Хлорная кислота - Википедия - Perchloric acid

Хлорная кислота
Имена
	Систематическое название ИЮПАК хлорная (VII) кислота
	Другие имена Хлорная кислота
Идентификаторы
Количество CAS	7601-90-3 ;
3D модель (JSmol )	Интерактивное изображение;
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 29221 ;
ЧЭМБЛ	ЧЕМБЛ1161634 ;
ChemSpider	22669 ;
ECHA InfoCard	100.028.648
Номер ЕС	231-512-4;
PubChem CID	24247;
Номер RTECS	SC7500000;
UNII	V561V90BG2 ;
Номер ООН	1873
Панель управления CompTox (EPA)	DTXSID8047004 ;
	ИнЧИ InChI = 1S / ClHO4 / c2-1 (3,4) 5 / ч (H, 2,3,4,5) Ключ: VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N ; InChI = 1 / ClHO4 / c2-1 (3,4) 5 / ч (H, 2,3,4,5) Ключ: VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYAD;
	Улыбки O [Cl + 3] ([O -]) ([O -]) [O-];
Характеристики
Химическая формула	HClO4
Молярная масса	100,46 г / моль
Внешность	бесцветная жидкость
Запах	без запаха
Плотность	1,768 г / см3
Температура плавления	-17 ° С (1 ° F, 256 К) (азеотроп); -112 ° С (безводный)
Точка кипения	203 ° С (397 ° F, 476 К) (азеотроп)
Растворимость в воде	смешивающийся
Кислотность (пKа)	−15.2 (±2.0); ≈ −10
Основание конъюгата	Перхлорат
Опасности
Паспорт безопасности	ICSC 1006
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Опасность
Формулировки опасности GHS	H271, H290, H302, H314, H373
Меры предосторожности GHS	P210, P280, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P310, P305 + 351 + 338, P371, P380, P375
NFPA 704 (огненный алмаз)	0 3 3 OX
точка возгорания	Негорючий
Родственные соединения
Родственные соединения	Соляная кислота; Хлорноватистая кислота; Хлорноватистая кислота; Хлорная кислота
	Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
	проверять (что ?)
	Ссылки на инфобоксы

Хлорная кислота это минеральная кислота с формулой HClO₄. Обычно встречается в виде водного раствора, это бесцветное соединение является более сильной кислотой, чем серная кислота и азотная кислота. Это мощный окислитель когда жарко, но водные растворы до примерно 70% по весу при комнатной температуре, как правило, безопасны, проявляя только сильные кислотные свойства и не проявляя окислительных свойств. Хлорная кислота полезна для приготовления перхлорат соли, особенно перхлорат аммония, важно ракетное горючие компонент. Хлорная кислота опасно вызывает коррозию и легко образует потенциально взрывоопасные смеси.

Производство

Хлорную кислоту производят в промышленных масштабах двумя способами. Традиционный метод использует высокую растворимость в воде перхлорат натрия (209 г / 100 мл воды при комнатной температуре). Лечение таких растворов соляная кислота дает хлорную кислоту, осаждая твердый хлорид натрия:

NaClO₄ + HCl → NaCl + HClO₄

Концентрированная кислота может быть очищена дистилляция. Альтернативный путь, который является более прямым и исключает соли, влечет за собой анодное окисление водного раствора хлора на платиновом электроде.^[5]^[6]

Лабораторные препараты

Лечение перхлорат бария с серная кислота осаждает сульфат бария, оставляя хлорную кислоту. Его также можно приготовить путем смешивания азотная кислота с перхлорат аммония и кипячение при добавлении соляной кислоты. Реакция дает оксид азота и хлорной кислоты из-за одновременной реакции с участием аммоний ион и может быть сконцентрирован и значительно очищен путем выпаривания оставшейся азотной и соляной кислот.

Характеристики

Безводная хлорная кислота - неустойчивая маслянистая жидкость при комнатной температуре. Он образует не менее пяти гидраты, некоторые из которых были охарактеризованы кристаллографически. Эти твердые тела состоят из перхлорат анион, связанный через водородные связи к H₂O и ЧАС₃О⁺ центры^[7] Хлорная кислота образует азеотроп с водой, состоящей примерно из 72,5% хлорной кислоты. Эта форма кислоты является стабильной на неопределенный срок и коммерчески доступна. Такие решения гигроскопичный. Таким образом, если ее оставить открытой для воздуха, концентрированная хлорная кислота растворяется, поглощая воду из воздуха.

Обезвоживание хлорной кислоты дает ангидрид гептоксид дихлора:^[8]

2 HClO₄ + п₄О₁₀ → Cl₂О₇ + "H₂п₄О₁₁"

Использует

Хлорная кислота в основном производится как прекурсор перхлорат аммония, который используется в ракетном топливе. Развитие ракетной техники привело к увеличению производства хлорной кислоты. Ежегодно производится несколько миллионов килограммов.^[5] Хлорная кислота - один из самых проверенных материалов для травление из жидкокристаллические дисплеи и для критических приложений электроники, а также для добычи руды и обладает уникальными свойствами в аналитической химии.^[9] Кроме того, это полезный компонент при травлении хрома.^[10]

Как кислота

Хлорная кислота, а суперкислотный, является одним из самых сильных Кислоты Бренстеда – Лоури. Это его пK_а меньше −9, о чем свидетельствует тот факт, что его моногидрат содержит дискретные ионы гидроксония и может быть выделен в виде стабильного кристаллического твердого вещества, имеющего форму [H₃О⁺][ClO^–
₄].^[11] Самая последняя оценка его водного pK_а является −15.2±2.0.^[3] Он обеспечивает сильную кислотность с минимальным вмешательством, поскольку перхлорат слабо нуклеофильный (объясняя высокую кислотность HClO₄). Другие кислоты некоординирующие анионы, Такие как фторборная кислота и гексафторфосфорная кислота чувствительны к гидролизу, тогда как хлорная кислота нет. Несмотря на опасности, связанные со взрывоопасностью ее солей, кислота часто является предпочтительной в определенных синтезах.^[12] По тем же причинам это полезный элюент в ионообменной хроматографии.

Он также используется для электрополировка или травление алюминия, молибдена и других металлов.

Безопасность

Учитывая его сильную окисляющий свойства, хлорная кислота подлежит обширным правилам.^[13] Он очень реактивен с металлами (например, алюминий ) и органические вещества (дерево, пластик). Работы, проводимые с хлорной кислотой, должны проводиться в вытяжных шкафах с возможностью промывки, чтобы предотвратить накопление окислителей в воздуховодах.

На 20 февраля 1947 года, Лос-Анджелес, Калифорния., 17 человек погибли и 150 получили ранения при принятии ванны, состоящей из более 1000 литров 75% хлорной кислоты и 25% уксусный ангидрид по объему, взорванный. Завод по производству гальванических покрытий О'Коннора, 25 других зданий и 40 автомобилей были разрушены, а 250 близлежащих домов были повреждены. Ванна использовалась для электрополировка алюминиевая мебель. Кроме того, органические соединения добавляли в ванну для перегрева при замене железной рейки на стеллаж, покрытый ацетобутиратом целлюлозы (Тенит-2 пластик). Через несколько минут ванна взорвалась.^[14]^[15]