El ácido perclórico es un ácido mineral con la fórmula H Cl O 4 . Generalmente se encuentra como una solución acuosa, este compuesto incoloro es un ácido más fuerte que el ácido sulfúrico y el ácido nítrico . Es un oxidante poderoso cuando está caliente, pero las soluciones acuosas de hasta aproximadamente el 70% en peso a temperatura ambiente son generalmente seguras, solo muestran características de ácido fuerte y no tienen propiedades oxidantes. El ácido perclórico es útil para preparar sales de perclorato , especialmente perclorato de amonio , un importante combustible para cohetes.componente. El ácido perclórico es peligrosamente corrosivo y forma fácilmente mezclas potencialmente explosivas.
Nombres | |||
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Nombre IUPAC sistemático ácido clorhídrico (VII) | |||
Otros nombres Ácido hiperclórico [1] | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.028.648 | ||
Número CE |
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PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
un numero | 1873 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
HClO 4 | |||
Masa molar | 100,46 g / mol | ||
Apariencia | líquido incoloro | ||
Olor | inodoro | ||
Densidad | 1,768 g / cm 3 | ||
Punto de fusion | −17 ° C (1 ° F; 256 K) ( azeótropo ) [4] −112 ° C ( anhidro ) | ||
Punto de ebullición | 203 ° C (397 ° F; 476 K) ( azeótropo ) [2] | ||
miscible | |||
Acidez (p K a ) | -15,2 (± 2,0); [3] ≈ −10 | ||
Base conjugada | Perclorato | ||
Peligros | |||
Ficha de datos de seguridad | ICSC 1006 | ||
Pictogramas GHS | |||
Palabra de señal GHS | Peligro | ||
Declaraciones de peligro GHS | H271 , H290 , H302 , H314 , H373 | ||
Consejos de prudencia del SGA | P210 , P280 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P310 , P305 + 351 + 338 , P371 , P380 , P375 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 3 0 3 BUEY | ||
punto de inflamabilidad | No es inflamable | ||
Compuestos relacionados | |||
Compuestos relacionados | Ácido clorhídrico Ácido hipocloroso Ácido cloroso Ácido clórico | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Producción
El ácido perclórico se produce industrialmente por dos vías. El método tradicional aprovecha la alta solubilidad acuosa del perclorato de sodio (209 g / 100 mL de agua a temperatura ambiente). El tratamiento de tales soluciones con ácido clorhídrico da ácido perclórico, precipitando cloruro de sodio sólido:
- NaClO 4 + HCl → NaCl + HClO 4
El ácido concentrado se puede purificar por destilación . La ruta alternativa, que es más directa y evita las sales, implica la oxidación anódica del cloro acuoso en un electrodo de platino. [5] [6]
Preparaciones de laboratorio
El tratamiento del perclorato de bario con ácido sulfúrico precipita el sulfato de bario , dejando ácido perclórico. También se puede preparar mezclando ácido nítrico con perclorato de amonio y hirviendo mientras se agrega ácido clorhídrico. La reacción da óxido nitroso y ácido perclórico debido a una reacción concurrente que involucra el ión amonio y puede concentrarse y purificarse significativamente hirviendo los ácidos nítrico y clorhídrico restantes.
Propiedades
El ácido perclórico anhidro es un líquido aceitoso inestable a temperatura ambiente. Forma al menos cinco hidratos , varios de los cuales se han caracterizado cristalográficamente . Estos sólidos consisten en el anión perclorato unido a través de enlaces de hidrógeno a los centros H 2 O y H 3 O + [7] El ácido perclórico forma un azeótropo con agua, que consta de aproximadamente un 72,5% de ácido perclórico. Esta forma del ácido es estable indefinidamente y está disponible comercialmente. Tales soluciones son higroscópicas . Por lo tanto, si se deja abierto al aire, el ácido perclórico concentrado se diluye absorbiendo agua del aire.
La deshidratación del ácido perclórico produce el heptóxido de dicloro anhídrido : [8]
- 2 HClO 4 + P 4 O 10 → Cl 2 O 7 + "H 2 P 4 O 11 "
Usos
El ácido perclórico se produce principalmente como precursor del perclorato de amonio , que se utiliza en el combustible para cohetes. El crecimiento de la cohetería ha llevado a una mayor producción de ácido perclórico. Se producen anualmente varios millones de kilogramos. [5] El ácido perclórico es uno de los materiales más probados para el grabado de pantallas de cristal líquido y aplicaciones electrónicas críticas, así como para la extracción de minerales, y tiene propiedades únicas en química analítica. [9] Además, es un componente útil en el grabado de cromo [10]
Como un ácido
El ácido perclórico, un superácido , es uno de los ácidos de Brønsted-Lowry más fuertes . Que su p K a es menor que -9 se evidencia por el hecho de que su monohidrato contiene iones de hidronio discretos y puede aislarse como un sólido cristalino estable, formulado como [H 3 O + ] [ ClO-
4]. [11] La estimación más reciente de su p acuosa K una es−15,2 ± 2,0 . [3] Proporciona una fuerte acidez con una mínima interferencia porque el perclorato es débilmente nucleofílico (lo que explica la alta acidez del HClO 4 ). Otros ácidos de aniones no coordinantes , como el ácido fluorobórico y el ácido hexafluorofosfórico, son susceptibles de hidrólisis, mientras que el ácido perclórico no lo es. A pesar de los peligros asociados con la explosividad de sus sales, el ácido se prefiere a menudo en ciertas síntesis. [12] Por razones similares, es un eluyente útil en la cromatografía de intercambio iónico.
También se utiliza para el electropulido o grabado de aluminio, molibdeno y otros metales.
Seguridad
Dadas sus fuertes propiedades oxidantes , el ácido perclórico está sujeto a extensas regulaciones. [13] Es muy reactivo con metales (por ejemplo, aluminio ) y materia orgánica (madera, plásticos). El trabajo realizado con ácido perclórico debe realizarse en campanas de extracción con capacidad de lavado para evitar la acumulación de oxidantes en los conductos.
El 20 de febrero de 1947, en Los Ángeles, California , 17 personas murieron y 150 resultaron heridas cuando explotó un baño, que consistía en más de 1000 litros de ácido perclórico al 75% y anhídrido acético al 25% en volumen. La planta de galvanoplastia de O'Connor, otros 25 edificios y 40 automóviles fueron destruidos y 250 casas cercanas resultaron dañadas. El baño se utilizaba para pulir muebles de aluminio. Además, se añadieron compuestos orgánicos al baño de sobrecalentamiento cuando se reemplazó una rejilla de hierro por una revestida con acetobutirato de celulosa ( plástico Tenit-2 ). Unos minutos después explotó el baño. [14] [15]
Ver también
- Ácido clorhídrico
- Ácido oxidante
Referencias
- ^ Samuel Fomon. Medicina y Ciencias Afines . 1 . pag. 148.
- ^ Manejo de ácido perclórico [ enlace muerto permanente ] ameslab.gov
- ^ a b Trummal, A .; Labio, L .; Kaljurand, I .; Koppel, IA; Leito, I. "Acidez de ácidos fuertes en agua y dimetilsulfóxido" J. Phys. Chem. Una . 2016 , 120 , 3663-3669. doi : 10.1021 / acs.jpca.6b02253 .
- ^ Datos de seguridad para ácido perclórico concentrado, ca. 70% msds.chem.ox.ac.uk
- ^ a b Helmut Vogt, Jan Balej, John E. Bennett, Peter Wintzer, Saeed Akbar Sheikh, Patrizio Gallone "Óxidos de cloro y ácidos de cloro-oxígeno" en Enciclopedia de química industrial 2002 de Ullmann, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.a06_483 .
- ^ Müler, W .; Jönck, P. (1963). "Herstellung von Perchlorsäure durch anodische Oxydation von Chlor". Chemie Ingenieur Technik . 35 (2): 78. doi : 10.1002 / cite.330350203 .; Patente alemana DE1031288B ; Patente estadounidense US2846383A .
- ^ Almlöf, enero; Lundgren, Jan O .; Olovsson, Ivar "Estudios de enlace de hidrógeno. XLV. Estructura cristalina del ácido perclórico 2,5 hidrato" Acta Crystallographica Sección B : Cristalografía estructural y química cristalina 1971, volumen 27, págs. 898-904. doi : 10.1107 / S0567740871003236 .
- ^ Holleman, Arnold F .; Wiberg, Egon (2001). Química inorgánica . Traducido por Mary Eagleson, William Brewer. San Diego: Prensa académica. pag. 464. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ "Ácido perclórico" . Productos químicos GFS . Archivado desde el original el 31 de enero de 2015 . Consultado el 14 de enero de 2014 .
- ^ "Grabado en metal" . Escuela de Ingeniería Thayer .
- ^ Kathleen Sellers; Katherine Weeks; William R. Alsop; Stephen R. Clough; Marilyn Hoyt; Barbara Pugh (2006). Perclorato: problemas y soluciones ambientales . Prensa CRC. pag. 16. ISBN 0-8493-8081-2.
- ^ AT Balaban, CD Nenitzescu, K. Hafner y H. Kaiser (1973). "Perclorato de 2,4,6-trimetilpirilio" . Síntesis orgánicas .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ); Volumen colectivo , 5 , p. 1106
- ^ Ácido perclórico, 60%, GR Hoja de datos de seguridad del material archivado el 24 de marzo de 2012 en el Centro de recursos de Wayback Machine Seton .
- ^ RC Nester; GF Vander Voort (1992). Seguridad en el laboratorio metalográfico . Noticias de estandarización de ASTM. pag. 34.
- ^ "CALIFORNIA: The Amazing Brew" . Time.com. 3 de marzo de 1947.
enlaces externos
- Tarjeta internacional de seguridad química 1006
HClO 4 | Él | ||||||||||||||||
LiClO 4 | Sea (ClO 4 ) 2 | B (ClO4)- 4 B (ClO 4 ) 3 | ROClO 3 | N (ClO 4 ) 3 NH 4 ClO 4 NOClO 4 | O | FClO 4 | Nordeste | ||||||||||
NaClO 4 | Mg (ClO 4 ) 2 | Al (ClO 4 ) 3 | Si | PAG | S | ClO- 4 ClOClO 3 Cl 2 O 7 | Arkansas | ||||||||||
KClO 4 | Ca (ClO 4 ) 2 | Sc (ClO 4 ) 3 | Ti (ClO 4 ) 4 | VO (ClO 4 ) 3 VO 2 (ClO 4 ) | Cr (ClO 4 ) 3 | Mn (ClO 4 ) 2 | Fe (ClO 4 ) 2 | Co (ClO 4 ) 2 , Co (ClO 4 ) 3 | Ni (ClO 4 ) 2 | Cu (ClO 4 ) 2 | Zn (ClO 4 ) 2 | Ga (ClO 4 ) 3 | Ge | Como | Se | Br | Kr |
RbClO 4 | Sr (ClO 4 ) 2 | Y (ClO 4 ) 3 | Zr (ClO 4 ) 4 | Nb (ClO 4 ) 5 | Mes | Tc | Ru | Rh (ClO 4 ) 3 | Pd (ClO 4 ) 2 | AgClO 4 | Cd (ClO 4 ) 2 | En (ClO 4 ) 3 | Sn (ClO 4 ) 4 | Sb | TeO (ClO 4 ) 2 | I | Xe |
CsClO 4 | Ba (ClO 4 ) 2 | Hf (ClO 4 ) 4 | Ta (ClO 4 ) 5 | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg 2 (ClO 4 ) 2 , Hg (ClO 4 ) 2 | Tl (ClO 4 ) , Tl (ClO 4 ) 3 | Pb (ClO 4 ) 2 | Bi (ClO 4 ) 3 | Correos | A | Rn | |
FrClO 4 | Real academia de bellas artes | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Monte | Ds | Rg | Cn | Nueva Hampshire | Florida | Mc | Lv | Ts | Og | |
↓ | |||||||||||||||||
La | Ce (ClO 4 ) x | Pr | Dakota del Norte | Pm | Sm (ClO 4 ) 3 | Eu (ClO 4 ) 3 | Gd (ClO 4 ) 3 | Tb (ClO 4 ) 3 | Dy (ClO 4 ) 3 | Ho (ClO 4 ) 3 | Er (ClO 4 ) 3 | Tm (ClO 4 ) 3 | Yb (ClO 4 ) 3 | Lu (ClO 4 ) 3 | |||
C.A | Th (ClO 4 ) 4 | Pensilvania | UO 2 (ClO 4 ) 2 | Notario público | Pu | Soy | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Maryland | No | Lr |