Перхлорна киселина

Chemical compound
Перхлорна киселина — неорганска киселина со формула H Cl O <sub>4</sub> . 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.
1 Историја
Перхлорна киселина за прв пат беше синтетизирана (заедно со калиум перхлорат ) од австрискиот хемичар 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).
2 Производство
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 <sub>4</sub> + HCl → NaCl + HClO <sub>4</sub>
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.
2.1 Лабораториски препарати
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.
3 Својства
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 <sub>2</sub> O и H <sub>3</sub> O <sup>+</sup> . 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 :: 2 HClO <sub>4</sub> + P <sub>4</sub> O <sub>10</sub> → Cl <sub>2</sub> O <sub>7</sub> + H <sub>2</sub> P <sub>4</sub> O <sub>11</sub>
4 Користи
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. 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. Дополнително, тоа е корисна компонента за офорт на хром.
4.1 Како киселина
Перхлорна киселина, суперкиселина, е една од најсилните Бронштед-Лоури киселини . Дека неговиот p ''K''<sub>a</sub> 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 <sub>3</sub> O <sup>+</sup> ][ </br> ]. Најновата проценка на неговата водна p ''K''<sub>a</sub> е . Обезбедува силна киселост со минимална интерференција бидејќи перхлоратот е слабо нуклеофилен (што ја објаснува високата киселост на HClO <sub>4</sub>). 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.
5 Безбедност
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. 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. Уништени се фабриката О'Конор за електроплатинг, 25 други згради и 40 автомобили, а оштетени се 250 околни домови.
6 Поврзано
* Хлорна киселина
* Оксидирачка киселина