Хлорная кислота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Хлорная кислота
Хлорная кислота
Хлорная кислота
Общие
Систематическое
наименование
Хлорная кислота
Хим. формула HClO4
Физические свойства
Состояние бесцветная жидкость
Молярная масса 100.46 г/моль
Плотность 1.76 г/см³
Термические свойства
Т. плав. −102 °C
Т. кип. 203 °C
Энтальпия образования -40,4 кДж/моль
Химические свойства
pKa - 10
Растворимость в воде смешивается
Классификация
Рег. номер CAS [7601-90-3]
PubChem 24247
SMILES
ChemSpider 22669
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.


Хлорная кислота {{HClO}_4} — одноосновная кислота, одна из самых сильных (в водном растворе, pK = ~ -10), безводная — исключительно сильный окислитель, так как содержит хлор в высшей степени окисления.

Свойства[править | править исходный текст]

Физические свойства[править | править исходный текст]

Бесцветная летучая жидкость, сильно дымящая на воздухе, в парах мономерна. Безводная хлорная кислота очень реакционноспособна и неустойчива. Жидкая HClO4 частично димеризована, для нее характерна равновесная автодегидратация:

\mathsf{3HClO_4 \rightleftarrows H_3O^+ + ClO_4^- + Cl_2O_7}

Химические свойства[править | править исходный текст]

Взрывоопасна. Хлорную кислоту и ее соли (перхлораты) применяют как окислители. Хлорная кислота, как одна из самых сильных кислот растворяет золото и платиновые металлы, а в реакции с серебром образует хлорноватую кислоту:

\mathsf{3HClO_4+2Ag=2AgClO_4+HClO_3+H_2O}

Неметаллы и активные металлы восстанавливают хлорную кислоту до хлороводорода

\mathsf{8As+5HClO_4+12H2O=8H_2+AsO_4+5HCl} (данная реакция используется в металлургии для очистки руд)

Перхлорат йода в лаборатории получают при обработке раствора йода в безводной хлорной кислоте озоном:

\mathsf{I_2+6HClO_4+O_3=2I(ClO_4)_3+3H_2O}

Являясь крайне сильной неустойчивой кислотой, хлорная кислота разлагается:

\mathsf{4HClO_4=4ClO_2+3O_2+2H_2O}

Хлорная кислота хорошо растворима во фтор- и хлорорганических растворителях, таких, как {\mbox{CF}_3}COOH, {\mbox{CHCl}_3}, {\mbox{CH}_2\mbox{Cl}_2} и др. Смешивание с растворителями, проявляющими восстановительные свойства, может привести к воспламенению и взрыву. С водой хлорная кислота смешивается в любых соотношениях и образует ряд гидратов {\mbox{HClO}_4\mbox{×nH}_2}O (где n = 0,25…4). Моногидрат {\mbox{HClO}_4\mbox{•H}_2}O имеет температуру плавления +50оС. Концентрированные растворы хлорной кислоты, в отличие от безводной кислоты, обладают маслянистой консистенцией. Водные растворы хлорной кислоты устойчивы, имеют низкую окислительную способность. Хлорная кислота с водой образует азеотропную смесь, кипящую при 203 °C и содержащую 72 % хлорной кислоты Растворы хлорной кислоты в хлорсодержащих углеводородах являются сверхкислотами (суперкислотами). Хлорная кислота является одной из сильнейших неорганических кислот, в ее среде даже кислотные соединения ведут себя как основания, присоединяя протон и образуя катионы ацилперхлоратов: {\mbox{P(OH)}_4}+{\mbox{ClO}_4}, {\mbox{NO}_2}+{\mbox{ClO}_4}.

При слабом нагревании при пониженном давлении смеси хлорной кислоты с фосфорным ангидридом, отгоняется бесцветная маслянистая жидкость — хлорный ангидрид:

\mathsf{2HClO_4 + P_4O_{10} \rightarrow Cl_2O_7 + H_2P_4O_{11}}

Соли хлорной кислоты называются перхлоратами.

Получение[править | править исходный текст]

  • Водные растворы хлорной кислоты получают электрохимическим окислением соляной кислоты или хлора, растворённых в концентрированной хлорной кислоте, а также обменным разложением перхлоратов натрия или калия сильными неорганическими кислотами.
  • Безводная хлорная кислота образуется при взаимодействии перхлоратов натрия или калия с концентрированной серной кислотой, а также водных растворов хлорной кислоты с олеумом:
\mathsf{KClO_4 + H_2SO_4 \rightarrow KHSO_4 + HClO_4}

Применение[править | править исходный текст]

  • Концентрированные водные растворы хлорной кислоты широко используются в аналитической химии, а также для получения перхлоратов.
  • Хлорная кислота применяется при разложении сложных руд, при анализе минералов, а также в качестве катализатора.
  • Соли хлорной кислоты: перхлорат калия малорастворим в воде, применяется в производстве взрывчатых веществ, перхлорат магния (ангидрон)осушитель.

Безводную хлорную кислоту нельзя длительно хранить и перевозить, так как при хранении в обычных условиях она медленно разлагается, окрашивается оксидами хлора, образующимися при её разложении, и может самопроизвольно взрываться.

Литература[править | править исходный текст]

  • Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М., 2001.
  • Реми Г. Курс неорганической химии. — М.: Иностранная литература, 1963.