Перхлорна киселина
| |||
| |||
| Систематско име | хлорна (VII) киселина | ||
Други називи Хиперхлорна киселина[1] | |||
| Назнаки | |||
|---|---|---|---|
7601-90-3 
| |||
| ChEBI | CHEBI:29221
| ||
| ChEMBL | ChEMBL1161634
| ||
| ChemSpider | 22669
| ||
| EC-број | 231-512-4 | ||
| |||
| 3Д-модел (Jmol) | Слика | ||
| PubChem | 24247 | ||
| RTECS-бр. | SC7500000 | ||
| |||
| UNII | V561V90BG2
| ||
| ОН-бр. | 1873 | ||
| Својства | |||
| Хемиска формула | |||
| Моларна маса | 0 g mol−1 | ||
| Изглед | безбојна течност | ||
| Мирис | odorless | ||
| Густина | 1.768 g/cm3 | ||
| Точка на топење | |||
| Точка на вриење | |||
| Мешање | |||
| Киселост (pKa) | −15.2 (±2.0);[3] ≈ −10 | ||
| Конјуг. база | Perchlorate | ||
| Опасност | |||
| Безбедност при работа: | |||
Главни опасности
|
Моќен оксидатор, високо корозивен | ||
| GHS-ознаки: | |||
Пиктограми
|
   
| ||
Сигнални зборови
|
ОПАСНОСТ | ||
Изјави за опасност
|
H271, H290, H302, H314, H373 | ||
Изјави за претпазливост
|
P210, P280, P303+P361+P353, P304+P340, P305+P351+P338, P310, P371, P375, P380 | ||
| NFPA 704 | |||
| Температура на запалување | Не запаливо | ||
| Безбедносен лист | ICSC 1006 | ||
| Дополнителни податоци | |||
| (што е ова?) (провери) Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa) | |||
| Наводи | |||
Перхлорна киселина — неорганска киселина со формула H Cl O 4 . Обично се наоѓа како воден раствор, ова безбојно соединение е посилна киселина од сулфурна киселина, азотна киселина и хлороводородна киселина . Тој е моќен оксидатор кога е жешко, но водените раствори до приближно 70% од тежината на собна температура се генерално безбедни, само покажуваат силни киселински одлики и без оксидирачки својства. Перхлорната киселина е корисна за подготовка на перхлоратни соли, особено амониум перхлорат, важна компонента за ракетно гориво . Перхлоринската киселина е опасно корозивна и лесно формира потенцијално експлозивни смеси.
Историја
[уреди | уреди извор]Перхлорна киселина за прв пат беше синтетизирана (заедно со калиум перхлорат ) од австрискиот хемичар Friedrich von Stadion и наречен „оксигенирана хлорна киселина“ во средината на 1810-тите; Францускиот фармацевт Жорж-Симон Серулас ја вовел модерната ознака заедно со откривањето на неговиот цврст монохидрат (кој, сепак, го помешал за анхидрид).[4]
Производство
[уреди | уреди извор]Перхлорна киселина се произведува индустриски по два начина. Традиционалниот метод ја користи високата водена растворливост на натриум перхлорат (209 g/100 mL вода на собна температура). Третманот на таквите раствори со хлороводородна киселина дава перхлорна киселина, која таложи цврст натриум хлорид:
- NaClO 4 + HCl → NaCl + HClO 4
Концентрираната киселина може да се прочисти со дестилација . Алтернативниот пат, кој е подиректен и ги избегнува солите, вклучува анодна оксидација на воден хлор на платина електрода.[5][6]
Лабораториски препарати
[уреди | уреди извор]Третманот на бариум перхлорат со сулфурна киселина го таложи бариум сулфатот, оставајќи перхлорна киселина. Може да се направи и со мешање на азотна киселина со амониум перхлорат и вриење додека се додава хлороводородна киселина. Реакцијата дава азотен оксид и перхлорна киселина поради истовремена реакција во која е вклучен амониумскиот јон и може значително да се концентрира и прочисти со вриење на преостанатите азотни и хлороводородни киселини.
Својства
[уреди | уреди извор]Безводна перхлорна киселина е нестабилна мрсна течност на собна температура. Формира најмалку пет хидрати, од кои неколку се одликуваат кристалографски . Овие цврсти материи се состојат од перхлорат анјон поврзан преку водородни врски со центрите H 2 O и H 3 O + .[7] Пример е хидрониум перхлорат . Перхлорна киселина формира азеотроп со вода, кој се состои од околу 72,5% перхлорна киселина. Оваа форма на киселина е стабилна на неодредено време и е комерцијално достапна. Таквите раствори се хигроскопни . Така, ако се остави отворена за воздухот, концентрираната перхлорна киселина се разредува со апсорпција на вода од воздухот.
Со дехидрација на перхлорна киселина се добива анхидрид дихлор хептоксид :[8]
- 2 HClO 4 + P 4 O 10 → Cl 2 O 7 + H 2 P 4 O 11
Користи
[уреди | уреди извор]Перхлоричната киселина главно се произведува како претходник на амониум перхлорат, кој се користи во ракетното гориво. Растот на ракетата доведе до зголемено производство на перхлорна киселина. Годишно се произведуваат неколку милиони килограми.[5] Перхлорна киселина е еден од најдокажаните материјали за офорт на дисплеи со течни кристали и критични апликации за електроника, како и за екстракција на руда и има уникатни својства во аналитичката хемија.[9] Дополнително, тоа е корисна компонента за офорт на хром.[10]
Како киселина
[уреди | уреди извор]Перхлорна киселина, суперкиселина, е една од најсилните Бронштед-Лоури киселини . Дека неговиот p K a е помал од -9, докажува фактот што неговиот монохидрат содржи дискретни јони на хидрониум и може да се изолира како стабилна, кристална цврста материја, формулирана како [H 3 O + ][ ClO–
4</br> ClO–
4 ].[11] Најновата проценка на неговата водна p K a е −15,2 ± 2,0 . Обезбедува силна киселост со минимална интерференција бидејќи перхлоратот е слабо нуклеофилен (што ја објаснува високата киселост на HClO 4). Други киселини на некоординирачки анјони, како што се флуороборна киселина и хексафлуорофосфорна киселина се подложни на хидролиза, додека перхлорна киселина не е. И покрај опасностите поврзани со експлозивноста на нејзините соли, киселината често се претпочита во одредени синтези. Од слични причини, тој е корисен елуент во хроматографијата со јонска размена.
Се користи и за електрополирање или офорт на алуминиум, молибден и други метали.
Безбедност
[уреди | уреди извор]Со оглед на неговите силни оксидирачки својства, перхлоринската киселина подлежи на опсежни прописи бидејќи може насилно да реагира со метали и запаливи материи како дрво, пластика и масла.[12] Работата што се изведува со перхлорна киселина мора да се изведува во аспиратори со аспиратор со можност за миење за да се спречи акумулација на оксиданти во каналот.
На 20 февруари 1947 година во Лос Анџелес, Калифорнија, 17 луѓе загинаа, а 150 беа повредени во катастрофата во О'Конор Платинг . Експлодирала бања, составена од над 1000 литри 75% перхлорна киселина и 25% оцетен анхидрид по волумен, што се користеше за електро-полирање на алуминиумски мебел. Органските соединенија беа додадени во бањата за прегревање кога железната решетка беше заменета со обложена со целулоза ацетобутират (пластика Tenit-2 ). Неколку минути подоцна бањата експлодирала.[13][14] Уништени се фабриката О'Конор за електроплатинг, 25 други згради и 40 автомобили, а оштетени се 250 околни домови.
Поврзано
[уреди | уреди извор]Наводи
[уреди | уреди извор]- ↑ Fomon, S. (1920). Medicine and the Allied Sciences. Medicine and the Allied Sciences. D. Appleton. стр. 148.
- ↑ 2,0 2,1 „Safety (MSDS) data for perchloric acid, 70%“. msds.chem.ox.ac.uk. 2 July 2008. Архивирано од изворникот на 2 July 2008. Посетено на 24 February 2022.
- ↑ Trummal, Aleksander; Lipping, Lauri; Kaljurand, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo (6 May 2016). „Acidity of Strong Acids in Water and Dimethyl Sulfoxide“. The Journal of Physical Chemistry A. American Chemical Society (ACS). 120 (20): 3663–3669. Bibcode:2016JPCA..120.3663T. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253. ISSN 1089-5639. PMID 27115918. S2CID 29697201.
- ↑ Perchloric acid and perchlorates
- ↑ 5,0 5,1 Helmut Vogt, Jan Balej, John E. Bennett, Peter Wintzer, Saeed Akbar Sheikh, Patrizio Gallone "Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_483.
- ↑ Müler, W.; Jönck, P. (1963). „Herstellung von Perchlorsäure durch anodische Oxydation von Chlor“. Chemie Ingenieur Technik. 35 (2): 78. doi:10.1002/cite.330350203.
- ↑ Almlöf, J.; Lundgren, J. O.; Olovsson, I. (15 May 1971). „Hydrogen bond studies. XLV. The crystal structure of HClO4.2.5H2O“. Acta Crystallographica Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry. International Union of Crystallography (IUCr). 27 (5): 898–904. doi:10.1107/s0567740871003236. ISSN 0567-7408.
- ↑ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon (2001). Inorganic chemistry. Translated by Mary Eagleson, William Brewer. San Diego: Academic Press. стр. 464. ISBN 0-12-352651-5.
- ↑ „Perchloric Acid“. GFS chemicals. Архивирано од изворникот на 2015-01-31. Посетено на 2014-01-14.
- ↑ „Metal Etching“. Thayer School of Engineering.
- ↑ Kathleen Sellers; Katherine Weeks; William R. Alsop; Stephen R. Clough; Marilyn Hoyt; Barbara Pugh (2006). Perchlorate: environmental problems and solutions. CRC Press. стр. 16. ISBN 0-8493-8081-2.
- ↑ „Materials Safety Data Sheet - Perchloric Acid, 60%, GR“ (PDF). emd chemicals. 2003. Архивирано од изворникот (PDF) на 24 March 2012. Посетено на 24 February 2022.
- ↑ R. C. Nester; G. F. Vander Voort (1992). Safety in the Metallographic Laboratory. ASTM Standardization News. стр. 34.
- ↑ „CALIFORNIA: The Amazing Brew“. Time.com. March 3, 1947.