Perkloorihappo

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15. tammikuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Perkloorihappo

Kenraali

Systemaattinen
nimi

Perkloorihappo

Chem. kaava

HClO 4

Fyysiset ominaisuudet

Osavaltio

väritön neste

Moolimassa

100,46 g/ mol

Tiheys

1,76 g/cm³

Lämpöominaisuudet

Lämpötila

• sulaminen

-102 °C

• kiehuva

203 °C

Entalpia

• koulutus

-40,4 kJ/mol

Kemiallisia ominaisuuksia

Hapon dissosiaatiovakio

pK_{a}

−10

Liukoisuus

• vedessä

sekaisin

Luokitus

231-512-4

OCl(=O)(=O)=O

InChI = 1S/ClHO4/c2-1(3.4)5/h(H,2,3,4,5)VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N

RTECS

SC7500000

CHEBI

1873

Turvallisuus

0 3 3 HÄRKÄ

Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.

Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Perkloorihappo HClO 4 - yksiemäksinen happo , yksi vahvimmista (vesiliuoksessa, pK ≈ −10), vedetön - poikkeuksellisen vahva hapetin , koska se sisältää klooria korkeimmassa hapetusasteessa +7.

Ominaisuudet

Fysikaaliset ominaisuudet

Väritön haihtuva neste, voimakkaasti savuava ilmassa, monomeerinen höyryssä. Vedetön perkloorihappo on erittäin reaktiivista ja epästabiilia.

Kemialliset ominaisuudet

Nestemäinen HClO 4 on osittain dimeroitunut, sille on ominaista tasapainoinen autodehydraatio:

{\mathsf {3HClO_{4}\rightleftarrows H_{3}O^{+}+ClO_{4}^{-}+Cl_{2}O_{7))}

Vedetön happo on räjähtävää , koska siinä on kloori(VII)oksidia. Vesiliuokset, joiden pitoisuus on alle 72 %, ovat turvallisempia, mutta ne muuttuvat keltaisiksi valossa, jolloin muodostuu räjähtäviä kloorioksideja. Kellastunut happo on suositeltavaa laimentaa huolellisesti ja neutraloida alkalilla tai karbonaatilla.

Koska perkloorihappo on vahva epästabiili happo, se hajoaa:

{\mathsf {4HClO_{4}\rightarrow 4ClO_{2}+3O_{2}+2H_{2}O))

Perkloorihappoa ja sen suoloja ( perkloraatteja ) käytetään hapettimina. Perkloorihappo, yhtenä vahvimmista hapoista ja hapettimista, liuottaa kulta- ja platinametalleja:

{\mathsf {9HClO_{4}+2Au\rightarrow 2Au(ClO_{4})_{3}+3HClO_{3}+3H_{2}O))

ja reaktiossa hopean kanssa muodostaa kloorihappoa :

{\mathsf {3HClO_{4}+2Ag\rightarrow 2AgClO_{4}+HClO_{3}+H_{2}O))

Epämetallit ja aktiiviset metallit pelkistävät väkevän perkloorihapon vetykloridiksi

{\mathsf {8As+5HClO_{4}+12H_{2}O\rightarrow 8H_{3}AsO_{4}+5HCl))

(tätä reaktiota käytetään metallurgiassa malmien puhdistamiseen) Palladium pelkistää väkevän hapon alkuaineklooriksi: 7Pd+16HCLO4=7Pd(ClO4)2+СL2+8H20

Laimealla perkloorihapolla on heikot hapettavat ominaisuudet (ei hapeta rikkivetyä, rikkidioksidia, jodivetyä, kromia (II), typpihappoa) ja kun se reagoi metallien kanssa vedyn kanssa sähkökemiallisessa sarjassa, se vapauttaa vetyä muodostaen perkloraatteja. Perkloorihapon vesiliuokset ovat stabiileja.

Perkloorihappo liukenee helposti organofluoriin ja klooriliuottimiin, kuten CF 3 COOH, CHCl 3 , CH 2 Cl 2 jne. Sekoittaminen pelkistäviä liuottimia (kuten dimetyylisulfoksidia) kanssa voi johtaa syttymiseen ja räjähdykseen. Perkloorihappo sekoittuu veteen missä tahansa suhteessa ja muodostaa sarjan hydraatteja HClO 4 · n H 2 O (jossa n = 0,25…4). Monohydraatti HClO 4 H 2 O on luonteeltaan ioninen ja sen sulamispiste on +50 °C. Perkloorihappo muodostaa atseotrooppisen seoksen veden kanssa , joka kiehuu 203 °C:ssa ja sisältää 72 % perkloorihappoa. Perkloorihapon liuokset klooria sisältävissä hiilivedyissä ovat superhappoja (superhappoja) . Perkloorihappo on yksi vahvimmista epäorgaanisista hapoista, sen ympäristössä jopa happamat yhdisteet käyttäytyvät emäksinä, lisäämällä protonin ja muodostaen asyyliperkloraattikationeja: P (OH) 4 + ClO 4 - , NO 2 + ClO 4 - .

Kuumennettaessa hieman alennetussa paineessa perkloorihapon ja fosforihappoanhydridin seosta tislataan väritön öljymäinen neste pois perkloorianhydridistä :

{\mathsf {2HClO_{4}+P_{4}O_{{10}}\rightarrow Cl_{2}O_{7}+H_{2}P_{4}O_{{11))))

Perkloorihapon suoloja kutsutaan perkloraateiksi. Suurin osa niistä on vesiliukoisia. Heikosti liukenevia kalium-, cesiumi- ja rubidiumperkloraatteja. Jodiperkloraattia saadaan laboratoriossa käsittelemällä jodin liuosta vedettömässä perkloorihapossa otsonilla :

{\mathsf {I_{2}+6HClO_{4}+O_{3}=2I(ClO_{4})_{3}+3H_{2}O))

Haetaan

Perkloorihapon vesiliuoksia saadaan hapettamalla väkevään perkloorihappoon liuotettua suolahappoa tai klooria sähkökemiallisesti sekä hajottamalla natrium- tai kaliumperkloraatteja vahvojen epäorgaanisten happojen kanssa. Kun perkloraatit ovat vuorovaikutuksessa rikkihapon kanssa , muodostuu kloorioksidia (VII) :

${\mathsf {2KClO_{4}+H_{2}SO_{4}\rightarrow K_{2}SO_{4}+Cl_{2}O_{7}+H_{2}O))$

Vedettömän perkloorihapon saamiseksi on kuumennettava kyllästettyä ammoniumperkloraattiliuosta lisäämällä typpi- ja sitten suolahappoa , minkä seurauksena muodostuu perkloorihappoa, vettä , klooria ja typpioksidia (I) :

${\mathsf {34NH_{4}ClO_{4}+36HNO_{3}+8HCl\rightarrow 34HClO_{4}+4Cl_{2}\uparrow +35N_{2}O\uparrow +73H_{2}O} }$

Sovellus

Perkloorihapon väkeviä vesiliuoksia käytetään laajalti analyyttisessä kemiassa ja myös perkloraattien valmistuksessa .
Perkloorihappoa käytetään monimutkaisten malmien hajottamisessa, mineraalien analysoinnissa ja myös katalyyttinä.
Perkloorihapon suolat: kaliumperkloraatti on niukkaliukoinen veteen, käytetään räjähteiden valmistukseen, magnesiumperkloraatti (anhydroni) on kuivausaine , ammoniumperkloraatti on rakettipolttoaineen lisäaine ja räjähdysaine.

Vedetöntä perkloorihappoa ei voida varastoida ja kuljettaa pitkään, koska se hajoaa normaaleissa olosuhteissa varastoinnin aikana hitaasti, värjäytyy hajoamisen aikana muodostuvien kloorioksidien vaikutuksesta ja voi spontaanisti räjähtää. Mutta sen vesiliuokset ovat melko stabiileja.

Kirjallisuus

Akhmetov N. S. Yleinen ja epäorgaaninen kemia. - M. , 2001.
Remy G. Epäorgaanisen kemian kurssi. - M . : Ulkomainen kirjallisuus, 1963.

Klooratut epäorgaaniset hapot
Kloorivetyhappo (HCl) Hypokloorihappo (HClO) Kloorihappo (HClO 2 ) Perkloorihappo (HClO 3 ) Perkloorihappo (HClO 4 )