Формула хлорной кислоты с водой

Хлорная кислота

Характеристики и физические свойства хлорной кислоты

Очень чувствительная к примесям. Неограниченно смешивается с водой. Сильная кислота. Концентрированные растворы маслообразны. Перегоняется в вакууме (72%-ный раствор, температура кипения 111 o С). Проявляет свойства слабого окислителя в разбавленном и сильного окислителя в концентрированном растворе при нагревании.

Рис. 1. Строение молекулы хлорной кислоты.

Таблица 1. Физические свойства хлорной кислоты.

Молярная масса, г/моль

Плотность, г/см 3

Температура плавления, o С

Температура кипения, o С

Получение хлорной кислоты

Свободная хлорная кислота может быть получена при действии серной кислоты на перхлорат калия:

Химические свойства хлорной кислоты

Хлорная кислота в водном растворе диссоциирует на ионы:

Если нагревать хлорную кислоту с оксидом фосфора (V), отнимающим от неё воду, то образуется оксид хлора (VII), или хлорный ангидрид Cl₂O₇:

Хлорная кислота растворяет серебро, золото и металлы платиновой группы:

В реакциях нейтрализации со щелочами хлорная кислота образует соли – перхлораты:

Применение хлорной кислоты

Хлорная кислота нашла ограниченное применение в химическом анализе, в частности в аналитической химии при получении перхлоратов.

Примеры решения задач

Задание	Какая масса перхлората серебра образуется при растворении чистого металла в растворе хлорной кислоты (230 г 15%-ный)?
Решение	Запишем уравнение реакции взаимодействия хлорной кислоты с серебром, в результате которого происходит образование перхлората серебра:

Найдем массу хлорной кислоты в растворе:

m_solute (HClO₄) = 15 / 100% × 230 = 34,5 г.

Рассчитаем количество моль хлорной кислоты (молярная масса равна 100,5 г/моль):

n (HClO₄) = 34,5 / 100,5 = 0,34 моль.

Согласно уравнению реакции n (HClO₄) : n (AgClO₄) = 3: 2. Значит,

n(AgClO₄) = 2/3 × n(HClO₄) = 2/3 × 0,34 = 0,23моль.

Тогда масса образовавшегося перхлората серебра будет равна (молярная масса – 207 г/моль):

m (AgClO₄) = 0,23× 207 = 47,61г.

Ответ Масса перхлората серебра равна 47,61 г.

Задание	Вычислите рН и рОН раствора хлорной кислоты, если концентрация ионов водорода H + в растворе равна 10 -3 М. Укажите реакцию среды.
Решение	Известно, что водородный показатель вычисляется по формуле

Найдем рН раствора хлорной кислоты:

pH = -lg(10 -3 ) = 3,00.

Для расчета показателя основности раствора используют следующую формулу:

Источник

Хлорная кислота

Хлорная кислота
Систематическое наименование	Хлорная кислота
Хим. формула	HClO4
Состояние	бесцветная жидкость
Молярная масса	100,46 г/моль
Плотность	1,76 г/см³
Температура
• плавления	−102 °C
• кипения	203 °C
Энтальпия
• образования	−40,4 кДж/моль
Константа диссоциации кислоты pKa	−10
Растворимость
• в воде	смешивается
Рег. номер CAS	7601-90-3
PubChem	24247
Рег. номер EINECS	231-512-4
SMILES
RTECS	SC7500000
ChEBI	29221
Номер ООН	1873
ChemSpider	22669
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Хлорная кислота HClO₄ — одноосновная кислота, одна из самых сильных (в водном растворе, pK ≈ −10), безводная — исключительно сильный окислитель, так как содержит хлор в высшей степени окисления +7.

Содержание

Свойства

Физические свойства

Бесцветная летучая жидкость, сильно дымящая на воздухе, в парах мономерна. Безводная хлорная кислота очень реакционноспособна и неустойчива.

Химические свойства

Жидкая HClO₄ частично димеризована, для неё характерна равновесная автодегидратация:

Безводная кислота взрывоопасна из-за наличия в ней оксида хлора (VII). Водные растворы с концентрацией ниже 72% более безопасны, но на свету желтеют с образованием взрывоопасных оксидов хлора. Пожелтевшую кислоту рекомендуется аккуратно разбавлять и нейтрализовать щелочами или карбонатами.

Являясь сильной неустойчивой кислотой, хлорная кислота разлагается:

Хлорную кислоту и её соли (перхлораты) применяют как окислители. Хлорная кислота, как одна из самых сильных кислот и окислитель, растворяет золото и платиновые металлы (9HClO₄ + 2Au = 2Au(ClO₄)₃ + 3HClO3 + 3H₂O), а в реакции с серебром образует хлорноватую кислоту:

Неметаллы и активные металлы восстанавливают концентрированную хлорную кислоту до хлороводорода

8As + 5HClO₄ + 12H₂O = 8H₃AsO₄ + 5HCl (данная реакция используется в металлургии для очистки руд)

Разбавленная хлорная кислота обладает слабыми окислительными свойствами (не окисляет сероводород, диоксид серы, йодоводород, хром(II), азотистую кислоту) и при реакции с металлами до водорода в электрохимическом ряду выделяет водород с образованием перхлоратов. Водные растворы хлорной кислоты устойчивы.

Хлорная кислота хорошо растворима во фтор- и хлорорганических растворителях, таких, как CF₃COOH, CHCl₃, CH₂Cl₂ и др. Смешивание с растворителями, проявляющими восстановительные свойства (например, с диметилсульфоксидом), может привести к воспламенению и взрыву. С водой хлорная кислота смешивается в любых соотношениях и образует ряд гидратов HClO₄·nH₂O (где n = 0,25…4). Моногидрат HClO₄·H₂O имеет ионную природу и температуру плавления +50 °C. Хлорная кислота с водой образует азеотропную смесь, кипящую при 203 °C и содержащую 72 % хлорной кислоты. Растворы хлорной кислоты в хлорсодержащих углеводородах являются сверхкислотами (суперкислотами). Хлорная кислота является одной из сильнейших неорганических кислот, в её среде даже кислотные соединения ведут себя как основания, присоединяя протон и образуя катионы ацилперхлоратов: P(OH)₄ + ClO₄ − , NO₂ + ClO₄ − .

При слабом нагревании при пониженном давлении смеси хлорной кислоты с фосфорным ангидридом, отгоняется бесцветная маслянистая жидкость — хлорный ангидрид:

Соли хлорной кислоты называются перхлоратами. Перхлорат йода в лаборатории получают при обработке раствора йода в безводной хлорной кислоте озоном:

Получение

• Водные растворы хлорной кислоты получают электрохимическим окислением соляной кислоты или хлора, растворённых в концентрированной хлорной кислоте, а также обменным разложением перхлоратов натрия или калия сильными неорганическими кислотами.
• Безводная хлорная кислота образуется при взаимодействии перхлоратов натрия или калия с концентрированной серной кислотой, а также водных растворов хлорной кислоты с олеумом:

KClO₄ + H₂SO₄ → KHSO₄ + HClO₄

Применение

• Концентрированные водные растворы хлорной кислоты широко используются в аналитической химии, а также для получения перхлоратов.
• Хлорная кислота применяется при разложении сложных руд, при анализе минералов, а также в качестве катализатора.
• Соли хлорной кислоты: перхлорат калия малорастворим в воде, применяется в производстве взрывчатых веществ, перхлорат магния (ангидрон) — осушитель.

Безводную хлорную кислоту нельзя длительно хранить и перевозить, так как при хранении в обычных условиях она медленно разлагается, окрашивается оксидами хлора, образующимися при её разложении, и может самопроизвольно взрываться. Зато её водные растворы вполне устойчивы.

Источник

Хлорная кислота

Хлорная кислота
Общие
Систематическое наименование	Хлорная кислота
Химическая формула	HClO4
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	бесцветная жидкость
Отн. молек. масса	100.46 а. е. м.
Молярная масса	100.46 г/моль
Плотность	1.76 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	−102 °C
Температура кипения	203 °C
Энтальпия образования (ст. усл.)	-40,4 кДж/моль
Химические свойства
pKa	— 10
Растворимость в воде	смешивается
Классификация
Рег. номер CAS	[7601-90-3]
SMILES	(HO-)Cl(=O)(=O)=O

Хлорная кислота HClO₄ — одноосновная кислота, одна из самых сильных (в водном растворе, pK =

-10), безводная — исключительно сильный окислитель, так как содержит хлор в высшей степени окисления. Взрывоопасна. Хлорную кислоту и ее соли (перхлораты) применяют как окислители.

Содержание

Свойства

Бесцветная летучая жидкость, сильно дымящая на воздухе, в парах мономерна. Безводная хлорная кислота очень реакционноспособна и неустойчива. Жидкая HClO₄ частично димеризована, для нее характерна равновесная автодегидратация:

HClO₄ хорошо растворима во фтор- и хлорорганических растворителях, таких, как CF₃COOH, CHCl₃, CH₂Cl₂ и др. Смешивание с растворителями, проявляющими восстановительные свойства, может привести к воспламенению и взрыву.

С водой хлорная кислота смешивается в любых соотношениях и образует ряд гидратов HClO₄×nH₂O (где n = 0,25…4). Моногидрат HClO₄•H₂O имеет температуру плавления +50 о С. Концентрированные растворы хлорной кислоты, в отличие от безводной кислоты, обладают маслянистой консистенцией. Водные растворы хлорной кислоты устойчивы, имеют низкую окислительную способность. Хлорная кислота с водой образует азеотропную смесь, кипящую при 203 °C и содержащую 72 % HClO₄. Растворы хлорной кислоты в хлорсодержащих углеводородах являются сверхкислотами (суперкислотами). Хлорная кислота является одной из сильнейших неорганических кислот, в ее среде даже кислотные соединения ведут себя как основания, присоединяя протон и образуя катионы ацилперхлоратов: P(OH)₄ + ClO₄ − , NO₂ + ClO₄ − .

При слабом нагревании при пониженном давлении смеси хлорной кислоты с фосфорным ангидридом, отгоняется бесцветная маслянистая жидкость — хлорный ангидрид:

Соли хлорной кислоты называются перхлоратами.

Получение

• Водные растворы хлорной кислоты получают электрохимическим окислением соляной кислоты или хлора, растворённых в концентрированной хлорной кислоте, а также обменным разложением перхлоратов натрия или калия сильными неорганическими кислотами.
• Безводная хлорная кислота образуется при взаимодействии перхлоратов натрия или калия с концентрированной серной кислотой, а также водных растворов хлорной кислоты с олеумом:

Применение

• Концентрированные водные растворы хлорной кислоты широко используются в аналитической химии, а также для получения перхлоратов.
• Хлорная кислота применяется при разложении сложных руд, при анализе минералов, а также в качестве катализатора.
• Соли хлорной кислоты: перхлорат калия KClO₄ малорастворим в воде, применяется в производстве взрывчатых веществ, перхлорат магния Mg(ClO₄)₂ (ангидрон) — осушитель.

Безводную хлорную кислоту нельзя длительно хранить и перевозить, так как при хранении в обычных условиях она медленно разлагается, окрашивается оксидами хлора, образующимися при её разложении, и может самопроизвольно взрываться.

Источник