Хлорная кислота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Хлорная кислота
Perchloric-acid-2D-dimensions.png
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
Рег. номер EINECS 231-512-4
SMILES
InChI
RTECS SC7500000
ChEBI 29221
Номер ООН 1873
ChemSpider
Безопасность
NFPA 704
NFPA 704.svg
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Хлорная кислота HClO4 — одноосновная кислота, одна из самых сильных (в водном растворе, pK ≈ −10), безводная — исключительно сильный окислитель, так как содержит хлор в высшей степени окисления +7.

Свойства[править | править код]

Физические свойства[править | править код]

Бесцветная летучая жидкость, сильно дымящая на воздухе, в парах мономерна. Безводная хлорная кислота очень реакционноспособна и неустойчива.

Химические свойства[править | править код]

Жидкая HClO4 частично димеризована, для неё характерна равновесная автодегидратация:

Безводная кислота взрывоопасна из-за наличия в ней оксида хлора(VII). Водные растворы с концентрацией ниже 72% более безопасны, но на свету желтеют с образованием взрывоопасных оксидов хлора. Пожелтевшую кислоту рекомендуется аккуратно разбавлять и нейтрализовать щелочами или карбонатами.

Являясь сильной неустойчивой кислотой, хлорная кислота разлагается:

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

Неметаллы и активные металлы восстанавливают концентрированную хлорную кислоту до хлороводорода

(данная реакция используется в металлургии для очистки руд)

Разбавленная хлорная кислота обладает слабыми окислительными свойствами (не окисляет сероводород, диоксид серы, иодоводород, хром(II), азотистую кислоту) и при реакции с металлами до водорода в электрохимическом ряду выделяет водород с образованием перхлоратов. Водные растворы хлорной кислоты устойчивы.

Хлорная кислота хорошо растворима во фтор- и хлорорганических растворителях, таких, как CF3COOH, CHCl3, CH2Cl2 и др. Смешивание с растворителями, проявляющими восстановительные свойства (например, с диметилсульфоксидом), может привести к воспламенению и взрыву. С водой хлорная кислота смешивается в любых соотношениях и образует ряд гидратов HClO4·nH2O (где n = 0,25…4). Моногидрат HClO4·H2O имеет ионную природу и температуру плавления +50 °C. 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 её среде даже кислотные соединения ведут себя как основания, присоединяя протон и образуя катионы ацилперхлоратов: P(OH)4+ClO4, NO2+ClO4.

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

Соли хлорной кислоты называются перхлоратами. Перхлорат йода в лаборатории получают при обработке раствора йода в безводной хлорной кислоте озоном:

Получение[править | править код]

  • 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:

Применение[править | править код]

  • 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. Зато её водные растворы вполне устойчивы.

Литература[править | править код]

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