परक्लोरिक तेजाब एच सी एल ओ 4 (\displaystyle ((एचसीएलओ)_(4)))- मोनोबैसिक एसिड, सबसे मजबूत में से एक (जलीय घोल में, pK = ~ -10), निर्जल - एक असाधारण रूप से मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट, क्योंकि इसमें +7 के उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में क्लोरीन होता है।

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प्रशिया एसिड का संश्लेषण

उपशीर्षक

गुण

भौतिक गुण

रंगहीन वाष्पशील तरल, हवा में अत्यधिक धूआं, वाष्प में मोनोमेरिक। निर्जल पर्क्लोरिक एसिड अत्यधिक प्रतिक्रियाशील और अस्थिर है। तरल एचसीएलओ 4 आंशिक रूप से मंद है, यह संतुलन ऑटोडिहाइड्रेशन द्वारा विशेषता है:

3 एचसी एल ओ 4 ⇄ एच 3 ओ + + सी एल ओ 4 - + सी एल 2 ओ 7 (\displaystyle (\mathsf (3HClO_(4)\rightleftarrows H_(3)O^(+)+ClO_(4)^) (-)+Cl_(2)O_(7))))

रासायनिक गुण

विस्फोटक. पर्क्लोरिक एसिड और उसके लवण (पर्क्लोरेट्स) का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में किया जाता है। परक्लोरिक एसिड, सबसे मजबूत एसिड में से एक के रूप में, सोने और प्लैटिनम धातुओं को घोलता है, और चांदी के साथ प्रतिक्रिया में क्लोरिक एसिड बनाता है:

3 एचसी एल ओ 4 + 2 ए जी = 2 ए जी सी एल ओ 4 + एचसी एल ओ 3 + एच 2 ओ (\displaystyle (\mathsf (3HClO_(4)+2Ag=2AgClO_(4)+HClO_(3)+) एच_(2)ओ)))

8 ए एस + 5 एचसी एल ओ 4 + 12 एच 2 ओ = 8 एच 3 ए एस ओ 4 + 5 एचसी एल (\displaystyle (\mathsf (8As+5HClO_(4)+12H_(2)O=8H_(3)) AsO_(4)+5HCl)))(इस प्रतिक्रिया का उपयोग धातु विज्ञान में अयस्कों को शुद्ध करने के लिए किया जाता है)

ओजोन के साथ निर्जल पर्क्लोरिक एसिड में आयोडीन के घोल का उपचार करके प्रयोगशाला में आयोडीन परक्लोरेट प्राप्त किया जाता है:

मैं 2 + 6 एचसी एल ओ 4 + ओ 3 = 2 आई (सी एल ओ 4) 3 + 3 एच 2 ओ (\displaystyle (\mathsf (I_(2)+6HClO_(4)+O_(3)=2I( ClO_(4))_(3)+3H_(2)O)))

एक अत्यंत प्रबल अस्थिर अम्ल होने के कारण, परक्लोरिक अम्ल विघटित हो जाता है:

4 एच सी एल ओ 4 = 4 सी एल ओ 2 + 3 ओ 2 + 2 एच 2 ओ (\displaystyle (\mathsf (4HClO_(4)=4ClO_(2)+3O_(2)+2H_(2)O)))

पर्क्लोरिक एसिड फ्लोरो- और ऑर्गेनोक्लोरिन सॉल्वैंट्स में अत्यधिक घुलनशील है, जैसे कि CF 3 (\displaystyle ((\mbox(CF))_(3)))सी ओ ओ एच (\displaystyle COOH), CHCl 3 (\displaystyle ((\mbox(CHCl))_(3))), सीएच 2 सीएल 2 (\displaystyle ((\mbox(CH))_(2)(\mbox(Cl))_(2)))आदि। कम करने वाले सॉल्वैंट्स के साथ मिलाने से आग और विस्फोट हो सकता है। पर्क्लोरिक एसिड किसी भी अनुपात में पानी के साथ मिश्रित होता है और हाइड्रेट्स की एक श्रृंखला बनाता है। HClO 4 ×nH 2 (\displaystyle ((\mbox(HClO))_(4)(\mbox(×nH))_(2)))ओ (\ डिस्प्लेस्टाइल ओ)(जहाँ n = 0.25…4)। monohydrate HClO 4 H 2 (\displaystyle ((\mbox(HClO))_(4)(\mbox(H))_(2)))ओ (\ डिस्प्लेस्टाइल ओ)+50 o C का गलनांक होता है। निर्जल अम्ल के विपरीत, पर्क्लोरिक अम्ल के सांद्रित विलयनों में एक तैलीय स्थिरता होती है। परक्लोरिक एसिड के जलीय घोल स्थिर होते हैं और इनमें ऑक्सीकरण शक्ति कम होती है। पर्क्लोरिक एसिड पानी के साथ एक एज़ोट्रोपिक मिश्रण बनाता है, जो 203 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है और इसमें 72% पर्क्लोरिक एसिड होता है। क्लोरीन युक्त हाइड्रोकार्बन में पर्क्लोरिक एसिड के घोल सुपरएसिड  (सुपरएसिड) होते हैं। पर्क्लोरिक एसिड सबसे मजबूत अकार्बनिक एसिड में से एक है; इसके वातावरण में, यहां तक ​​​​कि अम्लीय यौगिक भी ठिकानों की तरह व्यवहार करते हैं, एक प्रोटॉन जोड़ते हैं और एसाइल परक्लोरेट केशन बनाते हैं: P(OH) 4 (\displaystyle ((\mbox(P(OH)))_(4))) + − , नंबर 2 (\displaystyle ((\mbox(NO))_(2))) + ClO 4 (\displaystyle ((\mbox(ClO))_(4))) − .

फॉस्फोरिक एनहाइड्राइड के साथ पर्क्लोरिक एसिड के मिश्रण के कम दबाव में मामूली हीटिंग के साथ, एक रंगहीन तेल तरल आसुत होता है - पर्क्लोरिक एनहाइड्राइड:

2 एचसी एल ओ 4 + पी 4 ओ 10 → सी एल 2 ओ 7 + एच 2 पी 4 ओ 11 (\displaystyle (\mathsf (2HClO_(4)+P_(4)O_(10))\rightarrow Cl_(2)O_ (7)+H_(2)P_(4)O_(11))))

पर्क्लोरिक अम्ल के लवणों को परक्लोराइट कहते हैं।

रसीद

• परक्लोरिक एसिड के जलीय घोल हाइड्रोक्लोरिक एसिड के इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण या केंद्रित परक्लोरिक एसिड में घुलने वाले क्लोरीन के साथ-साथ मजबूत अकार्बनिक एसिड के साथ सोडियम या पोटेशियम परक्लोरेट्स के विनिमय अपघटन द्वारा प्राप्त किए जाते हैं।
• निर्जल पर्क्लोरिक एसिड केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ सोडियम या पोटेशियम परक्लोरेट्स की बातचीत के साथ-साथ ओलियम के साथ पर्क्लोरिक एसिड के जलीय घोल से बनता है:

केसी एल ओ 4 + एच 2 एसओ 4 → केएचएसओ 4 + एचसी एल ओ 4 (\displaystyle (\mathsf (KClO_(4)+H_(2)SO_(4)\rightarrow KHSO_(4)+HClO_(4))) )

आवेदन

• पर्क्लोरिक अम्ल के सांद्र जलीय विलयनों का व्यापक रूप से विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में और परक्लोरेट्स की तैयारी के लिए उपयोग किया जाता है।
• पर्क्लोरिक एसिड का उपयोग जटिल अयस्कों के अपघटन में, खनिजों के विश्लेषण में और उत्प्रेरक के रूप में भी किया जाता है।
• परक्लोरिक एसिड के लवण: पोटेशियम परक्लोरेट पानी में थोड़ा घुलनशील है, इसका उपयोग विस्फोटक के उत्पादन में किया जाता है, मैग्नीशियम परक्लोरेट (एनहाइड्रोन) एक desiccant है।

निर्जल पर्क्लोरिक एसिड को लंबे समय तक संग्रहीत और परिवहन नहीं किया जा सकता है, जब से संग्रहीत किया जाता है सामान्य स्थितियह धीरे-धीरे विघटित होता है, इसके अपघटन के दौरान बनने वाले क्लोरीन ऑक्साइड द्वारा रंगीन होता है, और अनायास फट सकता है। लेकिन इसके जलीय घोल काफी स्थिर होते हैं।

रूसी संघ के उच्च शिक्षा मंत्रालय

कज़ान राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय

टीईपी विभाग

निबंध

विषय पर SPECT पर:

“ परक्लोरिक एसिड का इलेक्ट्रोसिंथेसिस ”

द्वारा स्वीकृत: एंड्रीव आई.एन.

एक छात्र द्वारा किया गया 67-31 कुष्मना जी.एस.

कज़ान - 2002

1. पर्क्लोरिक एसिड का प्रारंभिक उत्पादन।

2. आवेदन के क्षेत्र।

3. पर्क्लोरिक एसिड के गुण।

4. परक्लोरिक एसिड का उत्पादन इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलिसिस स्थितियों पर प्रतिक्रियाएं।

5. प्रौद्योगिकी प्रणालीपर्क्लोरिक एसिड का उत्पादन।

6. इलेक्ट्रोलाइजर्स के डिजाइन।

7. पीडी - इको पोर्ट्रेट।

8. प्रयुक्त साहित्य की सूची।

1. क्लोरिक एसिड की प्राथमिक प्राप्ति।

परक्लोरिक एसिड के संश्लेषण पर पहली रिपोर्ट स्टैडियन के एक लेख में निहित है, जिसने 1816 में इसे केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण में पोटेशियम क्लोरेट के सावधानीपूर्वक पिघलने से बने उत्पाद के आसवन द्वारा प्राप्त किया था। स्टेडियम ने न केवल एक खोजकर्ता के रूप में, बल्कि एक शोधकर्ता के रूप में भी पर्क्लोरिक एसिड के अध्ययन में महत्वपूर्ण योगदान दिया, जिसने इसे पहले क्लोरीन डाइऑक्साइड के समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया था।

पर्क्लोरिक एसिड 1835 में बर्ज़ेलियस द्वारा हाइड्रोक्लोरिक एसिड के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया गया था, और बाद में क्लोरीन डाइऑक्साइड के एक जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस और सल्फ्यूरिक एसिड के साथ पोटेशियम परक्लोरेट की बातचीत द्वारा प्राप्त किया गया था।

XIX सदी की पहली छमाही में। कई धातुओं के परक्लोरेट्स को पृथक और अध्ययन किया गया है। इन लवणों के विद्युत रासायनिक उत्पादन का 1890 में कार्लसन द्वारा पेटेंट कराया गया था।

परक्लोरेट्स का पहला औद्योगिक उत्पादन स्वीडन में 1893 में इलेक्ट्रोकेमिकल विधि का उपयोग करके बनाया गया था। XX सदी की शुरुआत में। परक्लोरेट्स का औद्योगिक उत्पादन फ्रांस, स्विटजरलैंड, संयुक्त राज्य अमेरिका और जर्मनी में आयोजित किया गया था, हालांकि, उत्पादन का पैमाना छोटा था और प्रथम विश्व युद्ध से पहले परक्लोरेट्स का विश्व उत्पादन 2000-3000 टन / वर्ष से अधिक नहीं था।

प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, विस्फोटकों के उत्पादन के लिए इन लवणों के उपयोग के संबंध में परक्लोरेट्स का उत्पादन गहन रूप से विकसित किया गया था। परक्लोरेट्स का विश्व उत्पादन बढ़कर 50 हजार टन प्रति वर्ष हो गया है। युद्ध की समाप्ति के बाद, परक्लोरेट्स के उत्पादन में तेजी से गिरावट आई और द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान ही एक नया विकास प्राप्त हुआ।

2. आवेदन।

पर्क्लोरिक एसिड और उसके लवण के अनुप्रयोग के क्षेत्र काफी विविध हैं। परक्लोरिक एसिड का उपयोग विभिन्न परक्लोरेट प्राप्त करने के लिए, कार्बनिक पदार्थों को नष्ट करने के लिए, इलेक्ट्रोप्लेटिंग में इलेक्ट्रोलाइट एडिटिव के रूप में, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में अभिकर्मक के रूप में, धातुओं के इलेक्ट्रोपोलिशिंग में, हाइड्रोलिसिस और एस्टरीफिकेशन प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

ऊपर सूचीबद्ध मुख्य उपभोक्ताओं के अलावा, राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में पर्क्लोरिक एसिड और इसके लवण कम मात्रा में उपयोग किए जाते हैं: वे विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, रूप में पोटेशियम के मात्रात्मक निर्धारण में) थोड़ा घुलनशील पोटेशियम परक्लोरेट), फोटोग्राफी में संवेदनशील एडिटिव्स के रूप में, मजबूत सुखाने वाले एजेंटों के रूप में और अन्य उद्देश्यों के लिए। एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में पर्क्लोरिक एसिड का उपयोग कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण और विनाश (गीला दहन) के लिए, अयस्कों के ऑक्सीकरण के लिए किया जाता है; इसका उपयोग विलायक के रूप में, गैर-जलीय अनुमापन के लिए माध्यम, जैविक विश्लेषण में प्रोटीन के विनाश के लिए, इलेक्ट्रोप्लेटिंग में इलेक्ट्रोलाइट के लिए एक योजक के रूप में और धातुओं के इलेक्ट्रोलाइटिक प्रसंस्करण में भी किया जाता है।

वी पिछले साल कापरक्लोरेट्स और परक्लोरिक एसिड के उत्पादन की तकनीक भी तेजी से विकसित हो रही है। नई इलेक्ट्रोड सामग्री और इलेक्ट्रोड का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, प्रक्रिया के सभी चरणों में प्रौद्योगिकी में सुधार किया जा रहा है। वर्तमान में, पर्क्लोरिक एसिड और पर्क्लोरेट्स का उत्पादन व्यावहारिक रूप से विशेष रूप से इलेक्ट्रोकेमिकल विधि द्वारा आयोजित किया जाता है।

3. क्लोरिक एसिड के गुण।

परक्लोरिक तेजाब-एचसीएलओ 4 सबसे मजबूत अकार्बनिक एसिड में से एक है। निर्जल पर्क्लोरिक एसिड एक रंगहीन मोबाइल तरल है जिसका घनत्व 1768 किग्रा / मी 3 20 डिग्री सेल्सियस है, जो आर्द्र वातावरण में दृढ़ता से धूमिल होता है। 20 डिग्री सेल्सियस पर पर्क्लोरिक एसिड की चिपचिपाहट 0.795 10 -3 पा - डिग्री सेल्सियस, यानी पानी की चिपचिपाहट से कम है।

निर्जल पर्क्लोरिक एसिड लगभग -102 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है और 110 डिग्री सेल्सियस पर अपघटन के साथ उबलता है। तत्वों से इसके गठन की गर्मी 36.1 kJ / mol, पिघलने वाली 6.93, वाष्पीकरण 43.6 kJ / mol और पानी के 800 भागों में कमजोर पड़ने की गर्मी 88.5 kJ / mol है।

पानी के साथ, पर्क्लोरिक एसिड हाइड्रेट्स की एक श्रृंखला बनाता है:

टी पीएल।, 0 सी टी पीएल।, 0 सी

HCLO4 0.25H2O	- 73.1	एचसीएलओ 4 3एच 2 ओ	-40.2
HCLO4H2O	49.905	HCLO4 3.5H2O	-45.6
एचसीएलओ 4 2एच 2 ओ	-20.65	एचसीएलओ 4 4एच 2 ओ	-57.8
HCLO4 2.5H2O	-32.1

पानी-पर्क्लोरिक एसिड प्रणाली के लिए पिघलने वाला चित्र अंजीर में दिखाया गया है। एक

तालिका में। 1 विभिन्न तापमानों पर पर्क्लोरिक एसिड के जलीय घोलों के घनत्व को दर्शाता है।

पर्क्लोरिक एसिड के जलीय घोल में अच्छी विद्युत चालकता होती है और कुछ विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से, पर्क्लोरिक एसिड के उत्पादन के लिए।

तालिका में। 2 विभिन्न तापमानों पर पर्क्लोरिक एसिड के जलीय घोलों के विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध को दर्शाता है।

2.4 kPa के दाब पर विभिन्न सांद्रणों के पर्क्लोरिक अम्ल के विलयनों का क्वथनांक है:

निर्जल परक्लोरिक एसिड अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है; यह कई आसानी से ऑक्सीकरण करने वाले कार्बनिक पदार्थों के संपर्क में आने पर फट जाता है। निर्जल पर्क्लोरिक एसिड एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। मौलिक फास्फोरस और सल्फर को पर्क्लोरिक एसिड द्वारा फॉस्फोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड में ऑक्सीकृत किया जाता है। आयोडीन परक्लोरिक एसिड द्वारा ऑक्सीकृत होता है; ब्रोमीन, क्लोरीन, साथ ही एचबीआर और एचसीएल गर्म होने पर भी इसके साथ बातचीत नहीं करते हैं।

तालिका 1. -25 से 75 डिग्री सेल्सियस (जी / सेमी 3 में) की सीमा में पर्क्लोरिक एसिड के जलीय घोल का घनत्व

एकाग्रता, %	तापमान, डिग्री सेल्सियस
	- 25	0	15	20	30	50	70
10	-	1,0637	1,0597	1,0579	1,0539	1,0437	1,023
20	-	1,1356	1,1279	1,1252	1,2000	1,1075	1,096
30	1,2312	1,2168	1,2067	1,2033	1,1965	1,1821	1,160
40	1,3308	1,3111	1,2991	1,2947	1,2866	1,2703	1,251
50	1,4528	1,4255	1,4103	1,4049	1,3944	1,3752	1,350
60	1,5908	1,5580	1,5386	1,5327	1,5218	1,4994	1,470
70	1,7306	1,6987	1,6736	-	-	1,6344	1,617
80	-	-	-	-	-	1,7540	1,727
90	-	-	-	-	-	1,7720	1,738
95	-	-	-	1,8043	-	1,7515	1,704
100	-	1,8077	-	1,7676	--	1,7098	-

तालिका 2. पर्क्लोरिक एसिड के जलीय घोल की विद्युत प्रतिरोधकता (ओम-एम -10 2 में)

तापमान, डिग्री सेल्सियस	HClO 4 wt की सांद्रता। %
	10	20	30	40	50	60	70
50	2,207	1.272	1,028	1,001	1,154	1,540	2,401
40	2,428	1.397	1.132	1.106	1.286	1,725	2,704
30	2.715	1,562	1,262	1,240	1,452	1,961	3,084
20	3,100	1776	1.436	1,414	1,670	2,275	3,575
10	3,628	2,072	1,665	1.647	1.964	2,705	4,227
0	4,420	2.488	1,992	1.968	2.376	3,320	5,129
-10	-	3.102	2.464	2.436	2.982	4,242	6,418
-20	-	-	3,176	3.133	3.919	5,742	-
-30	-	-	-	4,250	5.505	8,402	11,59
-40	-	-	-	6.21	844	13.82	-
-50	-	-	-	10,41	-	27,10	-

पर्क्लोरिक अम्ल जब पर भंडारित किया जाता है कमरे का तापमानधीरे-धीरे विघटित होता है, जो कि अपघटन उत्पादों के साथ धुंधला होने के कारण तरल के काले पड़ने से पता चलता है। भंडारण के दौरान ऐसा एसिड खतरनाक होता है, क्योंकि यह अनायास फट सकता है। इसलिए, आमतौर पर निर्जल पर्क्लोरिक एसिड संग्रहीत नहीं किया जाता है, लेकिन इसके उपयोग से तुरंत पहले तैयार करने का प्रयास किया जाता है।

अवरोधकों के अतिरिक्त पर्क्लोरिक एसिड की स्थिरता में सुधार किया जा सकता है। अवरोधक के रूप में, विशेष रूप से, ट्राइक्लोरोमेथाइल समूह वाले कार्बनिक यौगिक काम कर सकते हैं। सबसे प्रभावी अवरोधक ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड और कार्बन टेट्राक्लोराइड हैं।

चावल। 1. एचसीएलओ 4-एच 2 ओ सिस्टम के पिघलने बिंदु का आरेख।

पर्क्लोरिक एसिड और उसके लवण के उपयोग से संबंधित सभी कार्यों में बहुत सावधानी की आवश्यकता होती है। पर्क्लोरिक एसिड में अशुद्धियों की उपस्थिति में, विस्फोट के साथ एसिड का स्वतःस्फूर्त अपघटन संभव है।

त्वचा पर पर्क्लोरिक एसिड के संपर्क में आने से दर्दनाक रासायनिक जलन होती है।

इसे केवल 70% एचसीएलओ 4 की एकाग्रता के साथ जलीय घोल के रूप में पर्क्लोरिक एसिड को स्टोर और ट्रांसपोर्ट करने की अनुमति है। यदि निर्जल या केंद्रित पर्क्लोरिक एसिड का उपयोग करना आवश्यक है, तो बाद वाला उपयोग करने से तुरंत पहले तैयार किया जाता है। केंद्रित एसिड का शेल्फ जीवन बेहद सीमित है, खासकर जब अपघटन उत्पादों के साथ धुंधला होने के कारण तरल गहरा हो जाता है।

4. क्लोरिक एसिड का उत्पादन इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलिसिस की शर्तों पर प्रतिक्रियाएं।

एनोड पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड के जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, मौलिक क्लोरीन या ऑक्सीजन की रिहाई संभव है, और उच्च एनोड क्षमता वाले इलेक्ट्रोड पर, क्लोरीन - पर्क्लोरिक एसिड के उच्च ऑक्सीजन यौगिकों का निर्माण भी संभव है। प्रक्रिया की स्थितियों के आधार पर और, सबसे ऊपर, C1 - आयनों की सांद्रता, तापमान और उपयोग की जाने वाली एनोड सामग्री के आधार पर, इन तीन प्रक्रियाओं की दरें बहुत भिन्न हो सकती हैं।

सभी प्रकार के एनोड पर केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, इन परिस्थितियों में स्थिर, मौलिक क्लोरीन 100% के करीब वर्तमान दक्षता के साथ जारी किया जाता है। जैसे ही हाइड्रोक्लोरिक एसिड की सांद्रता घटती है, एनोड पर ऑक्सीजन के विकास की दर में वृद्धि के कारण क्लोरीन का वर्तमान उत्पादन कम हो जाता है, और जब ग्रेफाइट एनोड का उपयोग किया जाता है, तो ग्रेफाइट के ऑक्सीकरण के कारण भी। पर्क्लोरिक अम्ल का निर्माण केवल HC1 के अत्यधिक तनु विलयनों में देखा जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान 1 एन। प्लेटिनम एनोड पर विलयन हाइड्रोक्लोरिक एसिडलगभग पूरी तरह से क्लोरीन के उत्पादन पर खर्च किया जाता है, और पर्क्लोरिक एसिड का निर्माण बहुत कम होता है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड की एकाग्रता में 0.1 एन तक की कमी के साथ। HC1 का लगभग 50% पर्क्लोरिक एसिड के निर्माण पर और 50% गैसीय क्लोरीन के उत्पादन पर खर्च किया जाता है।

परक्लोरिक एसिड के लिए क्लोरीन आयनों का ऑक्सीकरण 2.8-3.0 वी की उच्च सकारात्मक क्षमता पर होता है। क्लोराइड के जलीय घोल में ग्रेफाइट एनोड पर, ऐसी क्षमता प्राप्त करना असंभव है, इसलिए, इन एनोड पर, पर्क्लोरिक एसिड का निर्माण होता है अत्यधिक तनु विलयनों में भी नहीं देखा गया।

इलेक्ट्रोलिसिस की स्थिति।

एनोड पर पर्क्लोरिक एसिड के विद्युत रासायनिक संश्लेषण की प्रक्रिया को निम्नलिखित समग्र समीकरण द्वारा वर्णित किया गया है:

एचसीएल + 4 एच 2 ओ - 8 ई - - एचएलओ 4 + 8 एच + (1)

कैथोड पर हाइड्रोजन छोड़ा जाता है।

एनोड पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड के घोल के इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, क्लोरीन, ऑक्सीजन और पर्क्लोरिक एसिड का निर्माण संभव है। क्लोराइड आयन सांद्रता, तापमान और उपयोग की जाने वाली एनोड सामग्री जैसी इलेक्ट्रोलिसिस स्थितियों के आधार पर, इन तीन पदार्थों की गठन दर बहुत भिन्न हो सकती है। परक्लोरिक अम्ल का निर्माण केवल हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के तनु विलयनों में देखा जाता है।

परक्लोरिक एसिड प्राप्त करने के लिए, एनोड का उपयोग करना आवश्यक है, जिस पर क्लोरीन आयन के ऑक्सीकरण के साथ C10 4 आयन - यानी प्रक्रियाओं के लिए एक उच्च ओवरवॉल्टेज प्राप्त किया जा सकता है। क्लोरीन और ऑक्सीजन की रिहाई की प्रक्रियाओं के लिए। विचाराधीन मामले में, यह क्लोराइड आयनों की कम सांद्रता और कम इलेक्ट्रोलिसिस तापमान पर प्लैटिनम या प्लैटिनम-टाइटेनियम एनोड पर प्राप्त किया जाता है। इस मामले में, स्वाभाविक रूप से, कम सांद्रता पर्क्लोरिक एसिड प्राप्त होता है। इलेक्ट्रोलाइट की कम विद्युत चालकता के कारण, सेल वोल्टेज और बिजली की खपत अधिक होती है।

इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान 0.5 एन। हाइड्रोक्लोरिक एसिड समाधान 20 ग्राम / एल तक पर्क्लोरिक एसिड एकाग्रता प्राप्त करता है। कम वर्तमान घनत्व और 18 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, सेल वोल्टेज 8 वी था, और बिजली की खपत लगभग 47 किलोवाट/किलोग्राम 100% परक्लोरिक एसिड थी। इस पद्धति के नुकसान उच्च बिजली की खपत और परिणामी पर्क्लोरिक एसिड की कम सांद्रता हैं।

इलेक्ट्रोलाइट के विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध को कम करने के लिए और, तदनुसार, इलेक्ट्रोलाइट में वोल्टेज के नुकसान, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में हाइड्रोक्लोरिक एसिड के पतला समाधान इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन होते हैं। C1 आयन के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया को अंजाम देना सबसे सुविधाजनक है - CLO 4 तक - हाइड्रोजन क्लोराइड या क्लोरीन के घोल में केंद्रित 4-6 N में। परक्लोरिक तेजाब। साथ ही, इलेक्ट्रोलाइट को हाइड्रोजन क्लोराइड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड या क्लोरीन की निरंतर आपूर्ति को व्यवस्थित करना और तैयार उत्पादों में अंतिम प्रसंस्करण के लिए केंद्रित पर्क्लोरिक एसिड के रूप में इलेक्ट्रोलाइट के एक हिस्से को निकालना संभव है।

इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया का कोर्स एनोड क्षमता, इलेक्ट्रोलाइट में पर्क्लोरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड की एकाग्रता, इलेक्ट्रोलिसिस तापमान और वर्तमान घनत्व पर निर्भर करता है।

इलेक्ट्रोलाइट में HC1 की सांद्रता में बदलाव के साथ, अन्य चीजें समान होने के कारण, कुल धारा का घनत्व और CLO 4 के गठन पर खर्च की गई आंशिक धाराओं का घनत्व - और एनोड परिवर्तन पर एक साथ होने वाली अन्य प्रक्रियाएं। अंजीर पर। चित्रा 2 -20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान इलेक्ट्रोलाइट में हाइड्रोक्लोरिक एसिड की एकाग्रता पर सीएलओ 4 - और सीएल 2 प्राप्त करने की कुल और आंशिक धाराओं के घनत्व की निर्भरता को दर्शाता है। इलेक्ट्रोलिसिस तापमान में वृद्धि के साथ, सीएल 2 की रिहाई के वर्तमान घनत्व में तेज वृद्धि और सीएलओ 4 के गठन के वर्तमान घनत्व में कमी - इलेक्ट्रोलाइट में एचसी 1 की कम सांद्रता पर होती है।

एचसीएल सांद्रता, kmol/m 3 HCL सांद्रता, kmol/m 3

इलेक्ट्रोलाइट में एचसी 1 की एकाग्रता में बदलाव के साथ, सीएलओ 4 के गठन पर खर्च किए गए आंशिक धाराओं का अनुपात - और सीएल 2 और ओ 2 की रिहाई . अंजीर पर। चित्रा 3 इलेक्ट्रोलाइट में हाइड्रोक्लोरिक एसिड की एकाग्रता पर इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों की वर्तमान दक्षता की निर्भरता को दर्शाता है। 4 एन में 20 डिग्री सेल्सियस पर प्राप्त डेटा। एचसीएलओ 4 प्लेटिनम एनोड पर 2.8 वी . की क्षमता के साथ

परक्लोरिक एसिड की उच्चतम वर्तमान पैदावार हाइड्रोक्लोरिक एसिड के लिए 0.8-2 एन की एकाग्रता के साथ प्राप्त की गई थी। 0.8 एन से नीचे हाइड्रोक्लोरिक एसिड की एकाग्रता में कमी के साथ। ऑक्सीजन के वर्तमान उत्पादन में वृद्धि के कारण एचसीएलओ 4 का वर्तमान उत्पादन घट जाता है। HC1 की सांद्रता में 2 N से अधिक की वृद्धि के साथ। क्लोरीन के विकास के लिए वर्तमान खपत बढ़ जाती है, और परक्लोरिक एसिड की वर्तमान दक्षता भी तेजी से घट जाती है। इलेक्ट्रोलाइट में हाइड्रोक्लोरिक एसिड की इष्टतम एकाग्रता इलेक्ट्रोलिसिस तापमान में कमी के साथ बढ़ जाती है और इलेक्ट्रोलाइट में पर्क्लोरिक एसिड की एकाग्रता पर निर्भर करती है।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड के परक्लोरिक एसिड में एनोडिक ऑक्सीकरण की प्रक्रिया तापमान पर अत्यधिक निर्भर है। अंजीर पर। चित्रा 4 इलेक्ट्रोलाइट में 4 एन की सामग्री पर समाधान के तापमान पर इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों की वर्तमान दक्षता की निर्भरता को दर्शाता है। एचसीएलओ 4 और 1 एन। HC1 और एनोड क्षमता का मान 2.8-3.0 V। घटते तापमान के साथ, परक्लोरिक एसिड का वर्तमान उत्पादन बढ़ता है, और क्लोरीन और ऑक्सीजन क्रमशः घट जाती है।

पर्क्लोरिक एसिड में अशुद्धियों की सामग्री प्रारंभिक हाइड्रोक्लोरिक एसिड की शुद्धता और इलेक्ट्रोलाइज़र, पाइपलाइनों और उपकरणों के निर्माण के लिए जंग के लिए पर्याप्त रूप से प्रतिरोधी संरचनात्मक सामग्री के उपयोग पर निर्भर करती है। सेल से लिए गए परक्लोरिक एसिड में महत्वपूर्ण मात्रा में क्लोरीन आयन होते हैं। वाणिज्यिक एसिड प्राप्त करने के लिए, इसे क्लोरीन आयनों से शुद्ध करना आवश्यक है, जो एक विद्युत रासायनिक विधि द्वारा किया जाता है, अर्थात। संभवतः क्लोरीन आयनों का परक्लोरिक अम्ल में अधिक पूर्ण ऑक्सीकरण। हालांकि, जैसे-जैसे क्लोरीन आयनों की सांद्रता कम होती जाती है, परक्लोरिक एसिड की वर्तमान दक्षता घटती जाती है और हाइड्रोक्लोरिक एसिड अशुद्धियों से समाधान के पर्याप्त पूर्ण शुद्धिकरण के साथ शून्य तक पहुंच जाती है। क्लोरीन आयनों से पर्क्लोरिक एसिड की शुद्धि की डिग्री में वृद्धि के साथ, समग्र वर्तमान दक्षता कम हो जाती है, विद्युत ऊर्जा की खपत और प्लैटिनम एनोड की जंग दर बढ़ जाती है।

परक्लोरिक एसिड की शुद्धता के लिए बहुत अधिक आवश्यकताओं के साथ, बाद वाले को एक निष्क्रिय गैस के साथ हाइड्रोक्लोरिक एसिड के आसवन या स्ट्रिपिंग द्वारा एचसीएल अशुद्धियों से और अधिक शुद्ध किया जा सकता है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड से उत्पादन चरण के इलेक्ट्रोलाइज़र से प्राप्त पर्क्लोरिक एसिड को शुद्ध करने के लिए भी सुधार का उपयोग किया जा सकता है। इस मामले में, विद्युत रासायनिक शुद्धिकरण से जुड़ी कठिनाइयों को समाप्त कर दिया जाता है, और पर्क्लोरिक एसिड की उच्च कुल वर्तमान दक्षता हासिल की जाती है। आसवन के दौरान पर्क्लोरिक एसिड से डिस्टिल्ड हाइड्रोजन क्लोराइड को उत्पादन इलेक्ट्रोलिसिस के चरण में वापस किया जा सकता है।

इलेक्ट्रोलाइट में भंग क्लोरीन के एनोडिक ऑक्सीकरण द्वारा पर्क्लोरिक एसिड भी प्राप्त किया जा सकता है - 4-6 एन में। परक्लोरिक एसिड समाधान। प्लैटिनम एनोड और सिल्वर कैथोड पर ऐसे समाधानों के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, इलेक्ट्रोलाइज़र, 2 kA / m 2 के वर्तमान घनत्व और 0 ° C के तापमान पर 3.5 kA के भार के लिए डिज़ाइन किया गया, जो 4 V के वोल्टेज पर संचालित होता है। प्रक्रिया को कुल अभिव्यक्ति द्वारा वर्णित किया गया है

सीएल 2 + 8एच 2 0 - 2 एचसीएलओ 4 + 7 एच 2 (2)

इस विधि से बहुत शुद्ध अम्ल प्राप्त किया जा सकता है, क्योंकि बाहर से कोई संदूषक नहीं आता है। इलेक्ट्रोलाइट का एक हिस्सा लिया जाता है और आसवन के बाद 60-70% वाणिज्यिक एसिड प्राप्त होता है।

पर्क्लोरिक एसिड के विद्युत रासायनिक उत्पादन के लिए प्लैटिनम या प्लैटिनम-टाइटेनियम एनोड वाले इलेक्ट्रोलाइज़र का उपयोग किया जाता है। परक्लोरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के मिश्रण की बहुत अधिक संक्षारकता के कारण, ग्रेफाइट को अक्सर कैथोड के रूप में उपयोग किया जाता है। ग्रेफाइट कैथोड आसानी से कैथोडिक ध्रुवीकरण को हटाने से जुड़े स्टॉप का सामना करते हैं। यह ज्ञात है कि प्लैटिनम के एनोडिक ध्रुवीकरण के दौरान हाइड्रोक्लोरिक एसिड के बहुत पतला समाधान में 1.1-1.2 वी (एन डब्ल्यू ई के खिलाफ) से अधिक नकारात्मक क्षमता पर नहीं, प्लैटिनम 100% के करीब वर्तमान दक्षता के साथ एनोडिक रूप से भंग हो जाता है। इन शर्तों के तहत, बढ़ती क्षमता, समाधान अम्लता और तापमान के साथ प्लैटिनम के विघटन की दर बढ़ जाती है। 1.1-1.2 V से ऊपर प्लैटिनम (एनोड की ओर) की क्षमता पर, प्लैटिनम पैशन देखा जाता है और 1 N में 1.3 V की क्षमता पर। HC1 प्लेटिनम की विघटन दर 4 10 -5 A/m 2 . तक कम हो जाती है

प्लेटिनम एनोड की सतह का पारित होना, परक्लोरिक एसिड के विद्युत रासायनिक उत्पादन की प्रक्रिया में मनाया जाता है, सतह पर विभिन्न रचनाओं के सोखने वाले ऑक्सीजन और चरण ऑक्साइड की परतों के निर्माण से जुड़ा होता है। प्लेटिनम की सतह पर ऑक्साइड परतों की संरचना और इसका संक्षारण प्रतिरोध इलेक्ट्रोलाइट में HC10 4 और HC1 की सांद्रता के अनुपात पर निर्भर करता है। क्लोरीन और हाइड्रोजन प्राप्त करने के लिए हाइड्रोक्लोरिक एसिड के इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रोलाइट में 50-150 ग्राम / लीटर परक्लोरिक एसिड मिलाने से प्लैटिनम के एनोडिक विघटन की दर कम हो जाती है। HC10 4 के शुद्ध विलयन के इलेक्ट्रोलिसिस में, HC10 4 और HC1 के मिश्रण के इलेक्ट्रोलिसिस की तुलना में ऑक्सीजन प्लेटिनम की सतह से अधिक मजबूती से बंधी होती है।

अंजीर पर। चित्रा 5 प्लैटिनम एनोड पर कुल ध्रुवीकरण वर्तमान घनत्व की निर्भरता और 3 एन के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान एनोड क्षमता पर प्लैटिनम विघटन की वर्तमान घनत्व को दर्शाता है। विभिन्न तापमानों पर HC10 4।

इलेक्ट्रोलाइट में HC1 की सामग्री में वृद्धि के साथ, एनोड सतह पर चरण ऑक्साइड की मात्रा कम हो जाती है। उच्च एनोड क्षमता और निरंतर कुल अम्लता पर HC104 और HC1 के मिश्रण के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, इलेक्ट्रोलाइट में HC1 की सामग्री में वृद्धि या मौलिक क्लोरीन के विघटन से प्लैटिनम एनोड के संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि होती है। दोनों कमरे के तापमान पर और कम तापमान, इलेक्ट्रोलाइट में HC1 की सामग्री में वृद्धि या मौलिक क्लोरीन के साथ इसकी संतृप्ति प्लैटिनम के विघटन के वर्तमान घनत्व में कमी की ओर ले जाती है। -15 और -25 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 2.8 V (N.W.E.) की क्षमता पर किए गए अध्ययनों के परिणाम अंजीर में दिखाए गए हैं। 6.

अंजीर पर। चित्रा 7 इलेक्ट्रोलाइट में एचसी 1 की एकाग्रता पर या समान इलेक्ट्रोलिसिस स्थितियों के लिए क्लोरीन के साथ इलेक्ट्रोलाइट की संतृप्ति पर प्लैटिनम के विघटन पर खर्च किए गए वर्तमान के अंश की निर्भरता को दर्शाता है।

HC1 की सांद्रता में वृद्धि के साथ, प्लैटिनम के विघटन का वर्तमान घनत्व और इसके विघटन पर खर्च किए गए करंट का अंश कम हो जाता है, खासकर जब HC1 के पहले हिस्से को इलेक्ट्रोलाइट में पेश किया जाता है। इसलिए, पर्क्लोरिक एसिड के विद्युत रासायनिक उत्पादन के लिए शर्तों का चयन करते समय, एचसी 1 की एकाग्रता की ऊपरी सीमा का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, जिस पर पर्क्लोरिक एसिड की वर्तमान उपज में अभी भी कोई उल्लेखनीय कमी नहीं है। इलेक्ट्रोलिसिस तापमान में कमी के साथ, इलेक्ट्रोलाइट में HC1 की यह सबसे उपयुक्त सांद्रता बढ़ जाती है।

मौलिक क्लोरीन के साथ इलेक्ट्रोलाइट की संतृप्ति प्लैटिनम विघटन के वर्तमान घनत्व को कम करती है, लेकिन विघटन के लिए खपत की गई धारा के अंश पर बहुत कम प्रभाव डालती है, क्योंकि मुख्य एनोडिक प्रक्रियाओं की दर और कुल ध्रुवीकरण वर्तमान घनत्व लगभग समान रूप से घट जाती है।

पहले, प्लेटिनम के तारों या फॉयल का उपयोग एनोड बनाने के लिए किया जाता था। वर्तमान में, प्लैटिनम-टाइटेनियम एनोड का उपयोग किया जाता है, जिसमें एक पतली पन्नी के रूप में प्लैटिनम को इलेक्ट्रोड के टाइटेनियम बेस में वेल्डेड किया जाता है। लंबे समय तक इलेक्ट्रोलिसिस प्लैटिनम-टाइटेनियम एनोड के क्रमिक विनाश का कारण बनता है, दोनों प्लैटिनम के विघटन के कारण एनोड की कामकाजी सतह पर, और प्लेटिनम पन्नी और टाइटेनियम बेस के बीच संपर्क के उल्लंघन के कारण। इस मामले में, प्लैटिनम, जो समाधान में पारित हो गया है, आंशिक रूप से ग्रेफाइट कैथोड पर जमा किया जाता है; इसके बाकी हिस्से को पर्क्लोरिक एसिड की एक धारा के साथ सेल से हटा दिया जाता है। प्लेटिनम को ग्रेफाइट कैथोड की सतह परत में जमा किया जाता है जिसकी मोटाई 100 माइक्रोन से अधिक नहीं होती है।

जब ताजा ग्रेफाइट कैथोड के साथ एक नया सेल चालू किया जाता है, तो सेल से लिए गए परक्लोरिक एसिड में प्लैटिनम की सामग्री 0.3–0.5 मिलीग्राम / लीटर होती है, लेकिन प्लैटिनम ग्रेफाइट कैथोड की सतह पर जमा होने के कारण, इसके जमाव की शर्तें कैथोड परिवर्तन। कैथोड पर प्लेटिनम के जमाव की दर कम हो जाती है। इससे प्लेटिनम के निक्षेपण में कमी आती है

इलेक्ट्रोलाइज़र से बहने वाले समाधान में प्लैटिनम की सामग्री में क्रमिक वृद्धि के लिए कैथोड पर समाधान, 2-2.5 मिलीग्राम / एल तक। इलेक्ट्रोलाइट में प्लैटिनम की स्थिर एकाग्रता भी इसकी संरचना पर निर्भर करती है और बढ़ती एकाग्रता के साथ थोड़ी बढ़ जाती है HC10 4 की सीमा में 300 से 600 g / l और HC1 की सांद्रता 0 से 30 g / l तक होती है।

अंजीर पर। आंकड़े 7 और 8 कैथोड स्थान में प्लैटिनम की मात्रा में परिवर्तन दिखाते हैं, जो एनोड स्थान से कम प्रवाह वाले डायाफ्राम द्वारा अलग किया जाता है, कैथोड तरल में 6.8 मिलीग्राम / लीटर की प्रारंभिक सामग्री पर इलेक्ट्रोलिसिस के 5-7 घंटे के बाद। अध्ययन की गई सीमा के भीतर इलेक्ट्रोलाइट में HC1 और HC10 4 की सामग्री में वृद्धि से ग्रेफाइट पर प्लैटिनम के जमाव की दर में कमी आती है और तरल में इसकी अवशिष्ट सामग्री में 1.3-1.5 गुना की वृद्धि होती है। कैथोड को एकत्र किया जा सकता है और पुनर्जनन के लिए वापस किया जा सकता है; परक्लोरिक एसिड की धारा के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से दूर ले जाया गया प्लैटिनम अपरिवर्तनीय रूप से खो जाता है।

कुछ प्रक्रिया शर्तों के तहत, प्लैटिनम-टाइटेनियम इलेक्ट्रोड में सबसे कमजोर वह स्थान होता है जहां प्लेटिनम पन्नी को इलेक्ट्रोड के टाइटेनियम बेस में वेल्ड किया जाता है। इस स्थान पर परिवर्तनशील संरचना के टाइटेनियम के साथ प्लैटिनम की मिश्र धातुएँ बनती हैं, जो प्लैटिनम की तुलना में कम संक्षारण प्रतिरोधी होती हैं।

टैंटलम का उपयोग एनोड के आधार के रूप में भी किया जा सकता है। इलेक्ट्रोस्पार्क विधि द्वारा इलेक्ट्रोड के टैंटलम बेस पर प्लैटिनम लगाने से प्राप्त प्लैटिनम-टैंटलम एनोड का परीक्षण करते समय, 3.0-3.1 वी और कमरे के तापमान की क्षमता पर, प्राप्त इलेक्ट्रोकेमिकल पैरामीटर प्लैटिनम-टाइटेनियम एनोड पर समान होते हैं। -20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, परक्लोरिक एसिड और क्लोरीन का वर्तमान उत्पादन कुछ कम होता है, और ऑक्सीजन का प्लैटिनम-टाइटेनियम एनोड की तुलना में अधिक होता है। यह, जाहिरा तौर पर, इलेक्ट्रोस्पार्क विधि द्वारा प्लैटिनम के जमाव के दौरान एनोड सतह पर प्लैटिनम-टैंटलम मिश्र धातुओं के निर्माण द्वारा समझाया जा सकता है।

प्लेटिनम समूह की अन्य धातुओं का उपयोग एनोड के रूप में परक्लोरिक अम्ल के उत्पादन के लिए भी किया जा सकता है। एचसी 10 4 और एचसी 1 (एचसी 1 सामग्री 1 एन) के मिश्रित समाधानों का इलेक्ट्रोलिसिस 2.9-3.3 वी की एनोड क्षमता पर रेंज (-5) - (-30) डिग्री सेल्सियस में एक इरिडियम एनोड पर किया जाना प्रस्तावित है, जैसा कि साथ ही रोडियम एनोड पर। हालांकि, औद्योगिक परिस्थितियों में, प्लैटिनम-टाइटेनियम एनोड आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।

5. उत्पादन की तकनीकी योजना।

परक्लोरिक एसिड के उत्पादन की तकनीकी योजना में निम्नलिखित मुख्य चरण शामिल हैं: इलेक्ट्रोलाइट तैयारी, इलेक्ट्रोलिसिस, वैक्यूम आसवन और निर्जल एसिड उत्पादन।

पर्क्लोरिक एसिड में अशुद्धियों की सामग्री मूल हाइड्रोक्लोरिक एसिड की शुद्धता के साथ-साथ इलेक्ट्रोलाइज़र, पाइपलाइनों और सहायक उपकरणों की संरचनात्मक सामग्री के प्रकार पर निर्भर करती है। परिणामी परक्लोरिक एसिड में क्लोराइड आयनों की सामग्री को कम करने के लिए, इलेक्ट्रोलाइज़र का एक झरना आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिसमें क्लोराइड आयन पूरी तरह से HCLO 4 में ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

क्लोरीन के एनोडिक ऑक्सीकरण द्वारा पर्क्लोरिक एसिड प्राप्त करते समय, बहुत प्रदान करना संभव है उच्च गुणवत्ता HCLO 4, चूंकि क्लोरीन के साथ इलेक्ट्रोलाइट में कोई अशुद्धियाँ नहीं डाली जाती हैं।

इलेक्ट्रोलाइट की तैयारी के चरण में, इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप प्राप्त पर्क्लोरिक एसिड का हिस्सा कलेक्टर से एक रेफ्रिजरेटर में पंप किया जाता है, जिसमें एक ठंडा नमकीन का उपयोग करके, इसका तापमान -5 डिग्री सेल्सियस तक कम हो जाता है। ठंडा करने के बाद, पर्क्लोरिक एसिड एक अवशोषक को भेजा जाता है, जिसमें क्लोरीन की भी आपूर्ति की जाती है। अवशोषक, पर्क्लोरिक एसिड का घोल क्लोरीन से संतृप्त होता है। 40% (wt।) HCLO 4 और घुलित क्लोरीन के लगभग 3 किग्रा / मी 3 युक्त घोल को अवशोषक से हटा दिया जाता है। 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर और इलेक्ट्रोलिसिस के लिए खिलाया जाता है। क्लोरीन और हाइड्रोजन क्लोराइड की एक छोटी मात्रा युक्त एक मध्यवर्ती कलेक्टर एसिड के माध्यम से इलेक्ट्रोलाइज़र से क्लोरीन का एक समाधान निकाल दिया जाता है, और वैक्यूम आसवन के लिए भेजा जाता है। एक दबाव पर आसवन की प्रक्रिया में 2.66-3.23 kPa, जल वाष्प, क्लोरीन और हाइड्रोजन क्लोराइड आसुत हैं। आसुत वाष्पों को एक रेफ्रिजरेटर में संघनित किया जाता है और संग्रह में तैयारी चरण इलेक्ट्रोलाइट में वापस कर दिया जाता है।

लगभग 90 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर परिणामी पर्क्लोरिक एसिड को रेफ्रिजरेटर में भेजा जाता है और फिर तैयार उत्पाद के संग्रह के लिए 60-70% समाधान के रूप में एक वैक्यूम रिसीवर के माध्यम से खिलाया जाता है।

निर्जल पर्क्लोरिक एसिड प्राप्त करते समय, क्वार्ट्ज रेत से बने एक गर्म उपकरण में एचसीएलओ 4 के वैक्यूम आसवन के साथ ओलियम के साथ पर्क्लोरिक एसिड के घोल को निर्जलित करने की प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।

6. इलेक्ट्रोलाइजर्स के डिजाइन।

आधुनिक इलेक्ट्रोलाइजर्स के डिजाइन पर साहित्य में कुछ प्रकाशन हैं।

यह ज्ञात है कि मुख्य रूप से प्लैटिनम-टाइटेनियम एनोड और ग्रेफाइट कैथोड वाले मोनोपोलर बॉक्स सेल का उपयोग किया जाता है। डायाफ्राम के बिना इलेक्ट्रोलाइज़र का उपयोग करते समय, कैथोड पर जारी हाइड्रोजन विस्फोट-सबूत सीमा से अधिक मात्रा में क्लोरीन और ऑक्सीजन से दूषित होता है। इस मामले में, सेल में गैसों को निष्क्रिय गैसों से पतला होना चाहिए।

डायाफ्राम के साथ इलेक्ट्रोलाइज़र का उपयोग करते समय, उनका डिज़ाइन अधिक जटिल हो जाता है, और इलेक्ट्रोलाइज़र पर वोल्टेज बढ़ जाता है। हालांकि, एनोड और कैथोड रिक्त स्थान के अलग होने के कारण, परिणामी हाइड्रोजन और क्लोरीन पर्याप्त रूप से शुद्ध होते हैं और इनका उपयोग किया जा सकता है; एक सुरक्षित कार्य वातावरण और सुरक्षा के निर्माण की सुविधा प्रदान करना वातावरणहानिकारक गैस उत्सर्जन से।

चावल। 8 एंजेल क्लोरेट इलेक्ट्रोलाइजर:

1 - ग्रेफाइट एनोड; 2 - कैथोड; 3 - कैथोड फ्रेम;

4 - सेल शरीर; 5 - ढक्कन

यह पर्क्लोरिक एसिड के उत्पादन के लिए इलेक्ट्रोड के द्विध्रुवी स्विचिंग के साथ फिल्टर-प्रेस इलेक्ट्रोलाइज़र के उपयोग के बारे में बताया गया है। पॉलीविनाइल क्लोराइड से बने इलेक्ट्रोलाइज़र फ्रेम से बने जाल डायाफ्राम से लैस होते हैं बहुलक सामग्री. एनोड प्लेटिनम पन्नी से ढके होते हैं, कैथोड चांदी के होते हैं। 5 केए के लोड के लिए सेल 2.5 केए/एम के वर्तमान घनत्व और 4.4 वी के सेल वोल्टेज पर संचालित होता है; वर्तमान उत्पादन लगभग 60% था।

दो आयन-विनिमय झिल्लियों के साथ तीन-कक्ष इलेक्ट्रोलाइज़र (चित्र 9) में क्लोरेट्स के जलीय घोलों के एनोडिक ऑक्सीकरण द्वारा परक्लोरिक एसिड प्राप्त करने का भी प्रस्ताव था। एनोड स्पेस में प्लैटिनम या प्लैटिनम-टाइटेनियम एनोड का उपयोग करते समय, काफी शुद्ध 2N प्राप्त करना संभव है। एसिड, और कैथोड स्पेस में - एक क्षार समाधान। इस मामले में, साधारण स्टील को कैथोड के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

यद्यपि HC1 या C1 2 से HC10 4 के विलयनों के इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त परक्लोरिक एसिड का उपयोग विभिन्न परक्लोरेट्स के उत्पादन के लिए किया जाता है, लेकिन इसका उपयोग अक्सर सफलता के साथ भी किया जाता है। रिवर्स प्रक्रिया- क्षार या क्षारीय पृथ्वी धातुओं के परक्लोरेट्स से परक्लोरिक एसिड प्राप्त करना। इस मामले में, फीडस्टॉक आमतौर पर सोडियम क्लोरेट के इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त सोडियम परक्लोरेट होता है। कभी कभी परक्लोरेट

विनिमय अपघटन द्वारा सोडियम पोटेशियम, बेरियम या अन्य धातुओं के परक्लोरेट्स में परिवर्तित हो जाता है।

चित्र 8. तीन-कक्ष इलेक्ट्रोलाइज़र:

/ - एनोड कक्ष; 2 - झरझरा डायाफ्राम, 3 - केंद्रीय कक्ष; 4 - कटियन विनिमय झिल्ली; 5 - कैथोड कक्ष; 6 - कैथोड; एनोड; 8, 9 - कैथोड और एनोड टायर, क्रमशः।

परक्लोरिक एसिड के उत्पादन के लिए पहले व्यावसायिक तरीकों में से एक पोटेशियम परक्लोरेट और सल्फ्यूरिक एसिड के बीच प्रतिक्रिया पर आधारित था।

केसी1ओ 4 + एच 2 एस0 4 = एचसी10 4 + केएचएस0 4 (3)

वैक्यूम आसवन द्वारा पर्क्लोरिक एसिड को डिस्टिल्ड किया गया था। इस मामले में, पर्याप्त रूप से केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करने के मामले में, निर्जल के करीब पर्क्लोरिक एसिड की एक उच्च सांद्रता प्राप्त की गई थी। उद्योग में इस प्रक्रिया का कार्यान्वयन इंस्ट्रूमेंटेशन की जटिलता, पर्क्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड के वातावरण में काम करने के लिए उपयुक्त सीमित सामग्री और वैक्यूम में पर्क्लोरिक एसिड को डिस्टिल करने की आवश्यकता से जुड़ा है। इसलिए, प्रक्रिया का उपयोग केवल निर्जल पर्क्लोरिक एसिड के उत्पादन के लिए उचित है। परक्लोरिक एसिड के जलीय घोल को प्राप्त करने के लिए, एक जलीय घोल में फ्लोरोसिलिक एसिड के साथ पोटेशियम परक्लोरेट की बातचीत का प्रस्ताव किया गया था।

KC10 4 + HsiF 6 = HC10 4 + KsiF 6 (4)

इस मामले में, परक्लोरिक एसिड के समाधान के अलावा, खराब घुलनशील पोटेशियम सिलिकोफ्लोराइड का एक अवक्षेप प्राप्त होता है। अवक्षेप को छानने के बाद, तनु पर्क्लोरिक अम्ल के विलयनों को सांद्रित किया जा सकता है और फिर लगभग 72% की सांद्रता पर ऐजोट्रोपिक अम्ल के रूप में उच्चीकृत किया जा सकता है। हालांकि, पोटेशियम सिलिकोफ्लोराइड के परिणामी अवक्षेप खराब रूप से फ़िल्टर किए जाते हैं, जो इस पद्धति के व्यावहारिक उपयोग को जटिल बनाता है।

निर्जल पर्क्लोरिक एसिड प्राप्त करने के लिए, मजबूत अकार्बनिक एसिड के साथ पर्क्लोरिक एसिड लवण की संकेतित बातचीत के अलावा, तकनीकी मिश्रण के वैक्यूम आसवन, लगभग 70% पर्क्लोरिक एसिड के साथ तीन से चार गुना फ्यूमिंग सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया जाता है।

निर्वात आसवन के साथ ओलियम के साथ एज़ोट्रोप को निर्जलित करके निर्जल पर्क्लोरिक एसिड प्राप्त करने के लिए एक सतत प्रक्रिया प्रस्तावित है। ऐसी स्थापना का आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 10. आंकड़ा एक प्रयोगशाला सेटअप दिखाता है, लेकिन उसी सिद्धांत का उपयोग करके एक बड़ा सेटअप बनाया जा सकता है। उपकरण में हमेशा संसाधित होने वाले एसिड मिश्रण की थोड़ी मात्रा होती है, जो संभावित विस्फोटों से जुड़े खतरे को कम करता है। एसिड मिलाते समय, पर्क्लोरिक एसिड के अति ताप और संभावित थर्मल अपघटन से बचने के लिए मिक्सर को ठंडा करना आवश्यक है।

चावल। 10. निर्जल पर्क्लोरिक एसिड के उत्पादन के लिए स्थापना योजना:

1 - क्वार्ट्ज ग्लास या पाइरेक्स पाइप;

2 - विद्युत ताप; एच -ड्रिप फ़नल;

4 - अपशिष्ट अम्ल मिश्रण रिसीवर;

5 - पर्क्लोरिक एसिड वाष्प को हटाने के लिए पाइप;

6 - निर्जल पर्क्लोरिक एसिड का रिसीवर-कंडेनसर।

7. पीडी - पोर्ट्रेट इको .

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0 0 के तापमान पर 0.1 एम एचसीएल और 4 एम परक्लोरिक एसिड के घोल में प्लैटिनम एनोड पर सीएल 2 के इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण द्वारा परक्लोरिक एसिड के उत्पादन की विधि और 0.4-0.7 ए / सेमी अनुक्रमिक संतृप्ति का एनोड वर्तमान घनत्व। सीएल 2 के साथ 0.3-0.6 एमपीए और ओ 2 के दबाव में 4-5 एमपीए के दबाव में 8-10 एमए-सेमी 2 के कैथोड वर्तमान घनत्व पर समाधान।

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इलेक्ट्रोलाइज़र फिल्टर की एक प्रणाली - प्रेस प्रकार, जिसमें बड़ी संख्या में श्रृंखला से जुड़े इलेक्ट्रोलाइज़र शामिल हैं, जिसमें डायाफ्राम द्वारा अलग किए गए एनोड और कैथोड रिक्त स्थान हैं, प्रस्तावित है। इलेक्ट्रोलाइज़र एक दूसरे से शीट सामग्री से बने अभेद्य विभाजन से अलग हो जाते हैं, जिससे द्विध्रुवी ई बनता है। नी से बने ये विभाजन एक ही धातु से बने छिद्रित और लहरदार विभाजन के साथ एक कठोर संरचना भी बनाते हैं। इलेक्ट्रोलाइज़र की इस प्रणाली का डिज़ाइन स्थायित्व में भिन्न होता है। एफ एल चेर्नोविच की प्रणाली की योजना प्रस्तुत और वर्णित है।

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सीएल 2 वॉल्यूम पर। टी - तेज घुटन वाली गंध वाली पीली-हरी गैस, हवा से 2.5 गुना भारी, पानी में थोड़ी घुलनशील (~ 6.5 ग्राम / लीटर); एक्स। आर। गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में। यह केवल ज्वालामुखी गैसों में ही मुक्त पाया जाता है।

कैसे प्राप्त करें

आयनों Cl के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के आधार पर -

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

औद्योगिक

क्लोराइड के जलीय घोल का इलेक्ट्रोलिसिस, अधिक बार - NaCl:

2NaCl + 2H 2 O \u003d Cl 2 + 2NaOH + H 2

प्रयोगशाला

ऑक्सीकरण सांद्र। एचसीआई विभिन्न ऑक्सीकरण एजेंट:

4HCI + MnO 2 \u003d Cl 2 + MpCl 2 + 2H 2 O

16HCl + 2KMnO 4 \u003d 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl + 8H 2 O

6HCl + KClO 3 \u003d ZCl 2 + KCl + 3H 2 O

14HCl + K 2 Cr 2 O 7 \u003d 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O

रासायनिक गुण

क्लोरीन एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। धातुओं, अधातुओं और का ऑक्सीकरण करता है जटिल पदार्थ, बहुत स्थिर आयनों में बदलते समय Cl -:

सीएल 2 0 + 2e - \u003d 2Cl -

धातुओं के साथ अभिक्रिया

शुष्क क्लोरीन गैस के वातावरण में सक्रिय धातुएँ प्रज्वलित और जलती हैं; इस मामले में, धातु क्लोराइड बनते हैं।

सीएल 2 + 2Na = 2NaCl

3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3

निष्क्रिय धातुएं गीले क्लोरीन या इसके जलीय घोल द्वारा अधिक आसानी से ऑक्सीकृत हो जाती हैं:

सीएल 2 + घन \u003d CuCl 2

3Cl 2 + 2Au = 2AuCl 3

अधातुओं के साथ अभिक्रिया

क्लोरीन केवल ओ 2, एन 2, सी के साथ सीधे बातचीत नहीं करता है। विभिन्न परिस्थितियों में अन्य गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ती हैं।

अधातु हैलाइड बनते हैं। हाइड्रोजन के साथ बातचीत की प्रतिक्रिया सबसे महत्वपूर्ण है।

सीएल 2 + एच 2 \u003d 2HC1

सीएल 2 + 2 एस (पिघल) = एस 2 सीएल 2

Cl 2 + 2Р = 2РCl 3 (या РCl 5 - Cl 2 से अधिक)

2Cl 2 + Si = SiCl 4

3Cl 2 + I 2 \u003d 2ICl 3

मुक्त अधातुओं (Br 2, I 2, N 2, S) का उनके यौगिकों से विस्थापन

सीएल 2 + 2 केबीआर = ब्र 2 + 2 केसीएल

सीएल 2 + 2केआई \u003d आई 2 + 2केसीएल

सीएल 2 + 2HI \u003d मैं 2 + 2HCl

सीएल 2 + एच 2 एस \u003d एस + 2 एचसीएल

ZCl 2 + 2NH 3 \u003d N 2 + 6HCl

पानी में क्लोरीन का अनुपातहीनता और क्षार के जलीय घोल

स्व-ऑक्सीकरण-स्व-उपचार के परिणामस्वरूप, कुछ क्लोरीन परमाणु Cl - आयनों में परिवर्तित हो जाते हैं, जबकि अन्य सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था में ClO - या ClO 3 - आयनों का हिस्सा होते हैं।

सीएल 2 + एच 2 ओ \u003d एचसीएल + एचसीएलओ हाइपोक्लोरस टू-टा

सीएल 2 + 2 केओएच \u003d केसीएल + केसीएलओ + एच 2 ओ

3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

3Cl 2 + 2Ca (OH) 2 \u003d CaCl 2 + Ca (ClO) 2 + 2H 2 O

ये प्रतिक्रियाएं महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे क्लोरीन के ऑक्सीजन यौगिकों के उत्पादन की ओर ले जाती हैं:

KClO 3 और Ca (ClO) 2 - हाइपोक्लोराइट्स; KClO 3 - पोटेशियम क्लोरेट (बर्टोलेट नमक)।

कार्बनिक पदार्थों के साथ क्लोरीन की परस्पर क्रिया

a) OB अणुओं में हाइड्रोजन परमाणुओं का प्रतिस्थापन

बी) कई कार्बन-कार्बन बांडों के टूटने के बिंदु पर Cl 2 अणुओं का लगाव

एच 2 सी \u003d सीएच 2 + सीएल 2 → सीएलएच 2 सी-सीएच 2 सीएल 1,2-डाइक्लोरोइथेन

HC≡CH + 2Cl 2 → Cl 2 HC-CHCl 2 1,1,2,2-टेट्राक्लोरोइथेन

हाइड्रोजन क्लोराइड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड

हाइड्रोजन क्लोराइड गैस

शारीरिक और रासायनिक गुण

एचसीएल हाइड्रोजन क्लोराइड है। रेव पर। टी - रंगहीन। तीखी गंध वाली गैस, आसानी से द्रवित हो जाती है (mp. -114°С, bp. -85°С)। निर्जल एचसीएल गैसीय और दोनों में तरल अवस्थाधातुओं, धातु ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड्स के साथ-साथ कई अन्य पदार्थों के संबंध में गैर-प्रवाहकीय, रासायनिक रूप से निष्क्रिय। इसका अर्थ है कि जल की अनुपस्थिति में हाइड्रोजन क्लोराइड अम्लीय गुण प्रदर्शित नहीं करता है। केवल बहुत उच्च तापमान पर गैसीय एचसीएल धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, यहां तक ​​कि ऐसे निष्क्रिय जैसे कि Cu और Ag भी।
एचसीएल में क्लोराइड आयन के कम करने वाले गुण भी कुछ हद तक खुद को प्रकट करते हैं: यह फ्लोरीन द्वारा वॉल्यूम पर ऑक्सीकृत होता है। टी, और उत्प्रेरक की उपस्थिति में उच्च टी (600 डिग्री सेल्सियस) पर, यह ऑक्सीजन के साथ विपरीत रूप से प्रतिक्रिया करता है:

2HCl + F 2 \u003d Cl 2 + 2HF

4HCl + O 2 \u003d 2Cl 2 + 2H 2 O

गैसीय एचसीएल का व्यापक रूप से कार्बनिक संश्लेषण (हाइड्रोक्लोरिनेशन प्रतिक्रियाओं) में उपयोग किया जाता है।

कैसे प्राप्त करें

1. सरल पदार्थों से संश्लेषण:

एच 2 + सीएल 2 \u003d 2 एचसीएल

2. हाइड्रोकार्बन क्लोरीनीकरण के दौरान उप-उत्पाद के रूप में गठित:

आर-एच + सीएल 2 = आर-सीएल + एचसीएल

3. प्रयोगशाला में, वे सांद्र की क्रिया प्राप्त करते हैं। क्लोराइड के लिए एच 2 एसओ 4:

एच 2 एसओ 4 (संक्षिप्त) + NaCl \u003d 2HCl + NaHSO 4 (कम हीटिंग के साथ)

एच 2 एसओ 4 (संक्षिप्त) + 2NaCl \u003d 2HCl + Na 2 SO 4 (बहुत मजबूत हीटिंग के साथ)

एचसीएल का एक जलीय घोल एक मजबूत एसिड (हाइड्रोक्लोरिक, या हाइड्रोक्लोरिक) है

एचसीएल पानी में बहुत घुलनशील है: वॉल्यूम पर। एच 2 ओ के 1 एल में टी ~ 450 लीटर गैस घुल जाता है (विघटन गर्मी की एक महत्वपूर्ण मात्रा की रिहाई के साथ होता है)। एक संतृप्त घोल है सामूहिक अंशएचसीएल 36-37% के बराबर। इस घोल में बहुत तीखी, दम घुटने वाली गंध होती है।

पानी में एचसीएल अणु लगभग पूरी तरह से आयनों में विघटित हो जाते हैं, यानी एचसीएल का एक जलीय घोल एक मजबूत एसिड होता है।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड के रासायनिक गुण

1. जल में घुला हुआ HCl, H + आयनों की उपस्थिति के कारण अम्लों के सभी सामान्य गुणों को प्रदर्शित करता है

एचसीएल → एच + + सीएल -

परस्पर क्रिया:

ए) धातुओं के साथ (एच तक):

2HCl 2 + Zn \u003d ZnCl 2 + H 2

बी) बुनियादी और उभयचर ऑक्साइड के साथ:

2HCl + CuO \u003d CuCl 2 + H 2 O

6HCl + Al 2 O 3 \u003d 2AlCl 3 + ZN 2 O

ग) क्षार और उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड के साथ:

2HCl + Ca (OH) 2 \u003d CaCl 2 + 2H 2 O

3HCl + Al(OH) 3 \u003d AlCl 3 + ZN 2 O

डी) कमजोर एसिड के लवण के साथ:

2HCl + CaCO 3 \u003d CaCl 2 + CO 2 + H 3 O

एचसीएल + सी 6 एच 5 ओना \u003d सी 6 एच 5 ओएच + NaCl

ई) अमोनिया के साथ:

एचसीएल + एनएच 3 \u003d एनएच 4 सीएल

मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ प्रतिक्रियाएं एफ 2, एमएनओ 2, केएमएनओ 4, केसीएलओ 3, के 2 सीआर 2 ओ 7। आयनों Cl - मुक्त हलोजन के लिए ऑक्सीकरण होता है:

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

प्रतिक्रिया समीकरणों के लिए, "क्लोरीन प्राप्त करना" देखें। हाइड्रोक्लोरिक और नाइट्रिक एसिड के बीच OVR का विशेष महत्व है:

कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रियाएं

परस्पर क्रिया:

a) ऐमीन के साथ (जैविक क्षारों के रूप में)

आर-एनएच 2 + एचसीएल → + सीएल -

बी) अमीनो एसिड के साथ (एम्फोटेरिक यौगिकों के रूप में)

क्लोरीन के ऑक्साइड और ऑक्सोएसिड

एसिड ऑक्साइड

अम्ल

नमक

रासायनिक गुण

1. क्लोरीन के सभी ऑक्सोअम्ल और उनके लवण प्रबल ऑक्सीकारक होते हैं।

2. लगभग सभी यौगिक इंट्रामोल्युलर ऑक्सीकरण-कमी या अनुपातहीनता के कारण गर्म होने पर विघटित हो जाते हैं।

ब्लीचिंग पाउडर

क्लोरीन (सफेदी) चूना - हाइपोक्लोराइट और कैल्शियम क्लोराइड का मिश्रण, विरंजन और कीटाणुरहित प्रभाव डालता है। कभी-कभी इसे मिश्रित नमक का उदाहरण माना जाता है, जिसमें एक साथ दो एसिड के आयन होते हैं:

भाला पानी

क्लोराइड और पोटेशियम हैपोक्लोराइट का जलीय घोल KCl + KClO + H 2 O

- मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट

रासायनिक अभिकर्मकों की विशाल विविधता के बीच, एसिड एक विशेष स्थान रखता है। उनके उपयोग का महत्व भौतिक-रासायनिक गुणों पर निर्भर करता है। ऑक्सीकरण की डिग्री के आधार पर, उन्हें हानिरहित में विभाजित किया जाता है, जैसे एस्कॉर्बिक, एमिनोएसेटिक, नींबू एसिडजिसे आप बिना प्रिस्क्रिप्शन के नियमित फार्मेसी में खरीद सकते हैं, साथ ही हाइड्रोफ्लोरिक, सल्फ्यूरिक या क्लोरीन जैसे खतरनाक भी। ये एसिड, पहले वाले के विपरीत, विशेष फार्मेसियों या दुकानों में बेचे जाते हैं, जिनमें से एक मास्को खुदरा रासायनिक अभिकर्मक स्टोर प्राइम केमिकल्स ग्रुप है।

संकल्पना

पर्क्लोरिक एसिड एक मोनोबैसिक एनहाइड्रस एसिड है, जो सबसे शक्तिशाली, खतरनाक और सामान्य रासायनिक अभिकर्मकों में से एक है। पदार्थ की संरचना में उच्च स्तर के ऑक्सीकरण के साथ क्लोरीन शामिल है, जो इसे सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट बनाता है। एसिड लवण का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में भी किया जाता है। इसकी संरचना के अनुसार, पर्क्लोरिक एसिड एक रंगहीन वाष्पशील तरल है; हीड्रोस्कोपिक हवा के संपर्क में आने पर, रसायन पानी को अवशोषित कर लेता है और धूम्रपान करना शुरू कर देता है (एक मोनोहाइड्रेट बनाता है), धीरे-धीरे काला हो जाता है और अनायास फट जाता है। पर्क्लोरिक एसिड के एक जलीय घोल में एक तैलीय स्थिरता होती है और इसमें ऑक्सीकरण शक्ति कम होती है और यह अत्यधिक ज्वलनशील होता है।

पर्क्लोरिक एसिड के गुण:

हवा के संपर्क में आने पर अत्यधिक धूम्रपान करता है;
- अस्थिर;
- ऑर्गनोफ्लोरीन और क्लोरीन सॉल्वैंट्स, इथेनॉल में अच्छी तरह से घुलनशील;
- किसी भी अनुपात में पानी के साथ गलतफहमी;
- सोना, प्लैटिनम समूह धातु, चांदी, आदि को भंग करने में सक्षम; ब्रोमीन के साथ बातचीत नहीं करता है;
- शराब, कागज और लकड़ी का कोयला के संपर्क में - एक विस्फोट होता है।

रसीद

इस अभिकर्मक का एक जलीय घोल हाइड्रोक्लोरिक एसिड या क्लोरीन के इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण द्वारा पर्क्लोरिक एसिड की उच्च सांद्रता में प्राप्त किया जाता है, इसके लिए विशेष प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ का उपयोग किया जाता है। निर्जल रासायनिक अभिकर्मक पोटेशियम या सोडियम परक्लोरेट को सल्फ्यूरिक एसिड के एक केंद्रित समाधान के साथ प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जाता है। इस प्रकार पहली बार पदार्थ उन्नीसवीं शताब्दी के प्रारंभ में प्राप्त हुआ था। उसी प्रकार यह वर्तमान समय में प्राप्त होता है।

आवेदन

इस एसिड के आवेदन के मुख्य क्षेत्र:
- विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान (परक्लोरेट्स प्राप्त करना);
- खनन उद्योग (अयस्कों के अपघटन के साथ-साथ खनिजों के अध्ययन में उत्प्रेरक);
- रासायनिक उद्योग (विस्फोटक और desiccants के निर्माण में)।

सावधानियां और संचालन नियम

परक्लोरिक एसिड के साथ काम करते समय, अन्य आक्रामक रसायनों के साथ, सख्त सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए। पदार्थ के सीधे संपर्क से बचने के लिए, सभी शोध, प्रयोग या अन्य प्रकार के कार्य किए जाने चाहिए:
- श्वासयंत्र और गैस मास्क (सुरक्षा के लिए श्वसन तंत्र);
- सुरक्षात्मक चश्मा;
- नित्रिल दस्ताने;
- विशेष कपड़े (एप्रन, शू कवर) और अन्य रबर उत्पाद।

परिवहन और भंडारण के दौरान, निम्नलिखित सिफारिशों का पालन किया जाना चाहिए: निर्जल एसिड का एक छोटा शेल्फ जीवन होता है, इसलिए इसे लंबे समय तक संग्रहीत नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह अस्थिर है और सामान्य परिस्थितियों में जल्दी से विघटित हो जाता है। इससे स्वतःस्फूर्त विस्फोट हो सकता है। अन्य एसिड और धातुओं से दूर रहें जिनके साथ यह प्रतिक्रिया कर सकता है। भंडारण कक्ष में कोई गर्मी स्रोत नहीं होना चाहिए। इसे धूप से बचाना चाहिए।

शरीर के लिए खतरा

कई एसिड शरीर पर सकारात्मक प्रभाव डालते हैं। वे चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, और उनकी कमी से गंभीर विकार हो सकते हैं, जो इस एसिड के बारे में नहीं कहा जा सकता है। थोड़े से संपर्क से भी, यह रासायनिक जलन का कारण बनता है, त्वचा और श्लेष्मा झिल्ली को प्रभावित करता है।

गुणवत्ता आश्वासन के साथ रासायनिक अभिकर्मक कहाँ से खरीदें?

इस तथ्य के बावजूद कि प्रयोगशाला अभ्यास में रसायन मुख्य तत्व हैं, किसी को नहीं भूलना चाहिए प्रयोगशाला के उपकरणऔर उपकरण, साथ ही कांच, चीनी मिट्टी के बरतन, क्वार्ट्ज और अन्य सामग्रियों से बने प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ, जिनकी गुणवत्ता भी शोध के परिणामों को निर्धारित करती है। प्राइम केमिकल्स ग्रुप ऑनलाइन स्टोर में प्रयोगशाला उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रस्तुत की जाती है: एक सस्ती कीमत पर एक चुंबकीय और फिल्टर पेपर स्टिरर से लेकर सबसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रयोगशाला तराजू तक।

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क्लोरीन चार ऑक्सीजन युक्त एसिड बनाता है: क्लोरस, क्लोरीन, क्लोरिक और पर्क्लोरिक।

हाइपोक्लोरस अम्ल HClOयह पानी के साथ क्लोरीन और साथ ही मजबूत खनिज एसिड के साथ इसके लवण की बातचीत से बनता है। यह एक कमजोर अम्ल है और बहुत अस्थिर है। इसके अपघटन के प्रतिक्रिया उत्पादों की संरचना स्थितियों पर निर्भर करती है। हाइपोक्लोरस एसिड की मजबूत रोशनी के साथ, समाधान में एक कम करने वाले एजेंट की उपस्थिति, साथ ही लंबे समय तक खड़े रहने पर, यह परमाणु ऑक्सीजन की रिहाई के साथ विघटित हो जाता है: एचसीएलओ \u003d एचसीएल + ओ

पानी निकालने वाले पदार्थों की उपस्थिति में, क्लोरीन ऑक्साइड (I) बनता है: 2 HClO \u003d 2 H2O + Cl2O

इसलिए, जब क्लोरीन गर्म क्षार के घोल के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो लवण हाइड्रोक्लोरिक और हाइपोक्लोरस के नहीं, बल्कि हाइड्रोक्लोरिक और हाइपोक्लोरस एसिड से बनते हैं: 6 NaOH + 3 Cl2 \u003d 5 NaCl + NaClO3 + 3 H2O

हाइपोक्लोरस अम्ल के लवण - क्लोराइट्स के बारे में जी और पीबहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं। वे ठंड में क्षार के साथ क्लोरीन की बातचीत से बनते हैं। उसी समय हाइड्रोक्लोरिक एसिड लवण बनते हैं। इन मिश्रणों में से ब्लीच और शेल पानी सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

क्लोरिक अम्ल HClO2क्षार धातु क्लोराइट्स पर केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की क्रिया से बनता है, जो कैथोड और एनोड रिक्त स्थान के बीच एक डायाफ्राम की अनुपस्थिति में क्षार धातु क्लोराइड के समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान मध्यवर्ती उत्पादों के रूप में प्राप्त होते हैं। यह एक कमजोर, अस्थिर एसिड, एक अम्लीय वातावरण में एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। जब यह हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो क्लोरीन निकलता है: HClO2 + 3 HC1 = Cl2 + 2 H2O

पर्क्लोरिक अम्ल HClO3 इसके लवणों की क्रिया से बनता है - क्लोरेट्स- सल्फ्यूरिक एसिड। यह एक बहुत ही अस्थिर एसिड है, एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। केवल तनु विलयनों में मौजूद हो सकता है। वैक्यूम में कम तापमान पर HClO3 के घोल को वाष्पित करके, लगभग 40% पर्क्लोरिक एसिड युक्त चिपचिपा घोल प्राप्त किया जा सकता है। एक उच्च एसिड सामग्री पर, एक विस्फोट के साथ समाधान विघटित हो जाता है। कम करने वाले एजेंटों की उपस्थिति में कम सांद्रता पर विस्फोटक अपघटन भी होता है। तनु विलयनों में, पर्क्लोरिक अम्ल ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है, और अभिक्रियाएँ काफी शांति से आगे बढ़ती हैं:

HClO3 + 6 HBr = HCl + 3 Br2 + 3 H2O

क्लोरिक एसिड के लवण - क्लोरेट्स - कैथोड और एनोड रिक्त स्थान के बीच एक डायाफ्राम की अनुपस्थिति में क्लोराइड समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान बनते हैं, साथ ही साथ गर्म क्षार समाधान में क्लोरीन के विघटन के दौरान, जैसा कि ऊपर दिखाया गया है। इलेक्ट्रोलिसिस (बर्टोलेट का नमक) के दौरान बनने वाला पोटेशियम क्लोरेट पानी में थोड़ा घुलनशील होता है और सफेद अवक्षेप के रूप में अन्य लवणों से आसानी से अलग हो जाता है। एक एसिड की तरह, क्लोरेट्स काफी मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं:

KClO3 + 6 HCl = KCl + 3 Cl2 + 3 H2O

क्लोरेट्स का उपयोग विस्फोटकों के उत्पादन के साथ-साथ प्रयोगशाला में ऑक्सीजन के उत्पादन और पर्क्लोरिक एसिड - परक्लोरेट्स के लवण के लिए किया जाता है। जब बर्टोलेट नमक को मैंगनीज डाइऑक्साइड MnO2 की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, जो उत्प्रेरक की भूमिका निभाता है, तो ऑक्सीजन निकलती है। यदि पोटेशियम क्लोरेट को उत्प्रेरक के बिना गर्म किया जाता है, तो यह हाइड्रोक्लोरिक और पर्क्लोरिक एसिड के पोटेशियम लवण के निर्माण के साथ विघटित हो जाता है:

2 KClO3 = 2 KCl + 3 O2

4 KClO3 = KCl + 3 KClO4

जब परक्लोरेट्स को केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ इलाज किया जाता है, तो पर्क्लोरिक एसिड प्राप्त किया जा सकता है:

KClO4 + H2SO4 = KHSO4 + HclO4

यह सबसे प्रबल अम्ल है। यह सभी ऑक्सीजन युक्त क्लोरीन एसिड में सबसे स्थिर है, लेकिन निर्जल एसिड गर्म, हिलने या कम करने वाले एजेंटों के संपर्क में विस्फोटक रूप से विस्फोट कर सकता है। पर्क्लोरिक एसिड के तनु विलयन काफी स्थिर और उपयोग में सुरक्षित होते हैं। पोटेशियम, रूबिडियम, सीज़ियम, अमोनियम और अधिकांश कार्बनिक क्षारों के क्लोरेट्स पानी में खराब घुलनशील होते हैं।

उद्योग में, पोटेशियम परक्लोरेट बर्थोलेट नमक के इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है:

2 एच+ + 2 ई- \u003d एच2 (कैथोड पर)

lО3- - 2 ई- + Н2О = lO4- + 2 Н+ (एनोड पर)

जैविक भूमिका।

यह आवश्यक आवश्यक तत्वों के अंतर्गत आता है। मानव शरीर में 100 ग्रा.

क्लोरीन आयन एक बहुत ही महत्वपूर्ण जैविक भूमिका निभाते हैं। आयनों K+, Mg2+, Ca2+, HCO~, H3P04 और प्रोटीन के साथ मिलकर रक्त प्लाज्मा, लसीका, मस्तिष्कमेरु द्रव, आदि के आसमाटिक दबाव (ऑस्मोटिक होमियोस्टेसिस) का एक निश्चित स्तर बनाने में प्रमुख भूमिका निभाते हैं।

क्लोरीन आयन पानी-नमक चयापचय के नियमन में शामिल है और ऊतकों द्वारा बनाए गए तरल पदार्थ की मात्रा, इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ के पीएच को बनाए रखता है और सोडियम-पोटेशियम पंप के संचालन द्वारा बनाई गई झिल्ली क्षमता, जिसे समझाया गया है (जैसा कि ऑस्मोसिस में इसकी भागीदारी के मामले में) सेल झिल्ली के माध्यम से फैलाने की क्षमता जैसे Na +, K + आयन इसे करते हैं। क्लोरीन आयन एक आवश्यक घटक है (H2PO4, HSO4 आयन, एंजाइम आदि के साथ) आमाशय रस, जो हाइड्रोक्लोरिक एसिड का हिस्सा है।

पाचन को बढ़ावा देने के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड विभिन्न प्रकार के रोगजनक बैक्टीरिया को नष्ट कर देता है।