(1)若脱水生成磷酸:H2SO4(l)+1/6P4O10(s)=SO3(g)+2/3H3PO4(l)
反应的ΔH为67.8333KJ;ΔS为162.29J;ΔG(298K)为19.47088KJ
反应在室温下不能自发进行,是一个吸热的反应
如果要加热到反应开始,那么要ΔG<0,计算出临界温度为145℃
如果要加热到基本完全反应,那么平衡常数K>10,计算出温度要达到200.86℃
(2)若脱水生成焦磷酸:H2SO4(l)+1/4P4O10(s)=SO3(g)+1/2H4P2O7(l)
没有查到焦磷酸的ΔS,根据含氧酸的一般规律,应该比H3PO4(150.8J)小,比1/4P4O10(70J)要大得多,因此估算为125J
反应的ΔH为48.45KJ;ΔS为167.685J;ΔG(298K)为-1.52KJ
反应在室温下能自发进行,但还是一个吸热的反应
计算反应的起始温度,那么ΔG<0,计算出自发反应的起始温度为6.184℃
如果要加热到基本完全反应,那么平衡常数K>10,计算出温度要达到53.17℃
(3)若脱水生成偏磷酸:H2SO4(l)+1/2P4O10(s)=SO3(g)+2HPO3(l)
没有查到偏磷酸的ΔS,根据含氧酸的一般规律,应该比1/2H4P2O7(125J)小,比1/4P4O10(70J)要大,因此估算为100J
反应的ΔH为13.3KJ;ΔS为135.47J;ΔG(298K)为-12.17KJ
反应在室温下能自发进行,但还是一个吸热的反应
计算反应的起始温度,那么ΔG<0,计算出自发反应的起始温度为-117.39℃
如果要加热到基本完全反应,那么平衡常数K>10,计算出温度要达到-74.48℃
考虑到反应的容易程度,应该按照脱水生成焦磷酸的反应进行配比,磷硫摩尔比为1:1。室温下滴加浓硫酸到三氧化硫中,会自发反应产生一部分三氧化硫,所以加硫酸最好用配有玻璃塞的漏斗加,以免强腐蚀性的SO3逸出,用热水浴就应该能够反应完全了,生成气体的温度低也方便冷却收集,三氧化硫的液化点为44℃。