Главная страница arrow-right Базы данных arrow-right База данных свойств веществ (поиск)
Карта сайта

Свойства вещества:

хлорная кислота

Синонимы и иностранные названия:

perchloric acid (англ.)

Тип вещества:

неорганическое

Внешний вид:

бесцветн. дымящая жидкость

Брутто-формула (по системе Хилла для органических веществ):

HClO4

Формула в виде текста:

HClO4

Молекулярная масса (в а.е.м.): 100,46

Температура кипения (в °C):

110 [Лит.]

Температура плавления (в °C):

-102

Температурные константы смесей (содержание в весовых процентах):


203 °C (температура кипения азеотропа, давление 1 атм) вода 28,4% хлорная кислота 71,6%

Растворимость (в г/100 г растворителя или характеристика):

вода: растворим [Лит.]
дихлорметан: хорошо растворим [Лит.]
тетрахлорметан: мало растворим [Лит.]
трифторуксусная кислота: растворим [Лит.]
хлороформ: хорошо растворим [Лит.]
этанол: растворим [Лит.]

Плотность:

1,7608 (20°C, г/см3, состояние вещества - жидкость)

Вкус, запах, гигроскопичность:

гигроскопичен

Некоторые числовые свойства вещества:

Год открытия: 1816 (Стадионом)

Метод получения 1:

Источник информации: Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. - М., 1974 стр. 200

NaClO4 + HCl → HClO4 + NaCl

70%-ную хлорную кислоту можно получить реакцией перхлората натрия с соляной кислотой.

К 260 мл соляной кислоты (ч., пл. 1,19) прибавляют под тягой при непрерывном перемешивании небольшими порциями 130 г перхлората натрия. Смесь оставляют на несколько часов (4-8 ч), изредка перемешивая, затем отсасывают через стеклянный фильтр, промывая осадок 30-40 мл соляной кислоты. фильтрат вместе с промывными водами упаривают в фарфоровой чашке (по тягой) для удаления хлоридов (проба с нитратом серебра). Обычно это совпадает с появлением густых белых паров хлорной кислоты. Раствор охлаждают и отфильтровывают небольшое количество неразложившегося перхлората натрия через пористый стеклянный фильтр. Получают около 150 г хлорной кислоты плотностью 1,6.

Для очистки кислоту перегоняют в вакууме при 15-20 мм рт.ст. в приборе на шлифах. При 48-54 С отгоняется вода со следами хлорной кислоты; при 107-111 С перегоняется 70-72%-ная хлорная кислота. Если же не отбирать первую фракцию отдельно, то получают около 220-230 г 65%-ной хлорной кислоты.

Метод получения 2:

Источник информации: Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. - М., 1974 стр. 199-200

NH4ClO4 + HNO3 + 2HCl → HClO4 + N2 + Cl2 + 3H2O

70%-ный раствор хлорной кислоты можно получить, реакцией перхлората аммония со смесью азотной и соляной кислот.

В колбу емкостью 2 л вносят 500 г перхлората аммония, 600 мл воды, 295 мл азотной кислоты (пл. 1,40) и нагревают под тягой до сильного кипения. из капельной воронки, конец которой почти доходит до жидкости, приливают сначала быстро, в конце медленнее (всего в течение 25 минут) раствор 90 мл соляной кислоты (ч., пл. 1,19) в 400-500 мл воды. Во время приливания кислоты реакционный раствор должен энергично кипеть. далее раствор кипятят 1 час, изредка пополняя испараяющуюся воду, затем переливают в большую фарфоровую чашку и быстро упаривают (под тягой) до появления тяжелых белых паров хлорной кислоты. При выпаривании хлорной кислоты необходимо тщательно оберегать раствор от попадания органических веществ: бумаги, дерева, резины и др. (взрывоопасно!).

Полученная кислота свободна от ионов аммония, но обычно содержит примесь азотной кислоты. Для удаления последней прибавляют небольшое количетсво соляной кислоты (ч.) и снова упаривают до появления белых паров. Оставшаяся кислота отвечает дигидрату хлорной кислоты.

Для получения совершенно чистого продукта кислоту перегоняют. Перегонку ведут из колбы Вюрца емкостью 1 л с пришлифованным холодильником. Отводная трубка колбы должна быть не короче 40 см, чтобы обеспечить достаточное воздушное охлаждение (в противном случае может лопнуть форштосс холодильника). Термометр укрепляют в горле колбы при помощи кусочка резиновой трубки. Резина во избежание сильного разъедания парами хлорной кислоты должна находится не ближе 20 см от отводной трубки. Нижний конец форштосса холодильника соединяют с приемником при помощи резиновой пробки. Еще лучше проводить перегонку в приборе на шлифах под вакуумом. в колбу, чтоб избежать толчков, помещают несколько стеклянных капилляров.

За 1 час в таком приборе можно легко перегнать до 500 г кислоты. Дистиллат содержит небольшое количество хлора и оксида хлора(I), которые можно удалить, слегка нагревая раствор и продувая через него воздух.

Метод очистки или выделения из смесей 1:

Источник информации: Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. - М., 1974 стр. 200-201

Получение безводной хлорной кислоты связано с опасностью сильного взрыва, особенно при соприкосновении с органическими веществами. Сравнительно безопасный метод получения основан на обезвоживании дигидрата кислоты (соответствующего 72%-ной кислоте) с помощью олеума или пентаоксида фосфора. Водоотнимающий реагент добавляют к хлорной кислоте очень осторожно, при интенсивном перемешивании и при сильном охлаждении реакционного сосуда твердой углекислотой. Температура реакционной смеси ни в коем случае не должна быть выше 0 С. Олеума или пентаоксида фосфора вносят столько, чтобы небольшое количество хлорной кислоты осталось в виде моногидрата. При избытке водоотнимающего средства образуется крайне опасный хлорный ангидрид. При правильном проведении операции обезвоживания получается совершенно бесцветная жидкость.

Перегонку полученного раствора хлорной кислоты в серной кислоте рекомендуется проводить в проточном испарителе в вакууме. Все узлы прибора должны быть соединены с помощью шлифов. Трубку испарителя, обмотанную нагревательной спиралью, из термостойкого стекла (желательно из кварца) с внутренним диаметром 30 мм и длиной около 600 мм устанавливают в слегка наклонном положении и соединяют с примником для серной кислоты, а также с ловушкой для паров хлорной кислоты, охлаждаемыми сухим льдом. Смесь подается в трубку сверху через капельную воронку. Электронагревательную спираль включают через ЛАТР; при напряжении 45-50 В и сопротивлении спирали около 30 Ом внутри трубки поддерживается температура 60-70 С. Всю систему через приемник паров хлорной кислоты соединяют с вакуумным насосом через пустую склянку и поглотитель с натронной известью для защиты масла насоса от окислов хлора и паров хлорной кислоты.

Перегоняемую смесь хлорной и серной кислот приливают по каплям из капельной воронки с такой скоростью, чтобы время пребывания кислоты в испарительной трубке составляло 15-20 секунд. В применике паров хлорной кислоты собирается бесцветная хлорная кислота.

Выход около 75%.

Безводную хлорную кислоту следует хранить при охлаждении сухим льдом в толстостенной склянке с пришлифованной пробкой и пришлифованным колпачком. Все виды смазок исключаются. В этих условиях (-78,5 с) кислота довольно устойчивав течение нескольких недель, но при этом выделяется некоторое количество газов. при переносе склянки с хлорной кислотой в теплое помещение пробку следует немедленно приоткрыть, иначе выделяющиеся газы могут разорвать сосуд.

Отработанную серную кислоту из приемника, содержащую хлорную кислоту, выливают в холодную воду при энергичном помешивании и раствор выливают в канализацию. Методика регенерации этой смеси не разработана.

    Используется для синтеза веществ:

    серебра перхлорат

    Реакции вещества:

    1. С хлоридом железа(III) образует дигидрат перхлората железа(III). [Лит.]
      7HClO4 + FeCl3 → Fe(ClO4)3 · 2H2O + 3HCl + 2Cl2O7
    2. Реагирует с иодом - медленно в темноте, быстро на свету. [Лит.]
    3. Реагирует с бензолом с разогреванием, образованием коричневых хлопьев, зеленой эмульсии и последующим взрывом. [Лит.]
    4. Реагирует с хлористым тионилом со вспышкой. [Лит.]
    5. Реагирует с пентахлоридом фосфора при комнатной температуре с образованием оксида-трихлорида фосфора, оксидов хлора(IV) и (I), хлора и хлороводорода. [Лит.]
    6. Если каплю хлорной кислоты поместить на сухой перманганат калия, выделяется желтый газ, происходит вспышка и образуется окись марганца. [Лит.]
    7. Безводная кислота быстро окисляет серебро и золото. [Лит.]
    8. В разбавленных водных растворах окисляет олово(II), титан(III), ванадий(II), ванадий(III), дитионит-ион. [Лит.]
    9. Безводная кислота реагирует с иодидами и иодоводородом со вспышкой. [Лит.]
    10. Контакт капли 70% хлорной кислоты с диметилсульфоксидом может вызвать взрыв. [Лит.]
    11. Контакт капли безводной хлорной кислоты с этанолом вызывает немедленный взрыв. [Лит.]
    12. Реагирует со фтором при комнатной температуре с образованием взрывчатого перхлората фтора. [Лит.]

    Реакции, в которых вещество не участвует:

    1. Не реагирует с бромом и хлором ни при обычных условиях, ни при нагревании. [Лит.]
    2. Растворяется в хлороформе без реакции, хотя через несколько дней начинается разложение кислоты. [Лит.]
    3. Не реагирует с бромоводородом и хлороводородом. [Лит.]
    4. В разбавленном водном растворе не окисляет сероводород, оксид серы(IV), азотистую кислоту, иодоводород, хром(II), европий(II). [Лит.]
    5. Не реагирует с хлористым сульфурилом. [Лит.]
    6. Хлорокись фосфора смешивается с хлорной кислотой без реакции. [Лит.]
    7. Безводная кислота не реагирует с хлоридами хрома(II), хрома(III), марганца(II), никеля(II), меди(II), кобальта(II) при нагревании от -80 С до 60 С. [Лит.]

    Давление паров (в мм рт.ст.):

    18 (16°C)

    Свойства растворов:

    1% (вес.), растворитель - вода
      Плотность (г/см3) = 1,005 (20°)
    1,9% (вес.), растворитель - вода
      Плотность (г/см3) = 1,01 (20°)
    10,06% (вес.), растворитель - вода
      Плотность (г/см3) = 1,06 (20°)
    20,26% (вес.), растворитель - вода
      Плотность (г/см3) = 1,13 (20°)
    40,1% (вес.), растворитель - вода
      Плотность (г/см3) = 1,3 (20°)
    50,1% (вес.), растворитель - вода
      Плотность (г/см3) = 1,41 (20°)
    70,15% (вес.), растворитель - вода
      Плотность (г/см3) = 1,675 (20°)

    Показатели диссоциации:

    H0 (1) = -15 (25°C, вода)
    H0 (1) = -10,13 (25°C, вода, 78% водный раствор)
    pKa (1) = -10 (25°C, вода)
    pKa (1) = 2,23 (25°C, пиридин)
    pKa (1) = 2,27 (25°C, аммиак жидкий)
    pKa (1) = 2,7 (20°C, уксусная кислота)
    pKa (1) = 0,56 (20°C, муравьиная кислота)
    pKa (1) = 1,1 (20°C, монохлоруксусная кислота)

    Диэлектрическая проницаемость:

    115 (20°C)

    Формулы расчета величин:

    Логарифм давления насыщенного пара (в мм.рт.ст.): lg p = 8,175 - 2007/T (при K)

    Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

    -40,4 (ж)

    Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

    -78,5 (ж)

    Стандартная энтропия вещества S (298 К, Дж/(моль·K)):

    188,4 (ж)

    Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/(моль·K)):

    120,5 (ж)

    Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль):

    6,93

    Энтальпия кипения ΔHкип (кДж/моль):

    40

    История:

    Впервые получена Стадионом в 1816 г. осторожной перегонкой продукта реакции перхлората калия с серной кислотой.

    Дополнительная информация::

    Сильная кислота, окислитель. Соли называются перхлоратами. Безводная кислота поглощает из воздуха воду с образованием моногидрата. С хлороформом образует невзрывоопасную смесь.

    Совмещение ее с растворителями способными окислятся приводит к воспламенению и взрыву. При соприкосновении безводной кислоты с древесным углем, бумагой, спиртом происходит взрыв. Пятиокись фосфора дает из хлорной кислоты ангидрид.

    Продажный раствор 70% хлорной кислоты является сильной кислотой и окислителем. С металлами реагирует с выделением водорода и образованием перхлоратов, при нагревании реакция происходит с восстановлением до хлористого водорода. Платина не реагирует с хлорной кислотой.

    Дополнительная информация:

    Пары над 100%-ной кислотой содержат 11,4 мол% семиокиси хлора и 88,6 мол% хлорной кислоты.

    Источники информации:

    1. Bell C.F. Syntheses and Physical Studies of Inorganic Compounds. - Pergamon Press, 1972. - С. 124-135
    2. Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards. - 6 ed., Vol. 1. - Butterworth-Heinemann, 1999. - С. 1352-1364
    3. Holleman A.F., Wiberg E., Wiberg N. Lehrbuch der Anorganischen Chemie. - Berlin: Walter de Gruyter, 1995. - С. 238, 244
    4. Альберт А., Сержент Е. Константы ионизации кислот и оснований. - М.-Л.: Химия, 1964. - С. 145
    5. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. - Т.2. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - С. 211
    6. Дорофеенко Н., Жданов Ю.А., Дуленко В.И., Кривун С.В. Хлорная кислота и ее соединения в органическом синтезе Издательство Ростовского Университета, 1965
    7. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - С. 110
    8. Росоловский В.Я. Химия безводной хлорной кислоты. - М.: Наука, 1966
    9. Справочник химика. - Т.3. - М.-Л.: Химия, 1965. - С. 508-509
    10. Успехи химии. - 1963. - Т.32, №5. - С. 590-616
    11. Фиалков Ю.Я. Не только в воде. - Л.: Химия, 1976. - С. 54
    12. Химическая энциклопедия. - Т. 3. - М.: Советская энциклопедия, 1992. - С. 497-498
    13. Химический энциклопедический словарь. - Под ред. Кнунянц И.Л. - М.: Советсткая энциклопедия, 1983. - С. 661
    14. Шумахер И. Перхлораты: свойства, производство и применение. - М.: ГНТИХЛ, 1963
    15. Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. - М.: Химия, 1974. - С. 421-432
    16. Якименко Л.М., Пасманик М.И. Справочник по производству хлора, каустической соды и соновных хлорпродуктов. - 2 изд. - М.: Химия, 1976. - С. 286-292
    17. Якименко Л.М., Серышев Г.А. Электрохимический синтез неорганических соединений. - М.: Химия, 1984. - С. 76-79


    Если не нашли нужное вещество или свойства можно выполнить следующие действия:
    Если вы нашли ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.



    © Сбор и оформление информации: Руслан Анатольевич Кипер