Перхлора тна кислота HClO4 найсильніша одноосновна кислота у водному розчині безводна сильний окисник Вибухонебезпечна П

Перхлора́тна кислота́ (HClO₄) — найсильніша одноосновна кислота (у водному розчині), безводна — сильний окисник. Вибухонебезпечна. Перхлоратну кислоту та її солі (перхлорати) застосовують як окисники.

Перхлоратна кислота
Структурна модель із фізичними параметрами молекули	Просторова модель

Систематична назва	Перхлоратна кислота
Ідентифікатори
Номер CAS	7601-90-3
PubChem	24247
Номер EINECS	231-512-4
ChEBI	29221
RTECS	SC7500000
SMILES	OCl(=O)(=O)=O
InChI	1/ClHO4/c2-1(3,4)5/h(H,2,3,4,5)
Номер Гмеліна	2137
Властивості
Молекулярна формула	HClO₄
Молярна маса	100,46 г/моль
Зовнішній вигляд	безбарвна рідина
Густина	1,67 г/см³
Т_пл	-17 °C (азеотропна) -112 °C (безводна)
Т_кип	203 C (азеотропна)
Розчинність (вода)	змішується
Кислотність (pK_a)	≈ −8
Небезпеки
MSDS	ICSC 1006
Індекс ЄС	017-006-00-4
(Класифікація ЄС)	O C
R-фрази	, R8, R35
S-фрази	(S1/2), S23, S26, S36, S45
NFPA 704	0 3 3 OX
Пов'язані речовини
Пов'язані речовини	Хлоридна кислота Гіпохлоритна кислота Хлоритна кислота Хлоратна кислота
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)

Примітки картки

Історія

Перше повідомлення про синтез перхлоратної кислоти міститься у статті Ф. Стадіона, який у 1816 році отримав її шляхом перегонки продукту, що утворюється при обережному плавленні хлорату калію в суміші з концентрованою сульфатною кислотою. Ф. Стадіон здійснив важливий внесок у дослідження перхлоратної кислоти не тільки як першовідкривач, а й як дослідник, який вперше отримав її електролізом розчину ^[en]. Пізніше О. Генрі запропонував отримувати перхлоратну кислоту, виходячи з перхлорату калію, оксиду цинку і ^[en].

Спосіб Ф. Стадіона був значно спрощений і покращений Натівелем.

Властивості

Безбарвна летюча рідина, сильно димить на повітрі, в парах існує у вигляді мономеру. Безводна перхлоратна кислота дуже реакційноздатна та нестійка. Рідка HClO₄ частково димеризована. Характерною є для неї рівноважна автодегідратація:

3HClO₄ ↔ H₃O⁺ + ClO⁻
₄ + Cl₂O₇

HClO₄ добре розчинна у хлорорганічних розчинниках, таких, як CF₃COOH, CHCl₃, CH₂Cl₂ та ін. Змішування з розчинниками, які проявляють відновні властивості, може призвести до займання та вибуху. З водою перхлоратна кислота змішується в будь-яких співвідношеннях і утворює ряд гідратів HClO₄ × nH₂O (де n = 0,25 … 4). Моногідрат HClO₄ • H₂O має високу температуру плавлення (+50 °С). Концентровані розчини перхлоратної кислоти, на відміну від безводної кислоти, мають маслянисту консистенцію. Водні розчини HClO₄ стійкі, мають низьку окисну здатність. Перхлоратна кислота з водою утворює азеотропну суміш, киплячу при 203 °C і містить 72% HClO₄. Розчини перхлоратної кислоти в хлорвмісних вуглеводнях є суперкислотами. HClO₄ є однією з найсильніших неорганічних кислот, в її середовищі навіть кислотні сполуки ведуть себе як основи, приєднуючи протон і утворюючи катіони ацилперхлоратів: P(OH)⁺
₄, ClO⁴⁻, NO⁺
₂, ClO⁻
₄. При слабкому нагріванні та при зниженому тиску суміші перхлоратної кислоти з фосфорним ангідридом, відганяється безбарвна масляниста рідина — хлорний ангідрид:

2HClO₄ + P₂O₅ → Cl₂O₇ + 2HPO₃

Солі перхлоратної кислоти називаються перхлорати.

Отримання

Водні розчини перхлоратної кислоти отримують електрохімічним окисненням соляної кислоти або хлору, розчинених у міцній перхлоратній кислоті, а також обмінним розкладанням перхлоратом натрію або калію сильними неорганічними кислотами.
Безводна перхлоратна кислота виходить при взаємодії перхлоратом натрію або калію з міцною сірчаною кислотою, а також водних розчинів перхлоратної кислоти з олеумом:

KClO₄ + H₂SO₄ → KHSO₄ + HClO₄

Застосування

Концентровані водні розчини перхлоратної кислоти широко використовуються в аналітичній хімії, а також для отримання перхлоратів.
Перхлоратна кислота застосовується при розкладанні складних руд, при аналізі мінералів, а також як каталізатор.
Солі перхлоратної кислоти: перхлорат калію|перхлорат калію KClO₄ малорозчинні у воді, застосовується у виробництві вибухових речовин, — осушувач. Суху перхлоратну кислоту не можна довго зберігати і перевозити, тому що при зберіганні в звичайних умовах вона повільно розкладається, забарвлюється оксидами хлору, що утворюються при її розкладанні, і може мимоволі вибухати.

Див. також

Література

Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. —

Примітки

Safety data for concentrated perchloric acid, ca. 70% [ 2008-07-02 у Wayback Machine.] msds.chem.ox.ac.uk
Handling of Perchloric acid^{[недоступне посилання]}ameslab.gov
F. Stadion, Liebig's Annalen, 110, 125 (1816). (нім.)
F. Stadion, Annales de chimie et de physique, 8, 406 (1818). (фр.)
O. Henry, Journal für praktische Chemie, 17, 486 (1839). (англ.)
A. D. Nativelle, Journal für praktische Chemie, 26, 405 (1842). (англ.)

Джерела

Nils Wiberg, Egon Wiberg, Arnold Fr. Holleman: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102 Auflage. de Gruyter, Berlin 2007, .
Луцевич Д. Д. Довідник з хімії, Українські технології, Львів 2003, 420 ст.

[1] Safety data for concentrated perchloric acid, ca. 70% [ 2008-07-02 у Wayback Machine.] msds.chem.ox.ac.uk

[2] Handling of Perchloric acid^{[недоступне посилання]}ameslab.gov

[4] F. Stadion, Liebig's Annalen, 110, 125 (1816). (нім.)

[5] F. Stadion, Annales de chimie et de physique, 8, 406 (1818). (фр.)

[6] O. Henry, Journal für praktische Chemie, 17, 486 (1839). (англ.)

[7] A. D. Nativelle, Journal für praktische Chemie, 26, 405 (1842). (англ.)