Перхлоратна кислота

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Перевірена версія цієї сторінки, затверджена 3 червня 2020, заснована на цій версії.
Перхлоратна кислота
Структурна модель із фізичними параметрами молекули
Просторова модель
Систематична назва Перхлоратна кислота
Ідентифікатори
Номер CAS 7601-90-3
PubChem 24247
Номер EINECS 231-512-4
ChEBI 29221
RTECS SC7500000
SMILES OCl(=O)(=O)=O
InChI 1/ClHO4/c2-1(3,4)5/h(H,2,3,4,5)
Номер Гмеліна 2137
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
0
3
3
OX
Пов'язані речовини
Пов'язані речовини Хлоридна кислота
Гіпохлоритна кислота
Хлоритна кислота
Хлоратна кислота
Якщо не зазначено інше, дані наведено 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

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, оксиду цинку і гексафторсилікатної кислоти[en][6].

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

Властивості

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+ + ClO−
4 + 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, ClO−
4. 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

  • Водні розчини перхлоратної кислоти отримують електрохімічним окисненням 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

  • 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 як каталізатор.
  • 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

Література

  • 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

  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

  • 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.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Перхлоратна_кислота&oldid=28542141