Ácido perclórico

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Ácido perclórico

General

Nombre sistemático

Ácido perclórico

química fórmula

HClO4 _

Propiedades físicas

Estado

líquido incoloro

Masa molar

100,46 g/ mol

Densidad

1,76 g/cm³

Propiedades termales

La temperatura

• fusión

-102°C

• hirviendo

203°C

entalpía

• educación

−40,4 kJ/mol

Propiedades químicas

Constante de disociación ácida

pK_{a}

−10

Solubilidad

• en agua

mezclado

Clasificación

registro Número EINECS

231-512-4

SONRISAS

OCl(=O)(=O)=O

InChI

InChI=1S/ClHO4/c2-1(3.4)5/h(H,2,3,4,5)VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N

RTECS

SC7500000

CHEBI

1873

La seguridad

0 3 3 BUEY

Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario.

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Ácido perclórico HClO 4 - ácido monobásico , uno de los más fuertes (en solución acuosa, pK ≈ −10), anhidro - un agente oxidante excepcionalmente fuerte , ya que contiene cloro en el estado de oxidación más alto de +7.

Propiedades

Propiedades físicas

Líquido volátil incoloro, muy humeante en el aire, monomérico en vapor. El ácido perclórico anhidro es altamente reactivo e inestable.

Propiedades químicas

El HClO 4 líquido está parcialmente dimerizado, se caracteriza por una autodeshidratación en equilibrio:

{\mathsf {3HClO_{4}\rightleftarrows H_{3}O^{+}+ClO_{4}^{-}+Cl_{2}O_{7))}

El ácido anhidro es explosivo debido a la presencia de óxido de cloro (VII) en él. Las soluciones acuosas con una concentración inferior al 72% son más seguras, pero se vuelven amarillas a la luz con la formación de óxidos de cloro explosivos. Se recomienda diluir y neutralizar cuidadosamente el ácido amarillento con álcalis o carbonatos.

Al ser un ácido fuerte e inestable, el ácido perclórico se descompone:

{\mathsf {4HClO_{4}\rightarrow 4ClO_{2}+3O_{2}+2H_{2}O))

El ácido perclórico y sus sales ( percloratos ) se utilizan como agentes oxidantes. El ácido perclórico, como uno de los ácidos más fuertes y agente oxidante, disuelve los metales de oro y platino:

{\mathsf {9HClO_{4}+2Au\rightarrow 2Au(ClO_{4})_{3}+3HClO_{3}+3H_{2}O))

y en reacción con la plata forma ácido clorhídrico :

{\mathsf {3HClO_{4}+2Ag\rightarrow 2AgClO_{4}+HClO_{3}+H_{2}O))

Los no metales y los metales activos reducen el ácido perclórico concentrado a cloruro de hidrógeno

{\mathsf {8As+5HClO_{4}+12H_{2}O\rightarrow 8H_{3}AsO_{4}+5HCl))

(esta reacción se usa en metalurgia para purificar minerales) El paladio reduce el ácido concentrado a cloro elemental: 7Pd+16HCLO4=7Pd(ClO4)2+СL2+8H20

El ácido perclórico diluido tiene propiedades oxidantes débiles (no oxida el sulfuro de hidrógeno, el dióxido de azufre, el yoduro de hidrógeno, el cromo (II), el ácido nitroso) y, cuando reacciona con metales para formar hidrógeno en la serie electroquímica, libera hidrógeno con la formación de percloratos. Las soluciones acuosas de ácido perclórico son estables.

El ácido perclórico es fácilmente soluble en disolventes organofluorados y clorados, como CF 3 COOH, CHCl 3 , CH 2 Cl 2 y otros. La mezcla con disolventes reductores (como el dimetilsulfóxido) puede provocar una ignición y una explosión. El ácido perclórico es miscible con agua en cualquier proporción y forma una serie de hidratos HClO 4 · n H 2 O (donde n = 0,25…4). Monohidrato HClO 4 H 2 O tiene naturaleza iónica y un punto de fusión de +50 °C. El ácido perclórico forma una mezcla azeotrópica con agua , hierve a 203 °C y contiene un 72 % de ácido perclórico. Las soluciones de ácido perclórico en hidrocarburos que contienen cloro son superácidos (superácidos) . El ácido perclórico es uno de los ácidos inorgánicos más fuertes, en su entorno incluso los compuestos ácidos se comportan como bases, agregando un protón y formando cationes de perclorato de acilo: P (OH) 4 + ClO 4 - , NO 2 + ClO 4 - .

Con un ligero calentamiento a presión reducida de una mezcla de ácido perclórico con anhídrido fosfórico , se destila un líquido aceitoso incoloro : anhídrido perclórico :

{\mathsf {2HClO_{4}+P_{4}O_{{10}}\rightarrow Cl_{2}O_{7}+H_{2}P_{4}O_{{11))))

Las sales de ácido perclórico se denominan percloratos. La mayoría de ellos son solubles en agua. Percloratos de potasio, cesio y rubidio poco solubles. El perclorato de yodo se obtiene en el laboratorio tratando una solución de yodo en ácido perclórico anhidro con ozono :

{\mathsf {I_{2}+6HClO_{4}+O_{3}=2I(ClO_{4})_{3}+3H_{2}O))

Conseguir

Las soluciones acuosas de ácido perclórico se obtienen por oxidación electroquímica de ácido clorhídrico o cloro disuelto en ácido perclórico concentrado, así como por descomposición de intercambio de percloratos de sodio o potasio con ácidos inorgánicos fuertes. Cuando los percloratos interactúan con el ácido sulfúrico , se forma óxido de cloro (VII) :

${\mathsf {2KClO_{4}+H_{2}SO_{4}\rightarrow K_{2}SO_{4}+Cl_{2}O_{7}+H_{2}O))$

Para obtener ácido perclórico anhidro, se requiere el calentamiento de una solución saturada de perclorato de amonio con la adición de ácido nítrico y luego clorhídrico , como resultado de lo cual se forman ácido perclórico, agua , cloro y óxido de nitrógeno (I) :

${\mathsf {34NH_{4}ClO_{4}+36HNO_{3}+8HCl\rightarrow 34HClO_{4}+4Cl_{2}\uparrow +35N_{2}O\uparrow +73H_{2}O} }$

Aplicación

Las soluciones acuosas concentradas de ácido perclórico se utilizan ampliamente en química analítica y también para la preparación de percloratos .
El ácido perclórico se utiliza en la descomposición de minerales complejos, en el análisis de minerales y también como catalizador.
Sales de ácido perclórico: el perclorato de potasio es escasamente soluble en agua, se usa en la fabricación de explosivos, el perclorato de magnesio (anhidrona) es un desecante , el perclorato de amonio es un aditivo para el combustible de cohetes y un explosivo.

El ácido perclórico anhidro no se puede almacenar y transportar durante mucho tiempo, ya que durante el almacenamiento en condiciones normales se descompone lentamente, se colorea con los óxidos de cloro formados durante su descomposición y puede explotar espontáneamente. Pero sus soluciones acuosas son bastante estables.

Literatura

Akhmetov N. S. Química general e inorgánica. - M. , 2001.
Remy G. Curso de química inorgánica. - M. : Literatura extranjera, 1963.

Ácidos inorgánicos clorados
Ácido clorhídrico (HCl) Ácido hipocloroso (HClO) Ácido clórico (HClO 2 ) Ácido perclórico (HClO 3 ) Ácido perclórico (HClO 4 )