Перхлорати

Перхлорат-аніон

Перхлорати — солі перхлоратної кислоти HClO₄. Аніон перхлоратної кислоти: ClO⁻
₄ — перхлорат-аніон має негативний заряд та тетраедричну симетрію. Хлор у ClO⁻
₄ має ступінь окиснення +7.

Історія

Вперше перхлорат калію був відкритий у 1816 році в Німеччині віденським ученим Стадіоном, який розплавив у реторті невелику кількість хлорату калію та обережно додав до неї трохи сірчаної кислоти. Він виявив, що після виділення діоксиду хлору залишок є сумішшю сульфату калію і важкорозчинної солі, яку він ідентифікував як перхлорат калію. Займаючись вивченням нової солі, Стадіон приготував хлорну кислоту електролізом.

У 1830 році Серулля повідомив про розробку нового методу одержання хлорної кислоти, розкладанням хлорнуватої кислоти. У 1831 році Серулля описав ще один метод перетворення хлорату калію на перхлорат. Одночасно з вивченням хлорної кислоти Серулля приготував перхлорат амонію та перхлорати ряду металів. Заслугою Серулля вважатимуться також популяризацію терміна «перхлорат», замість вживаного Стадіоном та інші дослідниками з 1816 по 1831 рік терміну «оксихлорат».

В 1886 Бекуртс вперше повідомив про присутність перхлоратів в природних покладах нітратів в Чилі. У зв'язку з цим пошкодження посівів зернових у Бельгії, де застосовували як добрива чилійську селітру, було пояснено дією перхлоратів. Перхлорат калію вперше отримали у промисловому масштабі 1905 року в Мансбо.

Гофман зі співробітниками в 1906 почали вивчення сполук, що утворюються при додаванні водного розчину хлорної кислоти до різних органічних сполук. Майже всі ці сполуки термічно нестійкі та детонують при нагріванні.

Властивості

Всі перхлорати добре розчиняються у воді. Перхлорат калію KClO₄ мало розчинний (1,3 г на 100 г H₂O при 25 °С). При нагріванні перхлорати стійкі до 300–600 °С, вище цієї температури розкладаються з виділенням кисню (наприклад, KClO₄ = KCl + 2O₂).

Отримання

Отримують перхлорати нагріванням хлоратів, електролізом хлоридів і іншими способами. При електролізі хлоридів виділяється хлор, який адсорбується лужним розчином. При цьому утворюються гіпохлорити, які диспропорціонують в хлориди та хлорати. Через їх подальший електроліз утворюються перхлорати.

$\mathrm {2Cl^{-}\rightarrow Cl_{2}+2e^{-}}$

$\mathrm {3Cl_{2}+6OH^{-}\rightarrow 5Cl^{-}+ClO_{3}^{-}+3H_{2}O}$

$\mathrm {ClO_{3}^{-}+3H_{2}O\rightarrow ClO_{4}^{-}+2H_{3}O^{+}+2e^{-}}$

Застосування

Застосовують для виробництва безпечних вибухових речовин (так KClO₄ — сильніший окислювач, ніж бертолетова сіль KClO₃; в той же час KClO₄ стійкий при зберіганні — не вибухає від тертя і удару).

Біологічна активність перхлоратів

Дія на рослини

Перхлорат токсичний для рослин. Вони викликають пригнічення зростання, викривлення пагонів.

Дія на тварин

У гризунів (щурів, мишей, морських свинок) перхлорат натрію викликає збільшення рефлекторної збудливості, судоми та правець, часто з опистотонусом. Ці симптоми спостерігалися протягом 10 хвилин після підшкірного введення щурам 0,1 г перхлорату натрію, а після введення 0,22 г щура гинули через 10 годин. Введення голубам (частково внутрішньом'язово, частково в зоб) перхлоратів у дозах аж до 0,22 г викликало лише м'які симптоми отруєння, але через 18 годин голуби загинули.

Усі перхлорати, які здатні давати перхлорат-іон в організмі, пригнічують діяльність щитовидної залози. Це дозволяє використовувати перхлорат калію як лікарський засіб при гіпертиреозі.

Джерела

• Луцевич Д. Д. Довідник з хімії, Українські технології, Львів 2003, 420 ст.