Калиум хлорат

Калиум хлорат ― соединение кое содржи калиум, хлор и кислород, со молекуларна формула KClO<sub>3</sub>. Во својот чист облик, тој е бела кристална супстанција. По натриум хлоратот, тој е вториот најчест хлорат во индустриска употреба. Тој е силен оксидирачки агенс и неговата најважна примена е во чкорчињата. Во други намени, тој е главно застарен и е заменет со побезбедни алтернативи во последните децении. Бил користен во:
* во огномети, пропеланти и експлозиви,
* да биде подготвен кислород, и во лабораторија и во хемиски создавачи на кислород,
* како средство за дезинфекција, на пример во медицински плакнења за уста,
* во земјоделството како хербицид.
1 Производство
На индустриско ниво, калиум хлорат се произведува со реакција на метатеза на сол на натриум хлорат и калиум хлорид:
: NaClO <sub>3</sub> + KCl → NaCl + KClO <sub>3</sub>
Реакцијата е поттикната од ниската растворливост на калиум хлорат во вода. Рамнотежата на реакцијата се поместува на десната страна со постојано таложење на производот (Начело на Ле Шателје). Претходникот на натриум хлорат е произведуван индустриски во многу големи количини со електролиза на натриум хлорид, обична кујнска сол.
Понекогаш се користи и директна електролиза на калиум хлорид во воден раствор, при што елементарниот хлор образуван на анодата реагира со калиум хидроксидот на место. Ниската растворливост на KClO<sub>3</sub> во вода предизвикува солта лесно да се изолира од реакционата смеса со едноставно таложење од растворот.
Калиум хлорат може да се произведе во мали количини со диспропорција во раствор на натриум хипохлорит проследена со реакција на метатеза со калиум хлорид:: 3 NaOCl<sub>(aq)</sub> → 2 NaCl<sub>(s)</sub> + NaClO<sub>3(aq)</sub>: KCl<sub>(aq)</sub> + NaClO<sub>3(aq)</sub> → NaCl<sub>(aq)</sub> + KClO<sub>3(s)</sub>
Може да се произведе и со пропуштање на гасот хлор во врел раствор на калиум хидроксид:: 3 Cl<sub>2(g)</sub> + 6 KOH<sub>(aq)</sub> → KClO<sub>3(aq)</sub> + 5 KCl<sub>(aq)</sub> + 3 H<sub>2</sub>O<sub>(l)</sub>
2 Употреба
Калиум хлоратот бил една клучна состојка во раните капислени табани за огнено оружје. Продолжува во таа примена, каде што не е заменет со калиум перхлорат.
Пропелантите засновани на хлор се поефикасни од традиционалниот барут и се помалку подложни на оштетување од вода. Сепак, тие можат да бидат крајно нестабилни во присуство на сулфур или фосфор и се многу поскапи. Хлоратните погони мора да се користат само во опрема наменета за нив; непридржувањето кон оваа мерка на претпазливост е чест извор на несреќи. Калиум хлорат, често во комбинација со сребрен фулминат, се користи во распалките, популарен вид на застарен огномет.
Друга примена на калиум хлорат е како оксидатор во составот на чад како оној што се користи во димните гранати. Од 2005 година, патронот со калиум хлорат измешан со лактоза и колофон се користи за создавање на бел чад што го сигнализира изборот на нов папа од страна на папската конклава.
Калиум хлорат често е користен во средношколските и факултетските лаборатории за правење на кислороден гас. Тоа е далеку поевтин извор од резервоарот за кислород под притисок или криоген. Калиум хлорат лесно се распаѓа ако се загрева додека е во допир со катализатор, вообичаено манган (IV) диоксид (MnO<sub>2</sub>). Така, може едноставно да биде ставен во епрувета и да се загрее над пламеник. Ако епрувета е опремена со затворач со една дупка и црево, може да се извади топол кислород. Реакцијата е следна:
:2 KClO3(s) ->[\Delta][MnO_2] 3 O2(g) + 2 KCl(s)
Загревањето во отсуство на катализатор го претвора во калиум перхлорат::4 KClO3 -> 3 KClO4 + KCl
Со дополнително загревање, калиум перхлорат се распаѓа до калиум хлорид и кислород:
:KClO4 -> KCl + 2O2
За безбедно извршување на оваа реакција потребни се многу чисти реагенси и внимателна контрола на температурата. Растопениот калиум хлорат е исклучително моќен оксидатор и спонтано реагира со многу вообичаени материјали како што е шеќерот. Експлозиите настанаа како резултат на прскање на течни хлорати во латекс или ПВЦ цевките на создавачите на кислород, како и од допир помеѓу хлорати и јаглеводородни маснотии за запечатување. Нечистотиите во самиот калиум хлорат исто така може да предизвикаат проблеми. Кога работите со нова серија на калиум хлорат, препорачливо е да се земе мал примерок (~ 1 грам) и силно загрејте го на отворена стаклена чинија. Контаминацијата може да предизвика оваа мала количина да експлодира, што покажува дека хлоратот треба да се фрли.
Калиум хлорат се користи во хемиски создавачи на кислород (исто така наречени хлоратни свеќи или кислородни свеќи), кои се користат како системи за снабдување со кислород на пр. авиони, вселенски станици и подморници, и е одговорен за најмалку една авионска несреќа. Пожарот на вселенската станица Мир бил настанат преку свеќи кои произведуваат кислород кои користат сличен литиум перхлорат. Распаѓањето на калиум хлорат исто така било искористено за да се обезбеди снабдување со кислород за калциумски светла.
Калиум хлорат е користен и како пестицид. Во Финска бил продаван под трговското име Фегабит.
Калиум хлорат може да реагира со сулфурна киселина за да образува високо реактивен раствор на хлорна киселина и калиум сулфат:
: 2 KClO<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → 2 HClO<sub>3</sub> + K<sub>2</sub> SO<sub>4</sub>
Така произведениот раствор е доволно реактивен што спонтано се запали доколку има запалив материјал (шеќер, хартија, итн.).
Во училиштата, стопениот калиум хлорат е користен во драматичните демонстрации на „желе кое вреска“, гуменото мече, Харибо и Троли, каде бонбоните се фрлаат во стопената сол.
Во хемиските лаборатории се користи за оксидација на HCl и ослободување на мали количини гасовит хлор.
Бунтовниците во Авганистан, исто така, интензивно користат калиум хлорат како клучна компонента во производството на импровизирани експлозивни направи. Кога биле направени значителни напори за намалување на достапноста на ѓубриво со амониум нитрат во Авганистан, производителите на ваквите направо почнале да користат калиум хлорат како евтина и ефикасна алтернатива. Во 2013 година, 60% од екслозивните направи во Авганистан користеле калиум хлорат, што го прави најчеста состојка што се користи во направите. Калиум хлорат исто така била главната состојка во автомобилот-бомба користен во бомбашките напади на Бали во 2002 година, во кои загинале 202 луѓе.
Калиум хлорат се користи за присилување на фазата на расцут на дрвото лонган, предизвикувајќи тоа да дава плод во потоплите клими.
3 Безбедност
Треба внимателно да се постапува со калиум хлорат. Реагира енергично, а во некои случаи спонтано се запали или експлодира, кога се меша со многу запаливи материјали. Согорува енергично во комбинација со речиси секој запалив материјал, дури и со оние кои вообичаено се само малку запаливи (вклучувајќи обична прашина и влакненца). Мешавините на калиум хлорат и гориво може да се запалат при контакт со сулфурна киселина, па затоа треба да се чува подалеку од овој реагенс. Сулфурот треба да се избегнува во пиротехничките состави кои содржат калиум хлорат, бидејќи овие мешавини се склони кон спонтано дефлагрирање. Повеќето сулфур содржи траги од киселини кои содржат сулфур, а тие можат да предизвикаат спонтано палење - „Цвеќе од сулфур“ или „сублимиран сулфур“, и покрај вкупната висока чистота, содржи значителни количини на сулфурни киселини. Исто така, мешавините на калиум хлорат со кое било соединение со својства за поттикнување на палењето (на пр. антимон(III) сулфид) се многу опасни за подготовка, бидејќи се исклучително чувствителни на удари.
4 Поврзано
* Хлорна киселина
5 Наводи
* „Chlorate de potassium. Chlorate de sodium“, ''Fiche toxicol. бр. 217'', Париз: Национален институт за истражување и безбедност, 2000 година. 4 стр.
*