Perklorata acido

Perklorata acido
Alternativa(j) nomo(j)
Hidrogena perklorato
Kemia formulo	HClO4
PubChem-kodo	24247
ChemSpider kodo	22669
CAS-numero-kodo	7601-90-3
Fizikaj proprecoj
Aspekto	senkolora senodora likvaĵo
Molmaso	100.46 g mol−1
Smiles	OCl(=O)(=O)=O
Denseco	1.768 g/cm3 (likva)
Fandopunkto	−17 °C (1 ℉; 256 K) (azeotropa)
Bolpunkto	203 °C (397 ℉; 476 K)
Solvebleco	Akvo:Tute solvebla
Acideco (pKa)	-10
Sekurecaj Indikoj
Risko	R5 R8 R35
Sekureco	(S1/2) S23 S36 S45
Pridanĝeraj indikoj
Danĝero F Brulema C Koroda O Oksidiga agento E Eksplodo- danĝera
GHS etikedigo de kemiaĵoj
GHS Damaĝo-piktogramo
GHS Signalvorto	Damaĝo
GHS Deklaroj pri damaĝoj	H271, H290, H302, H314, H373
GHS Deklaroj pri antaŭgardoj	P210, P220, P260, P280, P303+361+353, P304, P305+351+338, P310, P340, P371+380+375
Escepte kiam indikitaj, datumoj estas prezentataj laŭ iliaj normaj kondiĉoj pri temperaturo kaj premo (25 °C kaj 100 kPa)

Perklorata acido aŭ HClO₄ estas klora oksoacido, substanco oleeca kaj senkolora, solvebla en akvo kaj akrodora. La kloro de la perklorata acido prezentas oksidastato +7. En koncentriĝoj pli altaj ol 72% ĝi facile eksplodas, tiamaniere ke ĝi malfacile estigeblas pura, do, ĝi estas komercita laŭ ĝia akva solvaĵo maksimume kun koncentriĝo 70%. La perklorata acido estas unubaza acido:

HClO₄ • H₂O → [H₃O]⁺ + [ClO₄]⁻

Koncentriĝoj pli altaj ol 70% iom post iom okazas formiĝo de "perklorata anhidrido" Cl₂O₇, kaj sekve oni konstatas eksplododanĝeron per la reakcio:

3 HClO₄ → [H₃O]⁺ + [ClO₄]⁻ + Cl₂O₇

Kune kun akvo la perklorata acido formas azeotropan miksaĵon bolanta je 203 °C, en kiu ĉeestas koncentriĝon je 28.4%. Sub ĉi-kondiĉo la acido restas sendifine stabila kaj komerce disponeblas. Ĝiaj solvaĵoj estas higroskopaj, t. e., la solvaĵoj konstante diluiĝos per absorbado de la akvo el la atmosfero, kiam ili ne estas firme enfermita. Ĝi estas forta acido kiam komparata al sulfata acido kaj nitrata acido. Ĝi estas superacido, sed ne tiel forta kiel la acido de Brønsted-Lowry, tiel kiel la fluoroantimona acido aŭ HFSbF₅.

Laboratoria preparado

La diluita acido estas preparebla per distiliĝo de solvaĵo enhavanta "perkloraton" kun sulfata acido koncentrita.

NaClO₄ + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HClO₄

Laŭ simila metodo, "baria perklorato" reakcias kun sulfata acido diluita por precipiti barian sulfaton, kaj lasante nur perkloratan acidon en la solvaĵo:

Ba(ClO₄)₂ + H₂SO₄ → BaSO_{4 (prec.)} + 2HClO₄

Industria produktado

Industrie la perklorata acido estas produktebla miksante nitratan acidon kun "amonia perklorato". La reakcio estigas nitrozan oksidon aŭ N₂O kaj perklorata acido pro sinsekva reakcio de la amonia jono.

HNO₃ + NH₄ClO₄ → N₂O + 2 H₂O + HClO₄

Ĝi estas sintezebla, samkiel ĉiuj perkloratoj, per elektrokemia oksidigo de la klorataj jonoj en acida medio kun aldono de sulfata acido en ĝiaj ĉeloj.

Ĝia formulo estas deduktebla, kaj same ĝi produkteblas, per senpera procezo, sen la uzo de ĝiaj saloj, per la uzo de anoda oksidado de klora solvaĵo kun platina elektrodo.

Proprecoj

Anhidra perklorata acido estas malstabila oleeca likvaĵo en meditemperaturo. Ĝi estigas almenaŭ kvin hidratoj, pluraj el ili estis kristalografie karakterizitaj. Ĉi-tiuj solidoj konsistas je perklorata anjono ligita pere de hidrogenaj ligoj al nukleoj de la akvo aŭ H₃O⁺. Perklorata acido estigas azeotropan miksaĵon kun akvo, prezentante koncentriĝon ĉirkaŭ 72.5%. Ĉi-formo de la acido estas sendifine stabila kaj komerce disponebla. Senhidratigo de la perklorata acido produktas la anhidridon duklora sepoksido, kiuj estas multe pli danĝera.

2 HClO₄ + P₄O₁₀ → Cl₂O₇ + "H₂P₄O₁₁"

Uzoj

Perklorata acido estas ĉefe produktita kiel antaŭanto de la "amonia perklorato", uzata kiel raketa fuelo. La kresko de la raketa industrio kondukis al produktadopliigo de perklorata acido. Pluraj milionoj da kilogramoj ĉiujare produktiĝas. Perklorata acido estas unu el la plej uzataj materialoj por gravurado de likvokristalaj ekranoj kaj kritikaj elektronikaj aplikaĵoj samkiel ercoekstraktado krom ekskluzivaj proprecoj pri analiza kemio. Ĝi same estas utila komponaĵo por kromiogravurado.

Perklorata acido estas malforte nukleofila. Aliaj acidoj, kiuj malforte reakcias kun propraj anjonoj, tiel kiel "fuoroborata acido" kaj "sesfluorofosfata acido" povas suferi hidrolizon, dum la perklorata acido ne. Malgraŭ la damaĝoj asociitaj al la eksplodemeco de ĝiaj saloj, la acido estas preferebla en kelkaj sintezoj. Pro la samaj motivoj, ĝi estas utila eluanto uzata en joninterŝanĝo-kromatografio.

Sekureco

Pro ĝiaj fortaj oksidigaj proprecoj, perklorata acido submetiĝas al vasta regularo. Ĝi forte reakcias kun metaloj (ekz. aluminio) kaj organika materio (ligno, plastaĵoj). En la 20-a de februaro, 1947, en Los Angeles, Kalifornio, 17 homoj mortis kaj 150 vundiĝis kiam banujo, enhavanta pli ol mil litroj da perklorata acido 75% kaj 25% da "acetata anhidrido" en volumo, eksplodis.

La fabriko, 25 aliaj konstruaĵoj kaj 40 aŭtoj estis detruitaj kaj 250 apudaj domoj estis damaĝitaj. La banjuo estis uzata por meblarfabrikado kun aluminia elektrodeponiĝo. Krom tio, organikaj komponaĵoj estis aldonitaj al la trovarmigita banujo, kiam fera krado estis anstataŭita de alia kovrita per "celuloza acetobuterato". Post kelkaj minutoj la banujo eksplodis.

Mineralaj acidoj

Halogenidaj acidoj
HF	Fluorida acido	HCl	Klorida acido	HBr	Bromida acido	HI	Jodida acido
HFO	Hipofluorita acido	HClO	Hipoklorita acido	HBrO	Hipobromita acido	HIO	Hipojodita acido
HFO2	Fluorita acido	HClO2	Klorita acido	HBrO2	Bromita acido	HIO2	Jodita acido
HFO3	Fluorata acido	HClO3	Klorata acido	HBrO3	Bromata acido	HIO3	Jodata acido
HFO4	Perfluorata acido	HClO4	Perklorata acido	HbrO4	Perbromata acido	HIO4	Perjodata acido

Literaturo

• Sigma Aldrich
• Youtube
• Encyclopedia.kids.net Arkivigite je 2016-02-15 per la retarkivo Wayback Machine
• ChemPedia
• Concise Encyclopedia Chemistry, Mary Eagleson
• Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds, Richard C. Ropp
• Van Nostrand’s Scientific Encyclopedia, Douglas M. Considine,Glenn D. Considine
• Encyclopedia of Toxicology, Bruce Anderson, Ann de Peyster, Shayne C. Gad, P.J. Bert Hakkinen, Michael Kamrin, Betty Locey, Harihara M. Mehendale, Carey Pope,Lee Shugart
• Polymeric Materials Encyclopedia, Twelve Volume Set, Joseph C. Salamone
• A Manual for the Chemical Analysis of Metals
• Perchlorate in the Environment, Edward Todd Urbansky
• Environmental Forensics, Ronald E. Hester, Roy M. Harrison, Royal Society of Chemistry (Great Britain)
• Chemistry: An Industry-Based Introduction with CD-ROM, John Kenkel, Paul B. Kelter, David S. Hage
• Practical Pharmaceutical Chemistry - I, Dr. A. V. Kasture, Dr. S. G. Wadodkar, Mr. S. B. Gokhale
• A Comprehensive Guide to the Hazardous Properties of Chemical Substances, Pradyot Patnaik

Vidu ankaŭ

• 
  Georges-Simon Sérullas
  (1774-1832)
• 
  Humphry Davy
  (1778-1829)
• 
  Gay-Lussac
  (1778-1850)
• 
  Eilhard Mitscherlich
  (1794-1863)