Herstellung von SO3 CAS Nr. 7446-11-9

[Phil]

Schwefeltrioxid
ZVG Nr:    1030
CAS Nr:    7446-11-9    
EG Nr:    231-197-3

GHS-EINSTUFUNG UND KENNZEICHNUNG
Einstufung:
Ätzwirkung auf die Haut, Kategorie 1A; H314
Spezifische Zielorgan-Toxizität (einmalige Exposition), Kategorie 3; H335
Grafik             
Signalwort: "Gefahr"
Gefahrenhinweise - H-Sätze:
H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
H335: Kann die Atemwege reizen.
Ergänzende Gefahrenhinweise - EUH-Sätze:
EUH014: Reagiert heftig mit Wasser.
Registrierungseintrag des Herstellers/Importeurs auf der Internetseite der ECHA
Es wurden keine P-Sätze angegeben.

TRANSPORTVORSCHRIFTEN
UN-Nummer: 1829
Gefahrgut-Bezeichnung: Schwefeltrioxid, stabilisiert
Nummer zur Kennzeichnung der Gefahr: X88
Klasse: 8 (Ätzende Stoffe)
Verpackungsgruppe: I (hohe Gefährlichkeit)
Gefahrzettel: 8       
Tunnelbeschränkungen:
Durchfahrt verboten durch Tunnel der Kategorie E.

Ausführung
H2SO4 + P2O5 = SO3 + H2P2O6
SO3 kann relativ leicht aus Schwefelsäure 98% und Phosphorpentoxid hergestellt werden, es entsteht Schwefeltrioxid und di-Metaphosphorsäure.
Es wird 141,94 g Phosphorpentoxid in einen Dreihalsrundkolben mit Thermometer, Tropftrichter und Liebigkühler gegeben.
Zum abdichten des Schliffs kann Konz. Schwefelsäure oder Teflonmanschetten verwendet werden.
Der Tropftrichter wird mit 98,07 g Schwefelsäure gefüllt.
Nach meiner Erfahrung kann auch wesentlich mehr Schwefelsäure verwendet werden es entsteht dann einfach eine andere Phosphorsäure.
Die Vorlage wird in ein Kältebad eingetaucht, je Kälter das Bad, umso weniger Verluste an SO3 sind zu verzeichnen. Die Entlüftung von der Vorlage soll über H2SO4 erfolgen, so wird ausgeschlossen, dass das SO3 Feuchtigkeit aufnimmt und in die Atmosphäre Austritt.
Nun kann das Pentoxid auf ca. 80°C erwärmt werden und die Schwefelsäure langsam zugegeben werden. Die Reaktion ist an dem SO3 Nebel erkennbar. Es kann bis 200°C geheizt werden und solange Schwefelsäure zugegeben werden biss kein SO3 mehr abdestilliert, dieses kristallisiert in filzigen Nadeln in der Vorlage.
Der Reaktionskolben wird stark angegriffen, deshalb nicht gerade einen neuen verwenden.
Das SO3 kann mit Borsäure stabilisiert werden, so wird verhindert dass es Polymerisiert. SO3 nur in H2SO4 lösen so entsteht dann Oleum.
http://www.chemielehrer.ch/fr_skript%20in%20pdf/13_oleum_rechnungen.pdf
Holleman Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie S 496

[Spagyrix]

Und wenn man Oleum zur Hand hat einfach erwärmen.

[Phil]

Eine weitere möglichkeit hatte Stefan in diesem Beitrag geschrieben   : http://forum.lambdasyn.org/index.php/topic,300.0.html

[CD-ROM-LAUFWERK]

P2O5 +2 H2SO4    H4P2O7 + 2 SO3
142g  + 196g  178g + 160g

so läuft die reaktion meiner meinung und meinen erfahrungen nach ab
dh. SO3 wiegen und (incl. wasser der H2SO4) rückrechnen wieviel mol dies pro P2O5 entsprechen
es war weit mehr als 1, aber nicht ganz 2, also ziemlich genau obige reaktion...
denn alles SO3 kann man auch nicht einfach rübertreiben, da muss man schon die restliche H2SO4 eine weile am sieden halten was aber wiederrum für den kolben aufgrund der phosphorsäure(n) nicht so gut ist - da kann der leicht trübe werden

[arkanit]

Beim umsetzen mit der methaphosphorsaeure und dem abdestillieren ist mir der kuehler verstopft. Das war nun schon sehr lange her, dennoch wollt ich fragen ob beim Abdestillieren dies verhindert werden koennte indem man z.b. Heisses Wasser durch den Liebig schiesst ?

[CD-ROM-LAUFWERK]

meiner erfahrung nach reicht zimmertemp. "warmes" wasser
es kann passieren, dass vorallem gegen ende (also wenn das SO3 langsam übergeht) am vakuumvorstoß was kristallisiert
dann einfach das glas nach dem kühler nochmal erwärmen - zb. mit einem feuerzeug ein bischen warm machen - dann schmilzt das ganze SO3 wieder und das problem ist erstmal wieder beseitigt 
angesichts des rel. niedrigen siedepunkts würde ich max. 30°C warmes wasser verwenden - was ja auch völlig ausreichend ist

[Phil]

Ja CD-Rom hat recht warmes Wasser genügt und wen grosse Rohr und Schlauchdurchmesser verwendet werden ist es besser und es verstopft nicht so schnell. 

[Karttibone]

Tut mir leid für ein Revival eines alten Threads, aber besser als einen neuen aufzumachen nicht?

Also ich will eigentlich H₂SO₄ und der Weg führt früher oder später über SO₃.
Nun gibt es da mehrere Varianten (obige zum Beispiel). Dann gibt es ja noch das Kontaktverfahren mit einem Katalysator (meistens Platin- oder Vanadium(V)oxid).
Nun wollte ich fragen ob man denn auch zum Beispiel Silicagel SiO₂ als Katalysator benützen könnte? Auf Wikipedia stand da etwas von Silicagel: http://de.wikipedia.org/wiki/Kontaktverfahren

Also ich denke das wäre dann nach folgender Gleichung:

SiO₂ + SO₂  SiO + SO₃
2 SiO + O₂ 2 SiO₂

Könnte dies so funktionieren? Der fragliche Schritt ist natürlich die Reaktion von SiO₂ mit SO₂ und wo das Gleichgewicht bei dieser Reaktion liegt. Mir ist natürlich auch klar, dass diese Katalyse bei hohen Temperaturen stattfinden muss. Weiss zufälligerweise jemand den Temperaturbereich?

[Phil]

Alternativ und am billigsten wäre es wenn Du Wasserstoffperoxid und Schwefeldioxid zusammen reagieren lassen würdest, so entsteht Schwefelsäure, die Du destillieren kannst und die recht rein ist, da durch die Wärme eventuelles Schwefeldioxid abgetrieben wird.
H₂O₂ + SO₂  H₂SO₄

[Karttibone]

Ja das habe ich mir auch schon gedacht. Aber ich bekomm Wasserstoffperoxid nirgends. In Apotheken und Drogerien bekomm ich allerhöchstens 3% H2O2 und die Coiffeurs geben 17% nicht raus. Also hab ich mir gedacht ich such mir andere Synthesewege zuerst dachte ich mit Ozon bzw. NO₂ als Kat gings aber als ich mirs genauer überlegt hatte merkte ich dass da auch noch Salpetersäure drinhängt. Darum frage ich obs mit SiO₂ auch geht. An das kommt man ganz sicher ran.

[Caesiumhydroxid]

Mit Siliciumdioxid kannst du die Reaktion ganz sicher nicht katalysieren - dieses dient beim Kontaktverfahren lediglich als Trägermaterial für den Katalysator

[PlanetScience]

Einen interessanten Beitrag zur Gewinnung von SO₃ hat Stefan auf Versuchschemie gepostet. Als einer der benötigten Audgangsstoffe wird dort zwar konzentrierte Schwefelsäure angegeben, ich denke es geht aber auch mit verdünnter Schwefelsäure, die du evtl. als Batteriesäure aus der KFZ-Werkstatt erhalten kannst. Leider muss aber über einen längeren Zeitraum auf sehr hohe Temperaturen erhitzt werden (Stefan schreibt von 750-950 °C), was mit improvisierten Mitteln nicht leicht zu erreichen sein wird.

[Caesiumhydroxid]

Auf VC wurde ebenfalls die Darstellung aus Natriumdisulfat (welches aus Natriumhydrogensulfat zugänglich ist, durch einfaches Erhitzen) beschrieben - diese Durchführung bietet deutlich bessere Ausbeuten, da, so habe ich es zumindest in Erinnerung, die Eisen(III)-salze die Zersetzung des Schwefeltrioxids zu Schwefeldioxid und Sauerstoff katalysieren.

Außerdem ist Natriumhydrogensulfat natürlich günstiger als Eisen(III)-sulfat zu erwerben

Wenn so oder so Schwefelsäure zur Herstellung verwendet wird, also vorhanden sein muss, könnte man diese sowieso gleich durch Erhitzen aufkonzentrieren - das Verfahren sollte ja bekannt sein