكالة للمعادن والأنسجة، إلى جانب ذلك فقد يسبب ثالث أكسيد الكبريت حروقًا في العين والجلد، ويتسبب الابتلاع في حروق شديدة في المريء والمعدة في الفم، يعتبر البخار شديد السمية عن طريق الاستنشاق.
معلومات عامة عن ثالث أكسيد الكبريت وتفاعله
- تفاعل مركب ثالث أكسيد الكبريت وثاني فلوريد الأكسجين يؤدي لتفاعل قوي جدًا وحدوث انفجارات إذا تم إجراء التفاعل دون وجود مذيب، كما يؤول تفاعل (SO3) الزائد مع رابع فلورو إيثيلين إلى تحلل انفجاري لفلوريد الكربونيل ومركب (SO2)، أما تفاعل حمض البيركلوريك اللامائي مع ثالث أكسيد الكبريت عنيف ويرافقه تطور حرارة كبيرة، ويتفاعل ثالث أكسيد الكبريت السائل بعنف مع كلوريد النيتريل حتى عند 75 درجة مئوية، ويؤدي تفاعل ثالث أكسيد الكبريت وأكسيد الرصاص إلى تلألؤ أبيض.
- أدى الجمع بين كلا من اليود والبيريدين وثالث أكسيد الكبريت والفورماميد إلى تطوير غاز فوق الضغط بعد عدة أشهر، ويرجع ذلك إلى التكوين البطيء لحمض الكبريتيك من المياه الخارجية أو جفاف الفورماميد إلى سيانيد الهيدروجين، وثالث أكسيد الكبريت عامل مؤكسد خطير، إذ أن هناك خطر نشوب حريق عند ملامسته للمواد العضوية، حيث تحدث زيادة متفجرة في ضغط البخار عندما يذوب شكل ألفا، يتحد أنهيدريد مع الماء مكونًا حامض الكبريتيك وتتطور الحرارة، وهو شديد السمية، ومهيج قوي للأنسجة.
- أما عن المخاطر الصحية لمركب ثالث أكسيد الكبريت أنه شديد السمية، وهو مادة مهيجة ومسببة للتآكل للأغشية المخاطية، وسامة في حالة استنشاقها أو ابتلاعها، كما أن التلامس يسبب حروقًا شديدة في الجلد والعينين، في حين أن التأثيرات الجهازية البشرية عن طريق الاستنشاق: السعال والتغيرات الرئوية والشمية الأخرى، مهيج أكالة للجلد والعينين والأغشية المخاطية، ويحدث تفاعل عنيف مع (O2F2 ،Pb ،NClO2 ،HClO4 ،P، رباعي فلورو إيثيلين، أسيتونيتريل، حمض الكبريتيك، ثنائي ميثيل سلفوكسيد، ديوكسان، ماء، ثنائي فينيل الزئبق، فورماميد، يود، بيريدين، أكاسيد معدنية).
- التخزين: يرتفع ضغط بخار ثالث أكسيد الكبريت بسرعة مع زيادة درجات الحرارة، وعندما يذوب شكل ألفا يكون ارتفاع الضغط متفجرًا، وبالتالي يجب أن تتحمل حاويات النقل والتخزين ضغوطًا تتراوح من 10 إلى 15 ضغط جوي، كما يتفاعل ثالث أكسيد الكبريت بقوة وبطرد شديد للحرارة مع الماء لإنتاج حمض الكبريت المائي، وعند تعرضه للهواء الرطب، يتدخن ويشكل ضبابًا من حامض الكبريتيك الذي يملأ في النهاية كل المساحة المتاحة، كما أنه يفسد المعادن، إذ أنه عامل مؤكسد قوي، وفي المرحلة السائلة، يفحم المواد العضوية.
استخدامات ثالث أكسيد الكبريت
- من الممكن أن يتم استخدام ثالث أكسيد الكبريت في عملية تخليق حمض السلفونيك الميثان (MSA) عن طريق سلفونات الميثان، ويمكن استخدامه أيضًا في تخليق (β-sultones) المفلور عن طريق التفاعل مع الفلور أوليفينات، ويستخدم ثالث أكسيد الكبريت كمادة وسيطة في تصنيع حامض الكبريتيك والأوليوم لكبريتات، على وجه الخصوص، الأصباغ والمواد الصبغية، ولإنتاج حامض النيتريك اللامائي والمتفجرات، كما يتم تسويق ثالث أكسيد الكبريت الصلب تحت أسماء مثل (Sulphan) و (Triosul)، ويستخدم بشكل أساسي لكبريتات الأحماض العضوية، الكبريت رباعي فلوريد هو عامل مفلور، سداسي فلوريد الكبريت بمثابة عازل غازي في التركيبات الكهربائية عالية الجهد.
