Перхлоратна кислота

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Перхлоратна кислота
Perchloric-acid-2D-dimensions.png
Perchloric acid
Hydroxidotrioxidochlorine
Perchloric-acid-3D-vdW.png
Perchloric acid
Hydroxidotrioxidochlorine
Perchloric acid 60 percent.jpg
Ідентифікатори
Номер CAS 7601-90-3
PubChem 24247
Номер EINECS 231-512-4
ChEBI CHEBI:29221
RTECS SC7500000
SMILES
InChI
Властивості
Молекулярна формула HClO4
Молярна маса 100,46 г/моль
Зовнішній вигляд безбарвна рідина
Густина 1,67 г/см3
Тпл -17 °C (азеотропна)[1]
-112 °C (безводна)
Ткип 203 C (азеотропна)[2]
Розчинність (вода) змішується
Кислотність (pKa) ≈ −8[3]
Небезпеки
MSDS ICSC 1006
Індекс ЄС 017-006-00-4
Класифікація ЄС Окисник O Їдка речовина C
R-фрази Шаблон:R5, R8, R35
S-фрази (S1/2), S23, S26, S36, S45
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
3
OX
Пов'язані речовини
Пов'язані речовини Хлоридна кислота
Гіпохлоритна кислота
Хлоритна кислота
Хлоратна кислота
Якщо не зазначено інше, дані приведені для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Перхлора́тна кислота́ HClO4 — найсильніша одноосновна кислота (у водному розчині), безводна — сильний окисник. Вибухонебезпечна. Перхлоратну кислоту та її солі (перхлорати) застосовують як окисники.

Історія[ред.ред. код]

Перше повідомлення про синтез перхлоратної кислоти міститься у статті Ф. Стадіона[4], який у 1816 році отримав її шляхом перегонки продукту, що утворюється при обережному плавленні хлорату калію в суміші з концентрованою сульфатною кислотою. Ф. Стадіон здійснив важливий внесок у дослідження перхлоратної кислоти не тільки як першовідкривач, а й як дослідник, який вперше отримав її електролізом розчину діоксиду хлору[en] [5]. Пізніше О. Генрі запропонував отримувати перхлоратну кислоту, виходячи з перхлорату калію[en], оксиду цинку і гексафторсилікатної кислоти[en][6].

Спосіб Ф. Стадіона був значно спрощений і покращений Натівелем[7].

Властивості[ред.ред. код]

Безбарвна летюча рідина, сильно димить на повітрі, в парах існує у вигляді мономеру. Безводна перхлоратна кислота дуже реакційноздатна та нестійка. Рідка HClO4 частково димеризована. Характерною є для неї рівноважна автодегідратація:

3HClO4 ↔ H3O+ + ClO4 + Cl2O7

HClO4 добре розчинна у хлорорганічних розчинниках, таких, як CF3COOH, CHCl3, CH2Cl2 та ін. Змішування з розчинниками, які проявляють відновні властивості, може призвести до займання та вибуху. З водою перхлоратна кислота змішується в будь-яких співвідношеннях і утворює ряд гідратів HClO4 × nH2O (де n = 0,25 … 4). Моногідрат HClO4 • H2O має високу температуру плавлення (+50 °С). Концентровані розчини перхлоратної кислоти, на відміну від безводної кислоти, мають маслянисту консистенцію. Водні розчини HClO4 стійкі, мають низьку окисну здатність. Перхлоратна кислота з водою утворює азеотропну суміш, киплячу при 203 °C і містить 72% HClO4. Розчини перхлоратної кислоти в хлорвмісних вуглеводнях є суперкислотами. HClO4 є однією з найсильніших неорганічних кислот, в її середовищі навіть кислотні сполуки ведуть себе як основи, приєднуючи протон і утворюючи катіони ацилперхлоратів: P(OH)+4, ClO4−, NO+2, ClO4. При слабкому нагріванні та при зниженому тиску суміші перхлоратної кислоти з фосфорним ангідридом, відганяється безбарвна масляниста рідина — хлорний ангідрид:

2HClO4 + P2O5 → Cl2O7 + 2HPO3

Солі перхлоратної кислоти називаються перхлорати.

Отримання[ред.ред. код]

  • Водні розчини перхлоратної кислоти отримують електрохімічним окисненям соляної кислоти або хлору, розчинених у міцній перхлоратній кислоті, а також обмінним розкладанням перхлоратом натрію або калію сильними неорганічними кислотами.
  • Безводна перхлоратна кислота виходить при взаємодії перхлоратом натрію або калію з міцною сірчаною кислотою, а також водних розчинів перхлоратної кислоти з олеумом:
KClO4 + H2SO4 → KHSO4 + HClO4

Застосування[ред.ред. код]

  • Концентровані водні розчини перхлоратної кислоти широко використовуються в аналітичній хімії, а також для отримання перхлоратів.
  • Перхлоратна кислота застосовується при розкладанні складних руд, при аналізі мінералів, а також у якості каталізатора.
  • Солі перхлоратної кислоти: перхлорат калію|перхлорат калію KClO4 малорозчинні у воді, застосовується у виробництві вибухових речовин, перхлорат магнію Mg(ClO4)2 (ангідрон) — осушувач. Суху перхлоратну кислоту не можна довго зберігати і перевозити, тому що при зберіганні в звичайних умовах вона повільно розкладається, забарвлюється оксидами хлору, що утворюються при її розкладанні, і може мимоволі вибухати.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0

Примітки[ред.ред. код]

  1. Safety data for concentrated perchloric acid, ca. 70% msds.chem.ox.ac.uk
  2. Handling of Perchloric acid ameslab.gov
  3. Шаблон:Housecroft2nd
  4. F. Stadion, Liebig's Annalen, 110, 125 (1816). (нім.)
  5. F. Stadion, Annales de chimie et de physique, 8, 406 (1818). (фр.)
  6. O. Henry, Journal für praktische Chemie, 17, 486 (1839). (англ.)
  7. A. D. Nativelle, Journal für praktische Chemie, 26, 405 (1842). (англ.)

Джерела[ред.ред. код]

  • Nils Wiberg, Egon Wiberg, Arnold Fr. Holleman: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102 Auflage. de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
  • Луцевич Д. Д. Довідник з хімії, Українські технології, Львів 2003, 420 ст.