Kaliumkloraatti

Ensimmäisen kerran Claude Berthollet (josta nimi Berthollet 's tai Berthollet's salt) hankki vuonna 1786 johtamalla klooria kuuman väkevän kaliumhydroksidiliuoksen läpi :

{\mathsf {6KOH+3Cl_{2}\rightarrow KClO_{3}+5KCl+3H_{2}O))

Haetaan

Kloraattien teollinen tuotanto yleensä (ja erityisesti kaliumkloraatin) perustuu hypokloriittien epäsuhtautumisreaktioon , joka puolestaan saadaan aikaan kloorin ja alkaliliuosten vuorovaikutuksessa :

{\mathsf {Cl_{2}+2OH^{-}\rightarrow ClO^{-}+Cl^{-}+H_{2}O))

{\mathsf {3ClO^{-}\rightarrow ClO_{3}^{-}+2Cl^{-}}}

Prosessin teknologinen rakenne voi olla erilainen: koska suurin tonnimääräinen tuote on kalsiumhypokloriitti (joka on osa valkaisuainetta ), yleisin prosessi on kalsiumkloraatin (joka saadaan kalsiumhypokloriitista kuumennettaessa) ja kaliumkloridin välillä . , joka suhteellisen alhaisen liukoisuuden vuoksi kiteytyy emäliuoksesta.

Kaliumkloraattia saadaan myös modifioidulla Berthollet-menetelmällä kaliumkloridin ei-kalvoelektrolyysin aikana , jolloin elektrolyysin aikana muodostunut kloori on vuorovaikutuksessa in situ (eristyshetkellä "paikallaan") kaliumhydroksidin kanssa muodostaen kaliumhypokloriittia, mikä edelleen epäsuhtainen kaliumkloraatiksi ja alkuperäiseksi kaliumkloridiksi. Grafiittianodeja käytettäessä kätevämpi menetelmä on natriumkloridin elektrolyysi natriumkloraatin saamiseksi ja vaihtoreaktio kaliumkloridin kanssa. Tämä mahdollistaa anodilietteen poistamisen natriumkloraattiliuoksesta, jonka liukoisuus on paljon parempi kuin kaliumkloraatilla ja on siten helpompi suodattaa.

Kemialliset ominaisuudet

Lämpötilassa ~ 400 °C se hajoaa hapen vapautuessa kaliumperkloraattia muodostaen välissä :

{\mathsf {4KClO_{3}{\xrightarrow[{}]{400^{o}C}}3KClO_{4}+KCl}}

{\mathsf {KClO_{4}{\xrightarrow[{}]{550-620^{o}C}}KCl+2O_{2}\uparrow }}

Katalyyttien (Mn02, Fe203, CuO jne.) läsnä ollessa hajoamislämpötila laskee merkittävästi ( ~ 200 ° C asti) .

{\mathsf {2KClO_{3}{\xrightarrow[{}]{150-300^{o}}}2KCl+3O_{2}\uparrow }}

Reagoi ammoniumsulfaatin kanssa vesi-alkoholiliuoksessa muodostaen ammoniumkloraattia :

{\displaystyle {\mathsf {(NH_{4})_{2}SO_{4}+2KClO_{3}\rightarrow 2NH_{4}ClO_{3}+K_{2}SO_{4))))

Pelkistys oksaalihapolla rikkihappoympäristössä johtaa klooridioksidiin [2] :

{\mathsf {2KClO_{3}+H_{2}C_{2}O_{4}\cdot 2H_{2}O+2H_{2}SO_{4}\rightarrow 2KHSO_{4}+2ClO_{2 }\uparrow +2CO_{2}\uparrow +4H_{2}O}}

Hapettaa halogeenivetyhapot (paitsi fluorivetyhappoa) vapaiksi halogeeneiksi:

{\näyttötyyli {\ce {6HI + KClO_3 -> KCl + 3l_2 + 3H_2O))}

{\näyttötyyli {\ce {6HBr + KClO_3 -> KCl + 3Br_2 + 3H_2O))}

{\ce {6HCl + KClO_3 -> KCl + 3Cl_2 + 3H_2O))

Sovellus

Räjähteet

Kaliumkloraatin seokset pelkistysaineiden ( fosfori , rikki , alumiini , orgaaniset yhdisteet ) kanssa ovat räjähtäviä ja herkkiä kitkalle ja iskuille, herkkyys kasvaa bromaattien ja ammoniumsuolojen läsnä ollessa.

Berthollet-suolayhdisteiden suuren herkkyyden vuoksi niitä ei käytännössä käytetä teollisten ja sotilaallisten räjähteiden valmistukseen.

Sitä käytetään joskus pyrotekniikassa kloorin lähteenä väriliekkikoostumuksissa ja krakkauspanoksissa (räjähdys tapahtuu, kun karkea lanka vedetään pyroteknisen koostumuksen läpi), se on osa tulitikkupään palavaa ainetta ja erittäin harvoin sytytysräjähteinä (kloraattijauhe - "makkara", sytytyslanka, Wehrmachtin käsikranaattien ritiläkoostumus).

Lääketieteessä

Kaliumkloraattiliuoksia on käytetty jo jonkin aikaa miedona antiseptisenä aineena , ulkoisena lääkkeenä kurkkuluun.

Hapen saamiseksi

1900-luvun alussa sitä käytettiin laboratoriohapen tuotantoon, mutta vähäisen saatavuuden vuoksi sitä ei enää käytetty.

Klooridioksidin saamiseksi

Kaliumkloraatin pelkistysreaktiota oksaalihapon kanssa rikkihappoa lisäämällä käytetään klooridioksidin saamiseksi laboratoriossa:

{\mathsf {2KClO_{3}+H_{2}C_{2}O_{4}+H_{2}SO_{4}\rightarrow K_{2}SO_{4}+2ClO_{2}\uparrow +2CO_{2}\uparrow +2H_{2}O}}

Kaliumkloraatti voi reagoida oksaalihapon kanssa ilman rikkihapon läsnäoloa, mutta tämä reaktio ei sovellu klooridioksidin preparatiiviseen tuotantoon:

{\mathsf {2KClO_{3}+H_{2}C_{2}O_{4}\rightarrow K_{2}CO_{3}+CO_{2}\uparrow +2ClO_{2}\uparrow +H_ {2}O}}

Myrkyllisyys

Myrkyllinen. Kaliumkloraatin tappava annos on 1 g/kg [3] .

Muistiinpanot

↑ Bertoletovan suola // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
↑ M. Baudler, G. Brouwer, F. Guber et al. Epäorgaanisen synteesin opas : 6 osassa . - M .: Mir, 1985. - T. 2. - S. 348. - 362 s. (Venäjän kieli)
↑ Kemistin ja tekniikan uusi hakuteos. radioaktiiviset aineet. Haitallisia aineita. Hygieniastandardit / Toimituslautakunta: Moskvin A.V. ym. - Pietari. : ANO NPO "Professional", 2004. - 1142 s.

Kirjallisuus

Vukolov, S. P. , Mendelejev D. I. ,. Kloorisuolat // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : 86 osana (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.