Карта сайта

Свойства вещества:

хлорная кислота

Синонимы и иностранные названия:

Тип вещества:

Внешний вид:

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

Формула в виде текста:

Молекулярная масса (в а.е.м.): 100,46

Температура кипения (в °C):

Температура плавления (в °C):

Температурные константы смесей (содержание в весовых процентах):

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

Плотность:

Вкус, запах, гигроскопичность:

Некоторые числовые свойства вещества:

Метод получения 1:

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:

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:

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 приемнике 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:

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.]
13. Если хранить безводную хлорную кислоту при комнатной температуре в закрытой посуде, через несколько дней она становится желто-зеленой, затем темно-красной и, наконец, взрывается. При медленном нагревании заметный распад с выделением газа начинается при 75 С, а при 90-100 С, если не произошло взрыва, отгоняется хлорная кислота вместе с летучими продуктами распада. Остается кристаллическая масса по составу близкая к моногидрату хлорной кислоты. Продуктами разложения хлорной кислоты являются кислород, диоксид хлора, гексаоксид дихлора, хлор, моногидрат хлорной кислоты. Гексахлорэтан и трихлоруксусная кислота замедляют разложение хлорной кислоты. [Лит.1]
14. Гексагидрат перхлората железа(II) можно получить растворением железа в разбавленной хлорной кислоте на холоду. [Лит.1]
    Fe + 2HClO₄ + 6H₂O → Fe(ClO₄)₂ * 6H₂O + H₂
    
15. Безводная хлорная кислота реагирует с безводной азотной кислотой с образованием смеси перхлоратов оксония и нитрония. [Лит.1]
    HNO₃ + 2HClO₄ → NO₂ClO₄ + H₃OClO₄
    
16. Оксид хлора(VII) получают реакцией концентрированной хлорной кислоты с пентаоксидом фосфора при -78 С. [Лит.1]
    2HClO₄ + P₂O₅ → Cl₂O₇ + 2HPO₃
    
17. Перхлорат-фторид ксенона(II) был получен реакцией дифторида ксенона с хлорной кислотой в молярном отношении 1:1 при -110 С с последующим нагревом до 0 С. [Лит.1]
    XeF₂ + HClO₄ → FXeClO₄ + HF
    
18. Галлий быстро растворяется в горячей концентрированной хлорной кислоте с образованием перхлората галлия. [Лит.1]
19. Ванадий окисляется до высшей степени окисления хлорной, хлорноватой, бромноватой, иодноватой и пероксодисерной кислотами. [Лит.1]
20. Железо растворяется в окисляющих кислотах (хлорной, хлорноватой, бромноватой, иодноватой) с образованием солей железа(III). [Лит.1]
21. Гексагидрат перхлората галлия(III) получают растворением галлия в 72% хлорной кислоте. [Лит.1]
22. Гликоли и их эфиры подвергаются бурному разложению при контакте с 70% хлорной кислотой. [Лит.1]

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.]
   
8. Перхлорилбензол не окисляется следующими реагентами: 3 г перманганата калия в 50 мл воды при 100 С 3 часа; 3 г дихромата натрия в 100 мл 10% серной кислоты при 100 С 3 часа; 70% азотной кислотой при 70-80 С 3 часа; пиросульфатом нитрозила в концентрированной cерной кислоте при 100 С 1 час; 72% хлорной кислотой при 100 С 1 час. [Лит.1]

Давление паров (в мм рт.ст.):

Свойства растворов:

Показатели диссоциации:

Диэлектрическая проницаемость:

Формулы расчёта величин:

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

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

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

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

Энтальпия плавления ΔH_пл (кДж/моль):

Энтальпия кипения ΔH_кип (кДж/моль):

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.

Совмещение ее с растворителями способными окислятся приводит к воспламенению и взрыву. При соприкосновении безводной кислоты с древесным углем, бумагой, спиртом происходит взрыв.

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.

Правила обращения с веществом:

Высокая химическая агрессивность безводной хлорной кислоты, токсичность и способность к взрывному разложению делают работу с ней весьма опасной. Хотя сама безводная хлорная кислота в чистом виде не детонирует от удара и трения и самопроизвольно не взрывается, при работе с ней взрывы происходят довольно часто. Почти все случаи взрывов при этом вызваны либо контактом безводной или высококонцентрированной хлорной кислоты с органическим веществами, способными окислятся, либо присутствием в безводной хлорной кислоте окислов хлора.

Следует помнить, что попадание даже небольшого количества спирта, эфира, бензола, ацетона и других подобных веществ в хлорную кислоту неминуемо ведет к воспламенению и взрыву. Появление окраски у безводной хлорной кислоты говорит о накоплении окислов хлора и делает всю систему способной к самопроизвольному взрыву.

Все манипуляции с безводной хлорной кислотой следует производить в хорошем вытяжном шкафу где внешние стекла сделаны из органического стекла. При получении безводной хлорной кислоты необходимо строго соблюдать методику синтеза. Во всех манипуляциях с безводной хлорной кислотой должна быть полностью исключена возможность ее контакта с органическими материалами - бумагой, тканью, резиной, плексигласом и др. Особенно тщательно нужно следить за чистотой посуды. Хранить безводную хлорную кислоту можно только при температуре сухого льда (-78 С) в сосудах с пришлифованной пробкой и колпачком. Разрешается хранить не более 30 г безводной хлорной кислоты в течение месяца, после этого она подлежит уничтожению.

Окрашенную безводную хлорную кислоту необходимо уничтожить разбавлением большим количеством холодной воды. Необходимо следить, чтоб брызги воды не попали в сосуд с кислотой, который держит экспериментатор в руках (это может вызвать взрыв сосуда).

Попадание безводной хлорной кислоты на кожу ведет к болезненным, долго не заживающим язвам, а попадание в глаза - к частичной или полной потере зрения. При работе с хлорной кислотой лицо экспериментатора должно быть защищено маской из оргстекла. При случайном попадании кислоты на руку необходимо тотчас промыть это место большим количеством воды.

Применение водной хлорной кислоты (30, 60 и 72 %) практически не представляет собой опасности взрыва. Часто применяемые растворы безводной хлорной кислоты в уксусной кислоте или уксусном ангидриде, содержащие менее 55% (по объему) хлорной кислоты, также вполне безопасны, так как они не способны к детонации и взрыву.

Были описаны случаи взрывов при растворении сталей в 72% хлорной кислоте за счет каталитического окисления выделяющегося водорода. 72% хлорная кислота не детонирует при воздействии фульмината ртути или азида свинца. Детонацию 60% хлорной кислоты не удалось создать при действии электрической дуги или при ударе.

40-72% хлорная кислота при нагревании до 110-180 С воспламеняет бумагу, каучук, скипидар на кизельгуре, угольную пыль, хлопок, детонирует с линолеумом, древесной мукой, сахарозой. Смеси сахара или смазочного масла с 60% хлорной кислоты были чувствительны к удару. Смеси угольной пыли, древесных стружек, масла, бумаги, серы с 70% хлорной кислотой чувствительны к сильному удару. Смеси органических веществ с 40-50% хлорной кислотой не инициируются детонатором №8.

При влажном сожжении образцов в присутствии хлорной кислоты нужно сначала обработать пробы азотной кислотой для удаления легко окисляющихся веществ.

Нужно соблюдать повышенную осторожность при контакте растворов хлорной кислоты с обезвоживающими веществами.

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.: Советская 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 основных 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
    

• Отправить пожелания для базы данных (анонимно).