Sulfure Trioksida (SO3)

          Sulfur trioksida murni merupakan padatan putih dengan titik leleh dan titik didih yang rendah. Sulfur trioksida bereaksi cepat dengan uap air di udara membentuk asam sulfat. Ini berarti bahwa jika kita membuatnya di laboratorium, maka akan tampak sebagai padatan dengan asap di udara (membentuk kabut asam sulfat).Terdapat bentuk polimer lainnya di mana molekul SO3 bergabung membentuk rantai panjang. Sulfur trioksida pada suhu kamar dan tekanan atmosfer adalah cairan tak bewarna yang berasap di udara. Melacak jumlah air asam sulfat dapat mengkatalis pembentukan polimer. Sulfur trioksida bereaksi hebat dengan air menghasilkan kabut dari embun asam sulfat pekat. 

     Sulfur trioksida sendiri akan bereaksi secara langsung dengan basa membentuk sulfat. Sebagai contoh, reaksi dengan kalsium oksida membentuk kalsium sulfat. Ini seperti reaksi dengan sulfur dioksida yang telah dijelaskan di atas.

    Sulfur trioksida dalam keadaan gas, terdiri dari molekul sederhana SO₃ di mana semua elektron terluar dari sulfur terlibat dalam pembentukkan ikatan. Terdapat bermacam-macam bentuk sulfut trioksida. Yang paling sederhana adalah trimer, S₃O₉, di mana 3 molekul SO₃ bergabung membentuk cincin.

    Kenyataanya molekul-molekul sederhana bergabung dengan cara ini membentuknya struktur yang lebih besar membentuk padatan SO_3. Meskipun pada keadan biasa SO3 sukar terbentuk pada keadaan tertentu, SO2 dapat dioksida menjadi SO3. London smog / smog kelabu terjadi dari campuran SO partikulat dan kabut, zat dalam partikulat dapat mengkatalisa pembentuk SO3 dari SO2 dan dengan udara lembab dapat menghasilkan kabut yang mengandung asam sulfat.
Sifat SO2 yang mudah larut dan menghasilkan asam seperti dijelaskan di atas mengakibatkan persoalan lingkungan seperti misalnya hujan asam.Terjadinya hujan asam yaitu dari pembakaran bahan bakar posil seperti minyak dan batu bara akan di hasilkan NOx dan SOx juga partikel lain.

    Polutan akan tinggal beberapa lama di udara dan kemudian musnah terdeposisi kepermukaan bumi , selama polutan diudara, kualitas udara menurun yang dapat berakibat langsung pada kesehatan manusia seperti sesak napas / gatal-gatal di kulit. Polutan seperti oksida sulfur (SO2) dan dioksida nitrogen (NO2) melalui reaksi oksidasi dengan ozon akan berubah menjadi (SO3) dan NO3 selanjutnya berubah menjadi senyawa sulfat dan senyawa nitrat.Senyawa-senyawa tersebut akan berpindah dari atmosfer kepermukaan bumi melalui hujan dan deposisi langsung sehingga di kenal dengan deposisi basah dan deposisi kering. Proses deposisi basah terjadi dengan pembentukan awan dan akhirnya turun sebagai hujan salju atau kabut yang mengandung asam.

     Deposisi asam yang terkandung dalam hujan dapat menggambarkan kondisi keasaman air hujan dalam angka pH. Kategori angka pH mengindikasikan hujan basa atau asam. Bila air hujan mempunyai nilai pH di bawah 5,6 di katakan telah terjadi hujan asam di daerah tersebut.

Sifat fisika sulfur trioksida (SO₃) 

1. Berat molekul 80,06 g/gmol
2. Titik leleh 3,57ºC
3. Titik didih 16,86ºC
4. Densitas standar 44,8 kg/m3
5. Panas penguapan pada titik didih 528 J/g
6. Empat struktur molekuler sederhana (Struktur fosfor dan sulfur bermacam-macam tergantung pada jenis fosfor yang sedang dibicarakan. Untuk fosfor kita anggap sebagai fosfor putih. Dan untuk sulfur kita anggap salah satu dari bentuk kristal monoklin dan rombis).
7. Sulfur trioksida merupakan komponen yang tidak reaktif.

Sifat kimia SO₃

a. Dengan air membentuk asam kuatReaksi : SO3 + H2O → H2SO4.

b. Dengan udara lembab sulfur trioksida membentuk uap putih tebal dengan bau yang menyengat

c. Energi ionisasi

     Pada fosfor ke sulfur, sesuatu yang lebih harus mengimbangi pengaruh proton yang lebih banyak. Pemerisaian yang sama pada fosfor dan sulfur (dari elektron yang lebih dalam, pada beberapa tingkat dari elektron 3s), dan elektron yang akan dilepaskan berasal dari orbital yang sama.

d. Jari-jari atom  

           Jari-jari metalik / ionik untuk Na, Mg dan Al, Jari-jari kovalen untuk Si, P, S dan Cl, Jari-jari van der Waals untuk Ar, karena Ar tidak dapat membentuk ikatan yang kuat.Wajar jika kita membandingkan jari-jari metalik dengan jari-jari kovalen karena keduanya menunjukkan ikatan yang sangat rapat. Akan tetapi tidak wajar bila kita membandingkan jari-jari metalik dan jari-jari kovalen dengan jari-jari van der Waals.

Proses pembuatan SO₃ 

     A. Proses Frasch

           Cara frasch adalah mengambil belerang dari deposit belerang di bawah tanah, pompa frasch dirancang oleh Herman Frasch dari Amerika Serikat tahun 1904.

      Pada proses ini pipa logam berdiameter 15 cm yang terdapat 2 pipa konsentrik yang lebih kecil ditanam sampai menyentuh lapisan belerang. Uap air yang sangat panas dipompa dan dimasukan melalui pipa luar, sehingga belerang meleleh. Kemudian dimasukan udara bertekanan tinggi melalui pipa terkecil, sehingga terbentuk busa belerang dan terpompa ke atas melalui pipa ketiga.
Kemurnian belerang yang keluar mencapai 99,5%. Pada dewasa ini 50% belerang yang digunakan dalam industri diperoleh dengan proses frasch

 

B. Proses kontak

        Pada pembuatan belerang dengan proses kontak bahan baku yang
digunakan belerang, udara dan air.

S_(s)+O_2(g)           ↔   SO_2(aq)
2SO_2(g)+O_2(g)    ↔   2SO_3(g)
SO_3(g)+H₂O_(l)    →   H₂SO_4(aq)
          Pertama-tama belerang padat dimasukan kedalam drum berputar lalu dibakar dengan oksigen dari udara dan hasilnya gas SO₂ dimurnikan dengan pengendap elektrostatika ( kawat-kawat betegangan tinggi ) partikel-partikel debu dan kotoran lain menjadi bermuatan dan tertarik oleh kawat yang muatannya berlawanan, sehingga debu-debu itu jatuh kelantai ruangan. Campuran gas SO₂ dan udara kemudian dialirkan kedalam ruangan yang dilengkapi katalis serbuk V₂O₅. Disini berlangsung proses kontak yaitu kontak antara campuran gas-gas dengan katalis.

        Gas SO₂ bereaksi dengan oksigen dengan udara untuk membentuk gas SO₃.

2SO_2(g)+O_2(g)↔2SO_3(g) ∆H = -90 Kj.

Agar reaksi ini bergeser kekanan gas SO₃ yang terbentuk segera direaksikan dengan air untuk menghasilkan H₂SO₄

SO_3(g)+H₂O_(l)→ H₂SO_4(aq)

 
Gas SO₃ direaksikan dengan H₂SO₄ untuk membentuk asam pirosulfat, H₂S₂O₇ kemudian barulah asam pirosulfat direaksikan denga air untuk membentuk asam sulfat 

SO^3¬_(g)+H₂SO_4(aq) →H₂S₂O_7(aq)  

H₂S₂O_7(aq)+H₂O→2H₂SO^4¬_(aq).

 

Kegunaan SO₃ 

             SO₃ biasanya digunakan pada pembakaran arang, minyak bakar gas, kayu dan

Sebagainya. Sulfur trioksida diserap ke dalam 97-98% H₂SO₄ menjadi oleum (H₂S₂O₇), juga dikenal sebagai asam sulfat berasap. Oleum kemudian diencerkan ke dalam air hingga digunakan sebagai asam sulfat pekat.  Oleum tergantung pada persentase dari sulfur trioksida di dalam larutan. Penggunaan yang paling umum untuk oleum adalah sintesa organik. Oleum diproduksi secara industri dengan proses kontak, dimana sulfur trioksida mengandung gas yang melalui sebuah tower oleum. Tower yang mengandung gas mengalami resirkulasi oleum dan asam sulfat yang mana membasahi sulphur trioksida. 30-60% sulphur trioksida berada dalam bentuk gas yang diabsorbsi karena pembatasan tekanan uap oleum. Karena absorbsi tdak lengkap, gas yang meninggalkan tower absorbsi oleum harus diproses didalam sebuah tower asam sulfat tersebut.