Kwas nadchlorowy - Perchloric acid
|
|||
|
|||
| Nazwy | |||
|---|---|---|---|
|
Systematyczna nazwa IUPAC
kwas chlorowy(VII) |
|||
| Inne nazwy
Kwas nadchlorowy
|
|||
| Identyfikatory | |||
|
Model 3D ( JSmol )
|
|||
| CZEBI | |||
| CHEMBL | |||
| ChemSpider | |||
| Karta informacyjna ECHA |
100.028.648 
|
||
| Numer WE | |||
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|||
| Numer RTECS | |||
| UNII | |||
| Numer ONZ | 1873 | ||
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
| Nieruchomości | |||
| HClO 4 | |||
| Masa cząsteczkowa | 100,46 g/mol | ||
| Wygląd zewnętrzny | bezbarwna ciecz | ||
| Zapach | bezwonny | ||
| Gęstość | 1,768 g / cm 3 | ||
| Temperatura topnienia | -17°C (1°F; 256 K) ( azeotrop ) -112°C ( bezwodny ) |
||
| Temperatura wrzenia | 203 ° C (397 ° F; 476 K) ( azeotrop ) | ||
| mieszalny | |||
| Kwasowość (p K a ) | -15,2 (±2,0); -10 | ||
| Podstawa sprzężona | Nadchloran | ||
| Zagrożenia | |||
| Arkusz danych dotyczących bezpieczeństwa | ICSC 1006 | ||
| Piktogramy GHS |
   
|
||
| Hasło ostrzegawcze GHS | Zagrożenie | ||
| H271 , H290 , H302 , H314 , H373 | |||
| P210 , P280 , P303+361+353 , P304+340 , P310 , P305+351+338 , P371 , P380 , P375 | |||
| NFPA 704 (ognisty diament) | |||
| Temperatura zapłonu | Nie palne | ||
| Związki pokrewne | |||
|
Związki pokrewne
|
Kwas solny Kwas podchlorawy Kwas chlorawy Kwas chlorowy |
||
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
|||
 zweryfikuj ( co to jest ?)
  |
|||
| Referencje do infoboksu | |||
Kwas nadchlorowy jest kwasem mineralnym o wzorze H Cl O 4 . Zwykle występujący w postaci roztworu wodnego, ten bezbarwny związek jest silniejszym kwasem niż kwas siarkowy , kwas azotowy i kwas solny . Jest silnym utleniaczem na gorąco, ale roztwory wodne do około 70% wagowych w temperaturze pokojowej są ogólnie bezpieczne, wykazując jedynie silne właściwości kwasowe i brak właściwości utleniających. Kwas nadchlorowy jest przydatny do wytwarzania soli nadchloranowych , zwłaszcza nadchloranu amonu , ważnego składnika paliwa rakietowego . Kwas nadchlorowy jest niebezpiecznie żrący i łatwo tworzy potencjalnie wybuchowe mieszaniny.
Produkcja
Kwas nadchlorowy jest produkowany przemysłowo dwoma drogami. Tradycyjna metoda wykorzystuje wysoką rozpuszczalność w wodzie nadchloranu sodu (209 g/100 ml wody w temperaturze pokojowej). Traktowanie takich roztworów kwasem chlorowodorowym daje kwas nadchlorowy, wytrącający stały chlorek sodu:
- NaClO 4 + HCl → NaCl + HClO 4
Stężony kwas można oczyścić przez destylację . Alternatywna droga, która jest bardziej bezpośrednia i unika soli, obejmuje anodowe utlenianie wodnego chloru na elektrodzie platynowej.
Preparaty laboratoryjne
Leczenie baru, nadchloran się kwas siarkowy wytrąca siarczan baru , pozostawiając kwasu nadchlorowego. Można go również wytworzyć mieszając kwas azotowy z nadchloranem amonu i gotując z dodatkiem kwasu solnego. Reakcja daje podtlenek azotu i kwas nadchlorowy ze względu na równoczesną reakcję z udziałem jonów amonowych i może być znacznie zatężona i oczyszczona przez odparowanie pozostałych kwasów azotowego i chlorowodorowego
Nieruchomości
Bezwodny kwas nadchlorowy jest niestabilną oleistą cieczą w temperaturze pokojowej. Tworzy co najmniej pięć hydratów , z których kilka scharakteryzowano krystalograficznie . Osad ten składa się z nadchloranu anionu łączone poprzez wiązania wodorowe z H 2 O i H 3 O + centra formy kwasu nadchlorowego azeotrop z wodą, składające się z około 72,5% kwasu nadchlorowego. Ta forma kwasu jest trwała przez czas nieokreślony i jest dostępna w handlu. Takie rozwiązania są higroskopijne . Tak więc stężony kwas nadchlorowy pozostawiony na wolnym powietrzu sam się rozcieńcza, pochłaniając wodę z powietrza.
Odwodnienie kwasu nadchlorowego daje heptoksyd bezwodnika dichloru :
- 2 HClO 4 + P 4 O 10 → Cl 2 O 7 + H 2 P 4 O 11
Zastosowania
Kwas nadchlorowy jest produkowany głównie jako prekursor nadchloranu amonu , który jest używany w paliwie rakietowym. Rozwój rakiety doprowadził do zwiększonej produkcji kwasu nadchlorowego. Rocznie produkuje się kilka milionów kilogramów. Kwas nadchlorowy jest jednym z najbardziej sprawdzonych materiałów do wytrawiania z wyświetlaczy ciekłokrystalicznych i krytycznych zastosowaniach elektronicznych, jak również ekstrakcji koksowniczy ma unikalne właściwości w chemii analitycznej. Dodatkowo jest przydatnym składnikiem w trawieniu chromu
Jako kwas
Kwas nadchlorowy, superkwas , jest jednym z najsilniejszych kwasów Brønsteda-Lowry'ego . Że jego P K jest mniejsza niż -9 świadczy o tym, że zawiera oddzielne monohydratu jony hydroniowe i można je izolować w postaci trwałego, krystalicznego ciała stałego, wyrażoną jako [H 3 O + ] [ ClO–
4]. Najnowsze oszacowanie jego wodnej p K jest-15,2 ± 2,0 . Zapewnia silną kwasowość przy minimalnej interferencji, ponieważ nadchloran jest słabo nukleofilowy (wyjaśniając wysoką kwasowość HClO 4 ). Inne kwasy z anionami niekoordynującymi , takie jak kwas fluoroborowy i kwas heksafluorofosforowy, są podatne na hydrolizę, podczas gdy kwas nadchlorowy nie. Pomimo zagrożeń związanych z wybuchowością jego soli, kwas jest często preferowany w niektórych syntezach. Z podobnych powodów jest użytecznym eluentem w chromatografii jonowymiennej.
Służy również do elektropolerowania lub trawienia aluminium, molibdenu i innych metali.
Bezpieczeństwo
Ze względu na silne właściwości utleniające kwas nadchlorowy podlega obszernym przepisom. Jest wysoce reaktywny z metalami (np. aluminium ) i materią organiczną (drewno, tworzywa sztuczne). Prace prowadzone z kwasem nadchlorowym muszą być prowadzone pod wyciągami z możliwością spłukiwania, aby zapobiec gromadzeniu się utleniaczy w przewodach.
20 lutego 1947 roku w Los Angeles w Kalifornii 17 osób zginęło, a 150 zostało rannych, gdy eksplodowała kąpiel, składająca się z ponad 1000 litrów 75% kwasu nadchlorowego i 25% objętości bezwodnika octowego . Zakład galwaniczny O'Connor, 25 innych budynków i 40 samochodów zostało zniszczonych, a 250 pobliskich domów zostało uszkodzonych. Wanna była używana do elektropolerowania mebli aluminiowych. Ponadto do kąpieli przegrzewającej dodano związki organiczne, gdy żelazny stojak został zastąpiony pokrytym acetomaślanem celulozy ( plastik Tenit-2 ). Kilka minut później wanna eksplodowała.