Perchlorsyre

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 15. januar 2022; checks kræver 2 redigeringer .

Perchlorsyre

Generel

Systematisk
navn

Perchlorsyre

Chem. formel

HClO 4

Fysiske egenskaber

Stat

farveløs væske

Molar masse

100,46 g/ mol

Massefylde

1,76 g/cm³

Termiske egenskaber

Temperatur

• smeltning

-102°C

• kogning

203°C

Entalpi

• uddannelse

-40,4 kJ/mol

Kemiske egenskaber

Syredissociationskonstant

pK_{a}

−10

Opløselighed

• i vand

blandet

Klassifikation

231-512-4

OCI(=O)(=O)=O

InChI=1S/ClHO4/c2-1(3,4)5/h(H,2,3,4,5)VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N

RTECS

SC7500000

CHEBI

1873

Sikkerhed

0 3 3 OKSE

Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.

Mediefiler på Wikimedia Commons

Perchlorsyre HClO 4 - monobasisk syre , en af de stærkeste (i vandig opløsning, pK ≈ −10), vandfri - et usædvanligt stærkt oxidationsmiddel , da det indeholder klor i den højeste oxidationstilstand på +7.

Egenskaber

Fysiske egenskaber

Farveløs flygtig væske, stærkt rygende i luft, monomer i damp. Vandfri perchlorsyre er meget reaktiv og ustabil.

Kemiske egenskaber

Flydende HClO 4 er delvist dimeriseret, det er karakteriseret ved ligevægtsautodehydrering:

{\mathsf {3HClO_{4}\rightleftarrows H_{3}O^{+}+ClO_{4}^{-}+Cl_{2}O_{7))}

Vandfri syre er eksplosiv på grund af tilstedeværelsen af klor(VII)oxid i den. Vandige opløsninger med en koncentration under 72% er sikrere, men bliver gule i lyset med dannelse af eksplosive oxider af klor. Gulnet syre anbefales at fortyndes omhyggeligt og neutraliseres med alkalier eller carbonater.

Som en stærk ustabil syre nedbrydes perchlorsyre:

{\mathsf {4HClO_{4}\rightarrow 4ClO_{2}+3O_{2}+2H_{2}O))

Perchlorsyre og dens salte ( perchlorater ) bruges som oxidationsmidler. Perchlorsyre, som en af de stærkeste syrer og et oxidationsmiddel, opløser guld og platinmetaller:

{\mathsf {9HClO_{4}+2Au\rightarrow 2Au(ClO_{4})_{3}+3HClO_{3}+3H_{2}O))

og i reaktion med sølv danner chlorsyre :

{\mathsf {3HClO_{4}+2Ag\rightarrow 2AgClO_{4}+HClO_{3}+H_{2}O))

Ikke-metaller og aktive metaller reducerer koncentreret perchlorsyre til hydrogenchlorid

{\mathsf {8As+5HClO_{4}+12H_{2}O\rightarrow 8H_{3}AsO_{4}+5HCl))

(denne reaktion bruges i metallurgi til at rense malme) Palladium reducerer koncentreret syre til elementært klor: 7Pd+16HCLO4=7Pd(ClO4)2+СL2+8H20

Fortyndet perchlorsyre har svage oxiderende egenskaber (oxiderer ikke svovlbrinte, svovldioxid, hydrogeniodid, chrom (II), salpetersyre) og frigiver, når den reagerer med metaller til brint i den elektrokemiske serie, brint med dannelse af perchlorater. Vandige opløsninger af perchlorsyre er stabile.

Perchlorsyre er letopløseligt i organofluor og chloropløsningsmidler såsom CF 3 COOH, CHCl 3 , CH 2 Cl 2 m.fl.. Blanding med reducerende opløsningsmidler (såsom dimethylsulfoxid) kan føre til antændelse og eksplosion. Perchlorsyre er blandbar med vand i ethvert forhold og danner en række hydrater HClO 4 · n H 2 O (hvor n = 0,25…4). Monohydrat HClO 4 H 2 O har en ionisk natur og et smeltepunkt på +50 °C. Perchlorsyre danner en azeotrop blanding med vand , der koger ved 203 °C og indeholder 72% perchlorsyre. Opløsninger af perchlorsyre i klorholdige kulbrinter er supersyrer (supersyrer) . Perchlorsyre er en af de stærkeste uorganiske syrer, i sit miljø opfører selv sure forbindelser sig som baser, tilføjer en proton og danner acylperchloratkationer: P (OH) 4 + ClO 4 - , NO 2 + ClO 4 - .

Ved let opvarmning under reduceret tryk af en blanding af perchlorsyre med phosphorsyreanhydrid destilleres en farveløs olieagtig væske off- perchlorsyreanhydrid :

{\mathsf {2HClO_{4}+P_{4}O_{{10}}\højrepil Cl_{2}O_{7}+H_{2}P_{4}O_{{11))))

Salte af perchlorsyre kaldes perklorater. De fleste af dem er opløselige i vand. Svagt opløselige perklorater af kalium, cæsium og rubidium. Jodperchlorat opnås i laboratoriet ved at behandle en opløsning af jod i vandfri perchlorsyre med ozon :

{\mathsf {I_{2}+6HClO_{4}+O_{3}=2I(ClO_{4})_{3}+3H_{2}O))

Henter

Vandige opløsninger af perchlorsyre opnås ved elektrokemisk oxidation af saltsyre eller klor opløst i koncentreret perchlorsyre, samt ved udvekslingsnedbrydning af natrium- eller kaliumperchlorater med stærke uorganiske syrer. Når perchlorater interagerer med svovlsyre, dannes chloroxid (VII) :

${\mathsf {2KClO_{4}+H_{2}SO_{4}\højrepil K_{2}SO_{4}+Cl_{2}O_{7}+H_{2}O))$

For at opnå vandfri perchlorsyre kræves opvarmning af en mættet ammoniumperchloratopløsning med tilsætning af salpeter og derefter saltsyre , som et resultat af hvilket perchlorsyre, vand , klor og nitrogenoxid (I) dannes :

${\mathsf {34NH_{4}ClO_{4}+36HNO_{3}+8HCl\rightarrow 34HClO_{4}+4Cl_{2}\uparrow +35N_{2}O\uparrow +73H_{2}O} }$

Ansøgning

Koncentrerede vandige opløsninger af perchlorsyre anvendes i vid udstrækning i analytisk kemi og også til fremstilling af perchlorater .
Perchlorsyre bruges til nedbrydning af komplekse malme, til analyse af mineraler og også som katalysator.
Salte af perchlorsyre: Kaliumperchlorat er tungtopløseligt i vand, bruges til fremstilling af sprængstoffer, magnesiumperchlorat (anhydron) er et tørremiddel , ammoniumperchlorat er et tilsætningsstof til raketbrændstof og et sprængstof.

Vandfri perchlorsyre kan ikke opbevares og transporteres i lang tid, da den under opbevaring under normale forhold langsomt nedbrydes, farves af kloroxider dannet under nedbrydningen og spontant kan eksplodere. Men dens vandige opløsninger er ret stabile.

Litteratur

Akhmetov N. S. Generel og uorganisk kemi. - M. , 2001.
Remy G. Kursus i uorganisk kemi. - M . : Udenlandsk litteratur, 1963.

Klorerede uorganiske syrer
Saltsyre (HCl) Hypoklorsyre (HClO) Klorsyre (HClO 2 ) Perchlorsyre (HClO 3 ) Perchlorsyre (HClO 4 )