Perchloorsuur

Perchloorsuur is 'n minerale suur met die formule . Gewoonlik as 'n waterige oplossing gevind, is hierdie kleurlose verbinding 'n sterker suur as swaelsuur, salpetersuur en soutsuur. Dit is 'n kragtige oksideermiddel wanneer dit warm is, maar waterige oplossings tot ongeveer 70% per gewig by kamertemperatuur (wat aseotrope genoem word) is oor die algemeen veilig, en vertoon slegs sterk suur eienskappe en geen oksiderende eienskappe nie. Perchloorsuur is nuttig vir die voorbereiding van perchloraatsoute, veral ammoniumperchloraat, 'n belangrike vuurpylbrandstofkomponent. Perchloorsuur is soms gevaarlik en vorm maklik potensieelplofbare mengsels.

Produksie 
Perchloorsuur word industrieel deur twee roetes vervaardig. Die tradisionele metode benut die hoë wateroplosbaarheid van natriumperchloraat (209 g/100 ml water teen kamertemperatuur). Behandeling van sulke oplossings met soutsuur gee perchloorsuur, wat soliede natriumchloried presipiteer:

 +  →  + 

Die gekonsentreerde suur kan deur distillasie gesuiwer word. Die alternatiewe roete, wat meer direk is en soute vermy, behels anodiese oksidasie van waterige chloor by 'n platinumelektrode.

Laboratorium voorbereidings 
Behandeling van bariumperchloraat met swaelsuur presipiteer bariumsulfaat en laat perchloorsuur oor. Dit kan ook gemaak word deur salpetersuur met ammoniumperchloraat te meng en te kook terwyl soutsuur bygevoeg word. Die reaksie gee stikstofoksied en perchloorsuur as gevolg van 'n gelyktydige reaksie wat die ammoniumioon gebruik. Dit kan aansienlik gekonsentreer en gesuiwer word deur die oorblywende salpeter- en soutsuur af te kook.

Eienskappe 
Watervrye perchloorsuur is 'n onstabiele olierige vloeistof teen kamertemperatuur. Dit vorm ten minste vyf hidrate, waarvan verskeie gekarakteriseer met kristallografie is. Hierdie vaste stowwe bestaan uit die perchloraatanioon wat via waterstofbindings aan - en -sentrums gekoppel is. Perchloorsuur vorm 'n aseotroop met water, wat uit ongeveer 72,5% perchloorsuur bestaan. Hierdie vorm van die suur is onbepaald stabiel en is kommersieel beskikbaar. Sulke oplossings is higroskopies en dus as dit oopgelaat word aan die lug verdun gekonsentreerde perchloorsuur homself deur water uit die lug te absorbeer.

Dehidrasie van perchloorsuur gee die anhidried dichloorheptoksied:

2  +  →  +

Gebruike 
Perchloorsuur word hoofsaaklik geproduseer as 'n voorloper van ammoniumperchloraat, wat in vuurpylbrandstof gebruik word. Die groei in vuurpylgebruik het gelei tot verhoogde produksie van perchloorsuur. Etlike miljoene kilogram word jaarliks ​​geproduseer. Perchloorsuur is een van die mees bewese materiale vir ets van vloeikristalskerms en kritieke elektroniese toepassings sowel as in ertsekstraksie. Dit het ook unieke eienskappe in analitiese chemie en is 'n nuttige komponent in ets van chroom. Dit word ook gebruik vir elektropolering of ets van aluminium, molibdeen en ander metale.

As 'n suur 
Perchloorsuur, 'n supersuur, is een van die sterkste Brønsted-Lowry-sure. Dat sy pK laer as -9 is, word bewys deur die feit dat sy monohidraat diskrete hidroniumione bevat en geïsoleer kan word as 'n stabiele, kristallyne vaste stof, geformuleer as [][]. Die mees onlangse skatting van sy waterige pK is -15,2±2,0. Dit verskaf sterk suurheid met minimale inmenging omdat perchloraat swak nukleofiel is (wat die hoë suurheid van  verduidelik). Ander sure van nie-koördinerende anione, soos fluoroboorsuur en heksafluorfosforsuur is vatbaar vir hidrolise, terwyl perchloorsuur nie. Ten spyte van gevare wat verband hou met die plofbaarheid van die soute, word die suur dikwels in sekere sinteses verkies. Om soortgelyke redes is dit 'n nuttige aftrekker in ioonuitruilchromatografie.

Veiligheid 
Gegewe sy sterk oksiderende eienskappe, is perchloorsuur onderworpe aan uitgebreide regulasies. Dit is hoogs reaktief met metale (bv. aluminium) en organiese materiaal (hout, plastiek). Werk wat met perchloorsuur uitgevoer word, moet uitgevoer word in dampkappe met 'n afwasvermoë om ophoping van oksideermiddels in die kanaalwerk te voorkom.

Geval 
Op 20 Februarie 1947, in Los Angeles, Kalifornië, is 17 mense dood en 150 beseer toe 'n bad, bestaande uit meer as 1000 liter 75% perchloorsuur en 25% asynanhidried per volume, ontplof het. Die O'Connor Electro-Plating-aanleg, 25 ander geboue en 40 motors is uitgewis, en 250 nabygeleë huise is beskadig. Die bad is gebruik om aluminiummeubels te elektropoleer. Daarbenewens is organiese verbindings by die oorverhittingsbad gevoeg toe 'n ysterrak vervang is met een wat met sellulose-asetobutyraat-plastiek bedek is. 'n Paar minute later het die bad ontplof.

Kyk ook 
Lys van sure en basisse

Aantekeninge

Verwysings 

Chemie