Buka menu utama

Belerang trioksida adalah senyawa kimia dengan rumus SO3. Dalam bentuk gas, spesi ini merupakan polutan yang signifikan, menjadi agen utama dalam hujan asam.[1] Senyawa ini disiapkan pada skala industri sebagai prekursor bagi asam sulfat.

Belerang trioksida
Struktur dan dimensi belerang trioksida
Model space-filling belerang trioksida
Nama
Nama IUPAC (preferensi)
Belerang trioksida
Nama IUPAC (sistematis)
Sulfonilidenaoksidan
Nama lain
Anhidrida sulfat, Belerang(VI) oksida
Penanda
Model 3D (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.028.361
Nomor EC 231-197-3
Referensi Gmelin 1448
Nomor RTECS WT4830000
UNII
Nomor UN UN 1829
Sifat
SO3
Massa molar 80.066 g/mol
Densitas 1.92 g/cm3, cairan
Titik lebur 16,9 °C (62,4 °F)
Titik didih 45 °C (113 °F)
Bereaksi menghasilkan asam sulfat
Termokimia
Entropi molar standar (So) 256.77 J K−1 mol−1
Entalpi pembentukan standarfHo) −395.7 kJ/mol
Bahaya
Lembar data keselamatan ICSC 1202
Oksidator O (O)
Frasa-R R14, R35, R37
Frasa-S (S1/2), S26, S30, S45, S53
Titik nyala Tidak mudah terbakar
Dosis atau konsentrasi letal (LD, LC):
tikus, 4j 375 mg/m3
Senyawa terkait
Kation lainnya
Selenium trioksida
Telurium trioksida
Belerang monoksida
Belerang dioksida
Senyawa terkait
Asam sulfat
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada temperatur dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
N verifikasi (apa ini YaYN ?)
Sangkalan dan referensi

Daftar isi

Struktur dan ikatanSunting

SO3 dalam bentuk gas merupakan molekul trigonal planar dengan simetri D3h, sebagaimana yang diprediksi pada teori VSEPR. SO3 berada dalam point group D3h.

Dalam hal perhitungan muatan formal, atom belerang memiliki bilangan oksidasi +6 dan muatan formal +2. Struktur lewis senyawa ini terdiri dari sebuah ikatan rangkap dua S=O dan dua ikatan datif S–O tanpa mempergunakan orbital-d.[2]

Momen dipol belerang trioksida dalam bentuk gas adalah nol. Hal ini merupakan konsekuensi dari sudut 120° antara ikatan S-O.

PreparasiSunting

Belerang trioksida dapat disiapkan di laboratorium oleh dua tahap pirolisis dari natrium bisulfat. Natrium pirosulfat merupakan produk antara dalam reaksi ini:[3]

  1. Dehidrasi pada suhu 315 °C:
    2 NaHSO4 → Na2S2O7 + H2O
  2. Cracking pada 460 °C:
    Na2S2O7 → Na2SO4 + SO3

Sebaliknya, KHSO4 tidak mengalami reaksi yang sama.[3]

Secara industri SO3 dibuat melalui proses kontak. Belerang dioksida, yang pada gilirannya dihasilkan oleh pembakaran belerang atau besi pirit (bijih sulfida besi). Setelah dimurnikan dengan presipitasi elektrostatik, SO2 kemudian dioksidasi oleh atmosfer oksigen pada antara 400 dan 600 °C melalui katalis. Katalis umumnya terdiri dari vanadium pentoksida (V2O5) yang diaktivasi oleh kalium oksida K2O dengan dukungan kieselguhr atau silika. Platina juga bekerja sangat baik namun terlalu mahal dan diracuni (tidak efektif) jauh lebih mudah oleh pengotor[4]

Mayoritas belerang trioksida yang dibuat dengan cara ini diubah menjadi asam sulfat tidak melalui penambahan langsung air, yang dengannya membentuk kabut halus, namun dengan penyerapan dalam asam sulfat pekat dan pengenceran dengan air yang dihasilkan dari oleum.

ReaksiSunting

Sebuah eksperimen menunjukkan pembakaran belerang dalam oksigen. Aliran ruang bergabung dengan gas pada botol-pencuci (diisi dengan larutan metil jingga) sedang digunakan. Produk yang dihasilkan adalah belerang dioksida (SO2) dengan beberapa jejak belerang trioksida (SO3). "Asap" yang keluar dari botol-pencuci gas, pada kenyataannya, merupakan kabut asam sulfat yang dihasilkan dalam reaksi.
Direncanakan dan dilakukan oleh Marina Stojanovska, Miha Bukleski dan Vladimir Petruševski, Departemen Kimia, FNSM, Ss. Cyril and Methodius University, Skopje, Makedonia.

SO3 merupakan anhidrida dari asam sulfat, H2SO4. Karenanya, reaksi berikut terjadi:

SO3 (g) + H2O (l) → H2SO4 (aq) (ΔHf= −200 kJ mol−1)[5]

Reaksi terjadi baik secara cepat serta eksotermis, terlalu keras untuk digunakan dalam manufaktur skala besar. Pada suhu atau di atas 340 °C, asam sulfat, belerang trioksida, serta air berdampingan dalam konsentrasi kesetimbangan yang signifikan.

Belerang trioksida juga bereaksi dengan belerang diklorida untuk menghasilkan pereaksi berguna, tionil klorida.

SO3 + SCl2 → SOCl2 + SO2

SO3 adalah asam Lewis yang kuat dengan mudah membentuk kompleks kristal dengan piridina, dioksan, serta trimetilamina. Senyawa ini dapat digunakan sebagai agen pensulfonasi.[6]

AplikasiSunting

Belerang trioksida merupakan pereaksi penting dalam reaksi sulfonasi. Proses ini mampu deterjen, pewarna, serta obat-obatan. Belerang trioksida ini dihasilkan in situ dari asam sulfat atau digunakan sebagai larutan dalam asam.

KeamananSunting

Belerang trioksida akan menyebabkan luka bakar serius baik jika terhirup serta tertelan karena sangat korosif dan higroskopis secara alami. SO3 harus ditangani dengan sangat hati-hati karena bereaksi dengan air keras serta menghasilkan asam sulfat yang sangat korosif.

Lihat pulaSunting

ReferensiSunting

  1. ^ Thomas Loerting; Klaus R. Liedl (2000). "Toward elimination of descrepancies between theory and experiment: The rate constant of the atmospheric conversion of SO3 to H2SO4". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (16): 8874–8878. doi:10.1073/pnas.97.16.8874. 
  2. ^ Terence P. Cunningham , David L. Cooper , Joseph Gerratt , Peter B. Karadakov and Mario Raimondi (1997). "Chemical bonding in oxofluorides of hypercoordinatesulfur". Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 93 (13): 2247–2254. doi:10.1039/A700708F. 
  3. ^ a b http://doc.utwente.nl/68103/1/Vries69thermal.pdf
  4. ^ Hermann Müller "Sulfuric Acid and Sulfur Trioxide" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim. 2000 doi:10.1002/14356007.a25_635
  5. ^ http://nzic.org.nz/ChemProcesses/production/1B.pdf
  6. ^ Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Advanced Inorganic Chemistry (edisi ke-6th), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5 

Pranala luarSunting