Perchloro rūgštis H C l O 4 (\displaystyle ((HClO)_(4)))- monobazinė rūgštis, viena stipriausių (vandeniniame tirpale, pK = ~ -10), bevandenė - išskirtinai stiprus oksidatorius, nes joje yra aukščiausios oksidacijos laipsnio +7 chloro.

Enciklopedinis „YouTube“.

1 / 1

✪ PRUSIŲ RŪGŠTIES SINTEZĖ

Subtitrai

Savybės

Fizinės savybės

Bespalvis lakus skystis, labai rūkantis ore, monomerinis garuose. Bevandenė perchloro rūgštis yra labai reaktyvi ir nestabili. Skystas HClO 4 yra dalinai dimerizuotas, jam būdinga pusiausvyrinė autodehidratacija:

3 HC l O 4 ⇄ H 3 O + + C l O 4 − + C l 2 O 7 (\displaystyle (\mathsf (3HClO_(4))\rightleftarrows H_(3)O^(+)+ClO_(4)^ (-)+Cl_(2)O_(7))))

Cheminės savybės

Sprogstamosios. Perchloro rūgštis ir jos druskos (perchloratai) naudojami kaip oksidatoriai. Perchloro rūgštis, kaip viena stipriausių rūgščių, tirpdo aukso ir platinos metalus, o reaguodama su sidabru susidaro chloro rūgštis:

3 HClO_(4)+2Ag=2AgClO_(4)+HClO_(3)+ H_(2)O)))

8 As + 5 HCl O 4 + 12 H 2 O = 8 H 3 A s O 4 + 5 HC l (\displaystyle (\mathsf (8As+5HClO_(4)+12H_(2)O=8H_(3)) AsO_(4)+5HCl)))(ši reakcija naudojama metalurgijoje rūdoms valyti)

Jodo perchloratas gaunamas laboratorijoje apdorojant ozonu jodo tirpalą bevandenėje perchloro rūgštyje:

I 2 + 6 HCl O 4 + O 3 = 2 I (Cl O 4) 3 + 3 H 2 O (\displaystyle (\mathsf (I_(2)+6HClO_(4)+O_(3)=2I() ClO_(4))_(3)+3H_(2)O)))

Perchloro rūgštis, būdama itin stipri nestabili rūgštis, suyra:

4 H Cl O 4 = 4 C l O 2 + 3 O 2 + 2 H 2 O (\displaystyle (\mathsf (4HClO_(4)=4ClO_(2)+3O_(2)+2H_(2)O)))

Perchloro rūgštis gerai tirpsta fluoro ir chloro organiniuose tirpikliuose, pvz CF 3 (\displaystyle ((\mbox(CF))_(3)))C O O H (\displaystyle COOH), CHCl 3 (\displaystyle ((\mbox(CHCl))_(3))), CH 2 Cl 2 (\displaystyle ((\mbox(CH))_(2)(\mbox(Cl))_(2))) tt Maišymas su redukuojančiais tirpikliais gali sukelti gaisrą ir sprogimą. Perchloro rūgštis bet kokiu santykiu maišosi su vandeniu ir sudaro hidratų seriją. HClO 4 ×nH 2 (\displaystyle ((\mbox(HClO))_(4)(\mbox(×nH))_(2)))O (\displaystyle O)(kur n = 0,25…4). Monohidratas HClO 4 H 2 (\displaystyle ((\mbox(HClO))_(4)(\mbox(H))_(2)))O (\displaystyle O) lydymosi temperatūra yra +50 o C. Koncentruoti perchloro rūgšties tirpalai, skirtingai nei bevandenė rūgštis, yra aliejinės konsistencijos. Vandeniniai perchloro rūgšties tirpalai yra stabilūs ir turi mažą oksidacinę galią. Perchloro rūgštis sudaro azeotropinį mišinį su vandeniu, verdančiu 203 °C temperatūroje ir turinčiu 72% perchloro rūgšties. Perchloro rūgšties tirpalai chloro turinčiuose angliavandeniliuose yra superrūgštys  (superrūgštys). Perchloro rūgštis yra viena stipriausių neorganinių rūgščių, jos aplinkoje net rūgštiniai junginiai elgiasi kaip bazės, prideda protoną ir susidaro acilperchlorato katijonai: P(OH) 4 (\displaystyle ((\mbox(P(OH)))_(4))) + − , NO 2 (\displaystyle ((\mbox(NO))_(2))) + ClO 4 (\displaystyle ((\mbox(ClO))_(4))) − .

Šiek tiek kaitinant sumažintame slėgyje perchloro rūgšties mišinį su fosforo anhidridu, distiliuojamas bespalvis aliejinis skystis - perchloro anhidridas:

2 HCI (7)+H_(2)P_(4)O_(11))))

Perchlorato rūgšties druskos vadinamos perchloratais.

Kvitas

• Vandeniniai perchloro rūgšties tirpalai gaunami elektrocheminiu būdu oksiduojant druskos rūgštį arba koncentruotoje perchloro rūgštyje ištirpintą chlorą, taip pat keičiant natrio ar kalio perchloratus su stipriomis neorganinėmis rūgštimis.
• Bevandenė perchloro rūgštis susidaro sąveikaujant natrio arba kalio perchloratams su koncentruota sieros rūgštimi, taip pat perchloro rūgšties vandeniniams tirpalams su oleumu:

KC l O 4 + H 2 SO 4 → KHSO 4 + HC l O 4 (\displaystyle (\mathsf (KClO_(4)+H_(2)SO_(4))\rodyklė dešinėn KHSO_(4)+HClO_(4))) )

Taikymas

• Koncentruoti vandeniniai perchloro rūgšties tirpalai plačiai naudojami analitinėje chemijoje, taip pat perchloratams gaminti.
• Perchloro rūgštis naudojama skaidant sudėtingas rūdas, analizuojant mineralus, taip pat kaip katalizatorius.
• Perchloro rūgšties druskos: kalio perchloratas mažai tirpsta vandenyje, naudojamas sprogmenų gamyboje, magnio perchloratas (anhidronas) yra sausiklis.

Bevandenė perchloro rūgštis ilgą laiką negali būti laikoma ir transportuojama nuo tada, kai buvo laikoma normaliomis sąlygomis jis lėtai skyla, yra nuspalvintas skilimo metu susidarančių chloro oksidų ir gali savaime sprogti. Tačiau jo vandeniniai tirpalai yra gana stabilūs.

RUSIJOS FEDERACIJOS AUKŠTOJO MOKYMO MINISTERIJA

KAZANOS VALSTYBINIS TECHNOLOGIJOS UNIVERSITETAS

TEP katedra

ESĖ

apie SPECT šia tema:

“ Perchloro rūgšties elektrosintezė

Priėmė: Andrejevas I.N.

Atlieka studentas 67-31 Kushmna G.Sh.

Kazanė – 2002 m

1. Pradinė perchloro rūgšties gamyba.

2. Taikymo sritys.

3. Perchloro rūgšties savybės.

4. Perchloro rūgšties gamyba Elektrodų reakcijos ir elektrolizės sąlygos.

5. Technologijų sistema perchloro rūgšties gamyba.

6. Elektrolizatorių konstrukcijos.

7. PD – ECHO portretas.

8. Naudotos literatūros sąrašas.

1. PIRMINIS CHLORO RŪGŠTIES GAVIMAS.

Pirmoji ataskaita apie perchloro rūgšties sintezę yra pateikta Stadion straipsnyje, kuris 1816 m. ją gavo distiliuojant produktą, susidariusį kruopščiai lydant kalio chloratą mišinyje su koncentruota sieros rūgštimi. Stadionas įnešė svarbų indėlį į perchloro rūgšties tyrimą ne tik kaip atradėjas, bet ir kaip tyrėjas, pirmą kartą gavęs ją chloro dioksido tirpalo elektrolizės būdu.

Perchloro rūgštį 1835 metais Berzelius gavo druskos rūgšties elektrolizės būdu, vėliau – vandeninio chloro dioksido tirpalo elektrolizės būdu ir kalio perchloratui sąveikaujant su sieros rūgštimi.

Pirmoje XIX amžiaus pusėje. Daugelio metalų perchloratai buvo išskirti ir ištirti. Šių druskų elektrocheminę gamybą 1890 metais užpatentavo Carlsonas.

Pirmoji pramoninė perchloratų gamyba buvo sukurta Švedijoje 1893 m., naudojant elektrocheminį metodą. XX amžiaus pradžioje. pramoninė perchloratų gamyba buvo organizuojama Prancūzijoje, Šveicarijoje, JAV ir Vokietijoje, tačiau gamybos mastai buvo nedideli, o perchloratų gamyba pasaulyje iki Pirmojo pasaulinio karo neviršijo 2000-3000 tonų per metus.

Pirmojo pasaulinio karo metais perchloratų gamyba buvo intensyviai plėtojama dėl šių druskų panaudojimo sprogstamųjų medžiagų gamybai. Pasaulyje perchloratų gamyba išaugo iki 50 tūkst. tonų per metus. Pasibaigus karui, perchloratų gamyba smarkiai sumažėjo ir atsirado tik per Antrąjį pasaulinį karą.

2. PARAIŠKOS.

Perchloro rūgšties ir jos druskų naudojimo sritys yra gana įvairios. Perchloro rūgštis naudojama įvairiems perchloratams gauti, organinėms medžiagoms ardyti, kaip elektrolitų priedas galvanizuojant, kaip reagentas analitinėje chemijoje, elektropoliruojant metalus, kaip katalizatorius hidrolizės ir esterinimo procesuose.

Be pagrindinių aukščiau išvardintų vartotojų, perchloro rūgštis ir jos druskos nedideliais kiekiais naudojama įvairiuose šalies ūkio sektoriuose: jos plačiai naudojamos analitinėje chemijoje (pavyzdžiui, kiekybiniam kalio nustatymui formoje). mažai tirpaus kalio perchlorato), fotografijoje kaip jautrinančius priedus, kaip stiprias džiovinimo medžiagas ir kitiems tikslams. Perchloro rūgštis, kaip stiprus oksidatorius, naudojama organinių medžiagų oksidacijai ir sunaikinimui (šlapiam degimui), rūdoms oksiduoti; jis taip pat naudojamas kaip tirpiklis, terpė nevandeniniam titravimui, baltymų naikinimui atliekant biologines analizes, kaip elektrolito priedas galvanizuojant ir apdorojant metalus elektrolitiniu būdu.

V pastaraisiais metais Taip pat sparčiai vystosi perchloratų ir perchloro rūgšties gamybos technologija. Plačiai naudojamos naujos elektrodų medžiagos ir elektrodai, visuose proceso etapuose tobulinama technologija.Šiuo metu perchloro rūgšties ir perchloratų gamyba organizuojama praktiškai vien elektrocheminiu būdu.

3. CHLORO RŪGŠTIES SAVYBĖS.

Perchloro rūgštis-HCLO 4 yra viena stipriausių neorganinių rūgščių. Bevandenė perchloro rūgštis yra bespalvis mobilus skystis, kurio tankis 20 ° C temperatūroje yra 1768 kg / m 3, stipriai rūkantis drėgnoje atmosferoje. Perchloro rūgšties klampumas 20 ° C temperatūroje yra 0,795 10 -3 Pa - ° C, ty mažesnė už vandens klampą.

Bevandenė perchloro rūgštis lydosi maždaug -102°C temperatūroje ir suyra 110°C temperatūroje. Jo susidarymo iš elementų šiluma yra 36,1 kJ / mol, lydymosi 6,93, išgaravimo 43,6 kJ / mol ir skiedimo 800 dalių vandens šiluma 88,5 kJ / mol.

Su vandeniu perchloro rūgštis sudaro hidratų seriją:

T pl., 0 C T pl., 0 C

HCLO4 0,25H2O	- 73.1	HCLO 4 3H 2 O	-40.2
HCLO4H2O	49.905	HCLO4 3,5H2O	-45.6
HCLO 4 2H 2 O	-20.65	HCLO 4 4H 2 O	-57.8
HCLO4 2,5H2O	-32.1

Vandens ir perchlorido rūgšties sistemos lydymosi diagrama parodyta fig. vienas

Lentelėje. 1 parodytas perchloro rūgšties vandeninių tirpalų tankis esant skirtingoms temperatūroms.

Vandeniniai perchloro rūgšties tirpalai turi gerą elektrinį laidumą ir yra naudojami kaip elektrolitai tam tikriems elektrocheminiams procesams, ypač perchloro rūgšties gamybai.

Lentelėje. 2 parodyta perchloro rūgšties vandeninių tirpalų savitoji elektrinė varža esant skirtingoms temperatūroms.

Įvairių koncentracijų perchlorato rūgšties tirpalų virimo temperatūra esant 2,4 kPa slėgiui yra:

Bevandenė perchloro rūgštis yra labai reaktyvi, ji sprogsta susilietus su daugeliu lengvai oksiduojančių organinių medžiagų. Bevandenė perchloro rūgštis yra stiprus oksidatorius. Elementarus fosforas ir siera perchloro rūgštimi oksiduojami į fosforo ir sieros rūgštis. Jodas oksiduojamas perchloro rūgštimi; bromas, chloras, taip pat HBr ir HCL su juo nesąveikauja net kaitinant.

1 lentelė. Perchloro rūgšties vandeninių tirpalų tankis nuo -25 iki 75 °C (g/cm 3)

Koncentracija, %	Temperatūra, °C
	- 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	-

2 lentelė. Perchloro rūgšties vandeninių tirpalų elektrinė varža (om-m-10 2)

Temperatūra, °C	HClO 4 masės koncentracija. %
	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	-

Perchloro rūgštis, kai laikoma kambario temperatūra lėtai skyla, o tai aptinkama tamsėjant skysčiui dėl jo nudažymo skilimo produktais. Tokia rūgštis yra pavojinga sandėliuojant, nes gali savaime sprogti. Todėl dažniausiai bevandenė perchloro rūgštis nėra sandėliuojama, o bandoma paruošti prieš pat panaudojimą.

Perchloro rūgšties stabilumą galima pagerinti pridedant inhibitorių. Visų pirma, kaip inhibitoriai gali būti organiniai junginiai, turintys trichlormetilo grupę. Veiksmingiausi inhibitoriai yra trichloracto rūgštis ir anglies tetrachloridas.

Ryžiai. 1. HCLO 4 -H 2 O sistemos lydymosi temperatūros diagrama.

Visi darbai, susiję su perchloro rūgšties ir jos druskų naudojimu, reikalauja didelio kruopštumo. Perchloro rūgštyje esant priemaišoms, galimas savaiminis rūgšties skilimas sprogimo metu.

Kontaktas su perchloro rūgštimi ant odos sukelia skausmingus cheminius nudegimus.

Perchloro rūgštį leidžiama laikyti ir transportuoti tik vandeninio tirpalo pavidalu, kurio koncentracija ne didesnė kaip 70 % HCLO 4 . Jei reikia naudoti bevandenę arba koncentruotą perchloro rūgštį, pastaroji ruošiama prieš pat naudojimą. Koncentruotos rūgšties galiojimo laikas yra itin ribotas, ypač kai skystis tamsėja dėl jo nudažymo skilimo produktais.

4. CHLORO RŪGŠTIES GAMYBA, REAKCIJOS ANT ELEKTRODŲ IR ELEKTROLIZE SĄLYGOS.

Elektrolizės metu vandenilio chlorido rūgšties tirpalams prie anodo gali išsiskirti elementinis chloras arba deguonis, o ant elektrodų, turinčių didelį anodo potencialą, taip pat gali susidaryti aukštesniųjų deguonies chloro - perchloro rūgšties junginių. Priklausomai nuo proceso sąlygų ir, svarbiausia, nuo C1 - jonų koncentracijos, temperatūros ir naudojamos anodo medžiagos, šių trijų procesų greičiai gali labai skirtis.

Koncentruotos druskos rūgšties elektrolizės metu ant visų tipų anodų, stabilių tokiomis sąlygomis, elementinis chloras išsiskiria, kurio srovės efektyvumas yra artimas 100%. Mažėjant druskos rūgšties koncentracijai, chloro srovė mažėja dėl deguonies išsiskyrimo prie anodo greičio, o kai naudojami grafito anodai – ir dėl grafito oksidacijos. Perchloro rūgšties susidarymas stebimas tik labai atskiestuose HC1 tirpaluose. Elektrolizės metu 1 N. tirpalas ant platinos anodų vandenilio chlorido rūgštis beveik vien išleidžiama chloro gamybai, o perchloro rūgšties susidaro labai nedaug. Sumažėjus druskos rūgšties koncentracijai iki 0,1 N. maždaug 50 % HC1 išleidžiama perchloro rūgščiai susidaryti, o 50 % – dujiniam chlorui gaminti.

Chloro jonų oksidacija į perchloro rūgštį vyksta esant dideliam teigiamam 2,8-3,0 V potencialui. Ant grafito anodo vandeniniuose chloridų tirpaluose tokio potencialo pasiekti neįmanoma, todėl ant šių anodų susidaro perchloro rūgštis nepastebimas net labai atskiestuose tirpaluose.

ELEKTROLIZĖS SĄLYGOS.

Perchloro rūgšties elektrocheminės sintezės anode procesas apibūdinamas tokia bendra lygtimi:

HCL + 4H 2 O - 8e - -- HLO 4 + 8H + (1)

Ant katodo išsiskiria vandenilis.

Elektrolizės procese vandenilio chlorido rūgšties tirpalai anode gali susidaryti chloras, deguonis ir perchloro rūgštis. Atsižvelgiant į elektrolizės sąlygas, pvz., chlorido jonų koncentraciją, temperatūrą ir naudojamą anodo medžiagą, šių trijų medžiagų susidarymo greitis gali labai skirtis. Perchloro rūgšties susidarymas stebimas tik praskiestuose druskos rūgšties tirpaluose.

Perchloro rūgščiai gauti reikia naudoti anodus, ant kurių galima pasiekti didelę viršįtampą procesams, kurie konkuruoja su chloro jono oksidavimu į C10 4 joną – t.y. chloro ir deguonies paskirstymo procesams. Nagrinėjamu atveju tai pasiekiama ant platinos arba platinos-titano anodų esant mažai chlorido jonų koncentracijai ir žemai elektrolizės temperatūrai. Šiuo atveju natūraliai gaunama mažos koncentracijos perchloro rūgštis. Dėl mažo elektrolito elektrinio laidumo elementų įtampa ir energijos suvartojimas yra dideli.

Elektrolizės metu 0,5 n. druskos rūgšties tirpale gauta perchloro rūgšties koncentracija iki 20 g/l. Esant mažam srovės tankiui ir 18°C ​​temperatūrai, elemento įtampa buvo 8 V, o energijos suvartojimas – apie 47 kWh/kg 100 % perchloro rūgšties. Šio metodo trūkumai yra didelės energijos sąnaudos ir maža susidariusios perchloro rūgšties koncentracija.

Siekiant sumažinti savitąją elektrolito elektrinę varžą ir atitinkamai įtampos nuostolius elektrolite, praskiesti druskos rūgšties tirpalai stiprių elektrolitų tirpaluose yra elektrolizuojami. Patogiausia C1 jono oksidacijos procesą - į CLO 4 - atlikti vandenilio chlorido arba chloro tirpaluose koncentruotame 4-6 N. perchloro rūgštis. Tuo pačiu metu galima organizuoti nepertraukiamą vandenilio chlorido, druskos rūgšties ar chloro tiekimą į elektrolitą ir dalies elektrolito pašalinimą koncentruotos perchloro rūgšties pavidalu, kad jis būtų galutinis perdirbimas į gatavus produktus.

Elektrolizės proceso eiga priklauso nuo anodo potencialo, perchloro ir druskos rūgščių koncentracijos elektrolite, elektrolizės temperatūros ir srovės tankio.

Pasikeitus HC1 koncentracijai elektrolite, kiti dalykai yra vienodi, tiek bendros srovės tankis, tiek dalinių srovių, naudojamų CLO 4 susidarymui, tankis - ir kiti procesai, vykstantys tuo pačiu metu keičiantis anodui. Ant pav. 2 paveiksle parodyta CLO 4 - ir CL 2 gavimo suminės ir dalinės srovių tankio priklausomybė nuo druskos rūgšties koncentracijos elektrolite elektrolizės metu -20 °C temperatūroje. Padidėjus elektrolizės temperatūrai, staigiai padidėja CL 2 išsiskyrimo srovės tankis ir sumažėja CLO 4 susidarymo srovės tankis, kai elektrolite yra mažesnė HC1 koncentracija.

HCL koncentracija, kmol/m 3 HCL koncentracija, kmol/m 3

Pasikeitus HC1 koncentracijai elektrolite, dalinių srovių, naudojamų CLO 4 susidarymui ir CL 2 bei O 2 išsiskyrimui, santykis. . Ant pav. 3 paveiksle parodyta elektrolizės produktų srovės efektyvumo priklausomybė nuo druskos rūgšties koncentracijos elektrolite. Duomenys gauti 20 °C temperatūroje 4 N. HCLO 4 ant platinos anodų, kurių potencialas yra 2,8 V

Didžiausia srovės išeiga perchloro rūgštis gauta iš 0,8–2 N koncentracijos druskos rūgšties. Sumažėjus druskos rūgšties koncentracijai žemiau 0,8 N. HCLO 4 srovės galia mažėja dėl padidėjusios deguonies srovės. Padidėjus HC1 koncentracijai daugiau nei 2 N. didėja dabartinis chloro išsiskyrimo suvartojimas, o perchloro rūgšties srovės efektyvumas taip pat smarkiai sumažėja. Optimali druskos rūgšties koncentracija elektrolite didėja mažėjant elektrolizės temperatūrai ir priklauso nuo perchloro rūgšties koncentracijos elektrolite.

Vandenilio chlorido rūgšties anodinio oksidavimo į perchloro rūgštį procesas labai priklauso nuo temperatūros. Ant pav. 4 paveiksle parodyta elektrolizės produktų srovės efektyvumo priklausomybė nuo tirpalo temperatūros, kai elektrolite yra 4 N. HCLO 4 ir 1 n. HC1 ir anodo potencialo vertė 2,8-3,0 V. Mažėjant temperatūrai didėja perchloro rūgšties srovė, atitinkamai mažėja chloro ir deguonies kiekis.

Priemaišų kiekis perchloro rūgštyje priklauso nuo pradinės druskos rūgšties grynumo ir pakankamai atsparių korozijai konstrukcinių medžiagų naudojimo elektrolizatoriams, vamzdynams ir įrangai gaminti. Iš ląstelės paimtoje perchloro rūgštyje yra daug chloro jonų. Norint gauti prekinę rūgštį, būtina ją išvalyti iš chloro jonų, kas atliekama elektrocheminiu būdu, t.y. galbūt pilnesnis chloro jonų oksidavimas iki perchloro rūgšties. Tačiau, mažėjant chloro jonų koncentracijai, perchloro rūgšties srovės efektyvumas mažėja ir artėja prie nulio, kai tirpalas yra pakankamai visiškai išvalytas nuo druskos rūgšties priemaišų. Didėjant perchloro rūgšties išvalymo iš chloro jonų laipsniui, sumažėja bendras srovės efektyvumas, didėja elektros energijos sąnaudos ir platinos anodų korozijos greitis.

Esant labai aukštiems perchlorato rūgšties grynumo reikalavimams, pastarąją galima toliau valyti nuo HCl priemaišų distiliuojant arba pašalinant druskos rūgštį inertinėmis dujomis. Rektifikavimas taip pat gali būti naudojamas perchloro rūgščiai, gautai iš gamybos etapo elektrolizatorių, išvalyti iš druskos rūgšties. Tokiu atveju pašalinami sunkumai, susiję su elektrocheminiu valymu, ir pasiekiamas didesnis suminis perchloro rūgšties srovės efektyvumas. Vandenilio chloridas, distiliuotas iš perchloro rūgšties distiliavimo metu, gali būti grąžintas į gamybos elektrolizės stadiją.

Perchloro rūgštį galima gauti ir anodiškai oksiduojant chlorą, ištirpintą elektrolite – 4-6 N. perchloro rūgšties tirpalas. Elektrolizuojant tokius tirpalus ant platinos anodų ir sidabro katodų, elektrolizatoriai, skirti 3,5 kA apkrovai esant 2 kA/m 2 srovės tankiui ir 0 °C temperatūrai, veikė esant 4 V įtampai. procesas apibūdinamas visumine išraiška

CL 2 + 8H 2 0 - 2 HCLO 4 + 7 H 2 (2)

Šiuo metodu galima gauti labai gryną rūgštį, nes iš šono nepatenka jokių teršalų. Paimama dalis elektrolito ir po distiliavimo gaunama 60-70% prekinė rūgštis.

Perchloro rūgšties elektrocheminei gamybai naudojami elektrolizatoriai su platinos arba platinos-titano anodais. Dėl labai didelio perchlorato ir druskos rūgšties mišinių koroziškumo, grafitas dažnai naudojamas kaip katodas. Grafito katodai lengvai atlaiko sustojimus, susijusius su katodinės poliarizacijos pašalinimu. Yra žinoma, kad platinos anodinės poliarizacijos metu nelabai praskiestuose druskos rūgšties tirpaluose, kurių potencialai yra neigiami daugiau nei 1,1-1,2 V (prieš n. w. e), platina anodiškai ištirpsta srovės efektyvumu, artimu 100%. Tokiomis sąlygomis platinos tirpimo greitis didėja didėjant potencialui, tirpalo rūgštingumui ir temperatūrai. Kai platinos potencialas (į anodo pusę) didesnis nei 1,1–1,2 V, stebimas platinos pasyvavimas, o esant 1,3 V potencialui 1 N. HC1 platinos tirpimo greitis sumažinamas iki 4 10 -5 A/m 2

Platinos anodo paviršiaus pasyvavimas, stebimas perchloro rūgšties elektrocheminės gamybos procese, yra susijęs su adsorbuoto deguonies ir įvairios sudėties fazinių oksidų sluoksnių susidarymu ant paviršiaus. Platinos paviršiaus oksido sluoksnių struktūra ir atsparumas korozijai priklauso nuo HC10 4 ir HC1 koncentracijų elektrolite santykio. Vandenilio chlorido rūgšties elektrolizės procese, siekiant gauti chlorą ir vandenilį, į elektrolitą įpylus 50-150 g/l perchloro rūgšties, sumažėja platinos anodinio tirpimo greitis. Elektrolizuojant grynus HC10 4 tirpalus deguonis su platinos paviršiumi jungiasi tvirčiau nei elektrolizuojant HC10 4 ir HC1 mišinius.

Ant pav. 5 paveiksle parodyta bendrojo poliarizacijos srovės tankio priklausomybė nuo platinos anodo ir platinos tirpimo srovės tankio nuo anodo potencialo elektrolizės metu 3 N. HC10 4 esant įvairioms temperatūroms.

Padidėjus HC1 kiekiui elektrolite, fazių oksidų kiekis ant anodo paviršiaus mažėja. Elektrolizės metu HC104 ir HC1 mišinius esant dideliam anodiniam potencialui ir pastoviam bendrajam rūgštingumui, padidėjus HC1 kiekiui elektrolite arba ištirpus elementiniam chlorui, padidėja platinos anodo atsparumas korozijai. Tiek kambario temperatūroje, tiek žema temperatūra, HC1 kiekio padidėjimas elektrolite arba jo prisotinimas elementiniu chloru sumažina platinos tirpimo srovės tankį. Tyrimų, atliktų esant -15 ir -25 °C temperatūrai ir 2,8 V (N.W.E.) potencialui, rezultatai parodyti fig. 6.

Ant pav. 7 paveiksle parodyta platinos ištirpinimo srovės dalies priklausomybė nuo HC1 koncentracijos elektrolite arba nuo elektrolito prisotinimo chloru tomis pačiomis elektrolizės sąlygomis.

Didėjant HC1 koncentracijai, mažėja platinos tirpimo srovės tankis ir jai ištirpinti sunaudojamos srovės dalis, ypač stipriai, kai į elektrolitą patenka pirmosios HC1 dalys. Todėl renkantis elektrocheminės perchlorato rūgšties gamybos sąlygas, patartina naudoti viršutinę HC1 koncentracijos ribą, kuriai esant vis dar nėra reikšmingo esamos perchlorato rūgšties išeigos sumažėjimo. Sumažėjus elektrolizės temperatūrai, ši tinkamiausia HC1 koncentracija elektrolite didėja.

Elektrolito prisotinimas elementiniu chloru sumažina platinos tirpimo srovės tankį, tačiau turi mažai įtakos tirpimui sunaudotos srovės daliai, nes pagrindinių anodinių procesų greitis ir bendras poliarizacinės srovės tankis mažėja beveik vienodai.

Anksčiau anodams gaminti buvo naudojami platininiai laidai arba folijos. Šiuo metu naudojami platinos-titano anodai, kuriuose plonos folijos pavidalo platina privirinama prie elektrodo titano pagrindo.Ilgalaikė elektrolizė sukelia laipsnišką platinos-titano anodų sunaikinimą, tiek dėl platinos tirpimo. ant darbinio anodo paviršiaus ir dėl platinos folijos ir titano pagrindo kontakto pažeidimo. Šiuo atveju platina, kuri perėjo į tirpalą, iš dalies nusėda ant grafito katodų; likusi jo dalis pašalinama iš ląstelės perchloro rūgšties srove. Platina nusodinama ne didesnio kaip 100 mikronų storio grafito katodo paviršiniame sluoksnyje.

Įjungus naują celę su šviežiais grafito katodais, iš ląstelės paimtoje perchloro rūgštyje platinos kiekis yra 0,3–0,5 mg/l, tačiau, kadangi platina nusėda ant grafito katodo paviršiaus, susidaro sąlygos jai nusodinti. katodo pasikeitimas. Sumažėja platinos nusėdimo ant katodo greitis. Dėl to sumažėja platinos nusėdimas iš

tirpalas prie katodo iki laipsniško platinos kiekio padidėjimo tirpale, tekančiame iš elektrolizatoriaus, iki 2-2,5 mg / l. Stacionari platinos koncentracija elektrolite taip pat priklauso nuo jo sudėties ir šiek tiek didėja didėjant HC10 4 intervale nuo 300 iki 600 g/l, o HC1 koncentracija – nuo ​​0 iki 30 g/l.

Ant pav. 7 ir 8 paveiksluose parodytas platinos kiekio pokytis katodo erdvėje, atskirtoje mažo srauto diafragma nuo anodo erdvės, po 5–7 valandų elektrolizės, kai pradinis platinos kiekis katodo skystyje yra 6,8 mg/ l. Padidėjus HC1 ir HC10 4 kiekiui elektrolite tirtose ribose, sumažėja platinos nusėdimo ant grafito greitis ir 1,3-1,5 karto padidėja jos likutinis kiekis skystyje. Platina nusėda ant katodo galima surinkti ir grąžinti regeneracijai; perchloro rūgšties srove iš elektrolizės elemento išnešta platina negrįžtamai prarandama.

Tam tikromis proceso sąlygomis labiausiai pažeidžiama platinos-titano elektrodų vieta, kur platinos folija privirinama prie titano elektrodo pagrindo. Šioje vietoje susidaro kintamos sudėties platinos ir titano lydiniai, kurie yra mažiau atsparūs korozijai nei platina.

Tantalas taip pat gali būti naudojamas kaip anodo pagrindas. Tiriant platinos-tantalo anodus, gautus elektrodo tantalo pagrindą uždedant platina elektrokibirkšties metodu, esant 3,0-3,1 V potencialams ir kambario temperatūrai, gauti elektrocheminiai parametrai yra panašūs kaip ir ant platinos-titano anodų. Esant -20 °C temperatūrai, perchloro rūgšties ir chloro srovė yra šiek tiek mažesnė, o deguonies - didesnė nei ant platinos-titano anodo. Tai, matyt, galima paaiškinti platinos-tantalo lydinių susidarymu ant anodo paviršiaus platinos nusodinimo elektros kibirkšties metodu metu.

Kiti platinos grupės metalai taip pat gali būti naudojami kaip anodas perchloro rūgščiai gaminti. Siūloma mišrių HC10 4 ir HC1 tirpalų (HC1 kiekis 1 N) elektrolizę atlikti ant iridžio anodo diapazone (-5) - (-30) ° C, esant 2,9-3,3 V anodo potencialui, nes taip pat ant rodžio anodo. Tačiau pramoninėmis sąlygomis dažniausiai naudojami platinos-titano anodai.

5. GAMYBOS TECHNOLOGINĖ SCHEMA.

Perchloro rūgšties gamybos technologinė schema apima šiuos pagrindinius etapus: elektrolitų paruošimą, elektrolizę, vakuuminį distiliavimą ir bevandenės rūgšties gamybą.

Priemaišų kiekis perchloro rūgštyje priklauso nuo pradinės druskos rūgšties grynumo, taip pat nuo elektrolizatorių, vamzdynų ir pagalbinės įrangos konstrukcinių medžiagų tipo. Norint sumažinti chlorido jonų kiekį susidariusioje perchloro rūgštyje, dažniausiai naudojama elektrolizatorių kaskada, kurioje atliekama pilnesnė chlorido jonų oksidacija iki HCLO 4.

Perchloro rūgštį gaunant anodiniu chloro oksidavimu, galima gauti labai aukštos kokybės HCLO 4, nes su chloru į elektrolitą nepatenka jokių priemaišų.

Elektrolito paruošimo etape dalis perchloro rūgšties, gautos elektrolizės metu, pumpuojama iš kolektoriaus į šaldytuvą, kuriame, naudojant aušinimo sūrymą, jo temperatūra sumažinama iki -5 ° C. Atvėsus perchloro rūgštis. siunčiamas į absorberį, į kurį tiekiamas ir chloras.absorberis, perchloro rūgšties tirpalas prisotinamas chloru.Iš absorberio pašalinamas tirpalas, kuriame yra 40% (masės) HCLO 4 ir apie 3 kg / m 3 ištirpusio chloro. 0 ° C temperatūroje ir paduodamas į elektrolizę.Chloro tirpalas pašalinamas iš elektrolizatoriaus per tarpinį kolektorių rūgšties, kurioje yra nedidelis kiekis chloro ir vandenilio chlorido, ir siunčiamas į vakuuminį distiliavimą.Distiliavimo procese esant slėgiui 2,66-3,23 kPa, vandens garai, chloras ir vandenilio chloridas yra distiliuojami. Distiliuoti garai kondensuojami šaldytuve ir grąžinami į rinkinį į paruošimo pakopos elektrolitą.

Gauta maždaug 90 ° C temperatūros perchloro rūgštis siunčiama į šaldytuvą, o po to per vakuuminį imtuvą tiekiama 60–70% tirpalo pavidalu į gatavo produkto surinkimą.

Gaunant bevandenę perchloro rūgštį, naudojamas perchloro rūgšties tirpalo dehidratavimas oleumu vakuuminiu HCLO 4 distiliavimu šildomame iš kvarcinio smėlio pagamintame aparate.

6. ELEKTROLIERIŲ KONSTRUKCIJA.

Literatūroje yra nedaug publikacijų apie šiuolaikinių elektrolizatorių konstrukcijas.

Yra žinoma, kad daugiausia naudojami monopoliniai langeliai su platinos-titano anodais ir grafito katodais. Naudojant elektrolizatorius be diafragmos, ant katodo išsiskiriantis vandenilis yra užterštas chloru ir deguonimi, kurių kiekis viršija sprogimui atsparias ribas. Tokiu atveju ląstelėje esančias dujas reikia atskiesti inertinėmis dujomis.

Naudojant elektrolizatorius su diafragma, jų konstrukcija tampa sudėtingesnė, padidėja elektrolizatoriaus įtampa. Tačiau dėl anodo ir katodo erdvių atskyrimo susidaręs vandenilis ir chloras yra pakankamai gryni ir gali būti naudojami; palengvinti saugios darbo aplinkos kūrimą ir apsaugą aplinką nuo kenksmingų dujų išmetimo.

Ryžiai. 8 Angelo chlorato elektrolizatorius:

1 - grafito anodai; 2 - katodai; 3 - katodo rėmas;

4 - ląstelės kūnas; 5 - dangtelis.

Pranešama apie filtravimo preso elektrolizatorių su dvipoliu elektrodų perjungimu perchloro rūgšties gamybai. Elektrolizatoriaus rėmuose, pagamintuose iš polivinilchlorido, yra tinklinė diafragma, pagaminta iš polimerinės medžiagos. Anodai padengti platinos folija, katodai sidabriniai. 5 kA apkrovos elementas veikė esant 2,5 kA/m srovės tankiui ir 4,4 V elemento įtampai; dabartinė produkcija buvo apie 60 proc.

Taip pat buvo pasiūlyta perchloro rūgštį gauti anodiškai oksiduojant chloratų vandeninius tirpalus trijų kamerų elektrolizatoriuje (9 pav.) su dviem jonų mainų membranomis. Anodo erdvėje naudojant platinos arba platinos-titano anodus, galima gauti gana gryną 2N. rūgštis, o katodo erdvėje – šarmo tirpalas. Šiuo atveju įprastas plienas gali būti naudojamas kaip katodas.

Nors perchloro rūgštis, gauta elektrochemiškai oksiduojant HC1 arba C1 2 tirpalus į HC10 4, naudojama įvairiems perchloratams gaminti, ji taip pat dažnai sėkmingai naudojama. atvirkštinis procesas- perchloro rūgšties gavimas iš šarminių arba šarminių žemės metalų perchloratų. Šiuo atveju žaliava dažniausiai yra natrio perchloratas, gaunamas elektrocheminiu būdu oksiduojant natrio chloratą. Kartais perchloratas

natris paverčiamas kalio, bario ar kitų metalų perchloratais mainų skaidymosi būdu.

8 pav. Trijų kamerų elektrolizatorius:

/ - anodo kamera; 2 - porėta diafragma, 3 - centrinė kamera; 4 - katijonų mainų membrana; 5 - katodo kamera; 6 - katodas;anodas; 8, 9 - katodinės ir anodinės padangos atitinkamai.

Vienas iš pirmųjų komercinių perchloro rūgšties gamybos būdų buvo pagrįstas kalio perchlorato ir sieros rūgšties reakcija.

KC1O 4 + H 2 S0 4 = HC10 4 + KHS0 4 (3)

Perchloro rūgštis buvo distiliuota vakuuminiu distiliavimu. Šiuo atveju, naudojant pakankamai koncentruotą sieros rūgštį, buvo gauta didelė perchloro rūgšties koncentracija, artima bevandenei. Šio proceso įgyvendinimas pramonėje yra susijęs su prietaisų sudėtingumu, ribotu medžiagų, tinkamų darbui perchloro ir sieros rūgščių aplinkoje, kiekiu ir būtinybe distiliuoti perchloro rūgštį vakuume. Todėl šį procesą patartina naudoti tik bevandenės perchlorido rūgšties gamybai. Norint gauti vandeninius perchlorato rūgšties tirpalus, buvo pasiūlyta kalio perchlorato sąveika su fluorsilicio rūgštimi vandeniniame tirpale.

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

Šiuo atveju, be perchloro rūgšties tirpalų, gaunamos blogai tirpaus kalio siliciofluorido nuosėdos. Nufiltravus nuosėdas, praskiesti perchloro rūgšties tirpalai gali būti koncentruojami ir sublimuojami kaip azeotropinė rūgštis, kurios koncentracija yra apie 72%. Tačiau susidariusios kalio siliciofluorido nuosėdos yra prastai filtruojamos, o tai apsunkina praktinį šio metodo taikymą.

Norint gauti bevandenę perchloro rūgštį, be nurodytos perchloro rūgšties druskų sąveikos su stipriomis neorganinėmis rūgštimis, naudojamas vakuuminis distiliavimas iš techninės, maždaug 70% perchloro rūgšties mišinio su tris ar keturis kartus didesniu tūriu dūmuojančios sieros rūgšties.

Siūlomas nepertraukiamas bevandenės perchlorido rūgšties gavimo procesas, dehidratuojant azeotropą oleumu vakuuminiu distiliavimu. Tokio įrengimo schema parodyta fig. 10. Paveikslėlyje parodyta laboratorijos sąranka, tačiau naudojant tą patį principą galima sukurti didesnę sąranką. Pačiame aparate visada yra nedidelis kiekis apdorojamo rūgšties mišinio, o tai sumažina pavojų, susijusį su galimais sprogimais. Maišant rūgštis, maišytuvą reikia atvėsinti, kad būtų išvengta perkaitinimo ir galimo terminio perchloro rūgšties skilimo.

Ryžiai. 10. Bevandenės perchlorido rūgšties gamybos įrenginio schema:

1 - kvarcinis stiklas arba pirekso vamzdis;

2 - elektrinis šildymas; h - lašinamas piltuvas;

4 - rūgščių mišinio atliekų imtuvas;

5 - vamzdis perchloro rūgšties garams pašalinti;

6 - bevandenės perchlorido rūgšties imtuvas-kondensatorius.

7. PD – PORTRETO AIDAS .

1998 9L248P Pat. 2086706 Rusija, MKI 6 s 25V1/22, 1/26. Aliev Z.M. Dagestanas. universitetas. Leninas Nr.94018915/25 Prašymas 25.5.94. Paskelbta 10.8.97 Biuletenis Nr. 22

Perchloro rūgšties gamybos būdas elektrocheminiu būdu oksiduojant CL 2 ant platinos anodo 0,1 M HCL ir 4 M perchlorato rūgšties tirpale esant 0 0 °C temperatūrai ir 0,4–0,7 A/cm anodo srovės tankiui, nuosekliai prisotinant tirpalas su CL 2 esant 0,3-0,6 MPa slėgiui ir O 2 esant 4-5 MPa slėgiui, kai katodo srovės tankis yra 8-10 mA-cm 2 .

1998 15L215P. Filtravimo preso tipo elektrolizatoriaus sistema. Kreuter Walter, Linde AG Nr. 4325705.4; Appl. 30.7.93; Paskelbta 2.2.95.

Siūloma elektrolizatorių filtro – preso tipo sistema, susidedanti iš daugybės nuosekliai sujungtų elektrolizatorių su anodo ir katodo erdvėmis, atskirtomis diafragmomis. Elektrolizatoriai yra atskirti vienas nuo kito nepralaidžiomis pertvaromis iš lakštinės medžiagos, suformuojant dvipolius E. Šios pertvaros iš Ni taip pat sudaro standžią konstrukciją su perforuotomis ir banguotomis pertvaromis iš to paties metalo. Šios elektrolizatorių sistemos konstrukcija skiriasi patvarumu. Pateikta ir aprašyta F. L. Černovičiaus sistemos schema.

8. NAUDOTOS LITERATŪROS SĄRAŠAS.

1.L. M. Jakimenko, G. A. Seryševas. „Neorganinių medžiagų elektrocheminė sintezė“. M. „Chemija“ 1984 m

2. L. M. Yakimenko, „Chloro, kaustinės sodos ir pagrindinių chloro produktų gamybos vadovas“. M. „Chemija“, 1974 m

3. L. M. Yakimenko, M. I. Pasmanik. „Chloro, kaustinės sodos ir pagrindinių chloro produktų gamybos vadovas“. Red. 2, vert. ir papildomas M.,. „Chemija“ 1976 m

4. Elektrochemijos vadovas Red. A. M. Sukhotina.-L .: Chemija, 1981 m

5. M. Ya. Fioshin, V. V. Pavlov. „Elektrolizė neorganinėje chemijoje“. M. 1976 m

Cl 2 t. T - geltonai žalios dujos su aštriu dusinančio kvapo, sunkesnės už orą - 2,5 karto, mažai tirpios vandenyje (~ 6,5 g / l); X. R. nepoliniuose organiniuose tirpikliuose. Jis laisvas randamas tik vulkaninėse dujose.

Kaip gauti

Remiantis anijonų oksidacijos procesu Cl -

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

Pramoninis

Vandeninių chloridų tirpalų elektrolizė, dažniau - NaCl:

2NaCl + 2H 2O \u003d Cl2 + 2NaOH + H2

Laboratorija

Oksidacijos konc. HCI įvairūs oksidatoriai:

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

Cheminės savybės

Chloras yra labai stiprus oksidatorius. Oksiduoja metalus, nemetalus ir sudėtingos medžiagos, o virsta labai stabiliais anijonais Cl -:

Cl 2 0 + 2e - \u003d 2Cl -

Reakcijos su metalais

Aktyvūs metalai sausų chloro dujų atmosferoje užsidega ir dega; šiuo atveju susidaro metalų chloridai.

Cl 2 + 2Na = 2NaCl

3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3

Neaktyvius metalus lengviau oksiduoja šlapias chloras arba jo vandeniniai tirpalai:

Cl 2 + Cu \u003d CuCl 2

3Cl 2 + 2Au = 2AuCl 3

Reakcijos su nemetalais

Chloras tiesiogiai nesąveikauja tik su O 2, N 2, C. Reakcijos vyksta su kitais nemetalais įvairiomis sąlygomis.

Susidaro nemetalų halogenidai. Svarbiausia yra sąveikos su vandeniliu reakcija.

Cl 2 + H 2 \u003d 2HC1

Cl 2 + 2S (lydas) = ​​S 2 Cl 2

ЗCl 2 + 2Р = 2РCl 3 (arba РCl 5 - viršija Cl 2)

2Cl 2 + Si = SiCl 4

3Cl 2 + I 2 \u003d 2ICl 3

Laisvųjų nemetalų (Br 2, I 2, N 2, S) išstūmimas iš jų junginių

Cl 2 + 2KBr = Br 2 + 2KCl

Cl 2 + 2KI \u003d I 2 + 2KCl

Cl 2 + 2HI \u003d I 2 + 2HCl

Cl 2 + H 2 S \u003d S + 2HCl

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

Chloro disproporcija vandenyje ir vandeniniuose šarmų tirpaluose

Dėl savaiminio oksidacijos-savaiminio gijimo kai kurie chloro atomai paverčiami Cl - anijonais, o kiti teigiamos oksidacijos būsenos yra ClO - arba ClO 3 - anijonų dalis.

Cl 2 + H 2 O \u003d HCl + HClO hipochlorinis iki ta

Cl 2 + 2KOH \u003d KCl + KClO + H 2 O

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

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

Šios reakcijos yra svarbios, nes jos sukelia deguonies chloro junginių gamybą:

KClO 3 ir Ca (ClO) 2 - hipochloritai; KClO 3 – kalio chloratas (bertoleto druska).

Chloro sąveika su organinėmis medžiagomis

a) vandenilio atomų pakeitimas OB molekulėse

b) Cl 2 molekulių prijungimas kelių anglies-anglies ryšių nutrūkimo taške

H 2 C \u003d CH 2 + Cl 2 → ClH 2 C-CH 2 Cl 1,2-dichloretanas

HC≡CH + 2Cl2 → Cl2 HC-CHCl2 1,1,2,2-tetrachloretanas

Vandenilio chloridas ir druskos rūgštis

Vandenilio chlorido dujos

Fizinės ir Cheminės savybės

HCl yra vandenilio chloridas. Esant rev. T – bespalvis. aštraus kvapo dujos, gana lengvai suskystėja (temp. -114°С, bp. -85°С). Bevandenis HCl tiek dujiniame, tiek skystos būsenos nelaidūs, chemiškai inertiški metalų, metalų oksidų ir hidroksidų, taip pat daugelio kitų medžiagų atžvilgiu. Tai reiškia, kad jei nėra vandens, vandenilio chloridas nepasižymi rūgštinėmis savybėmis. Tik labai aukštoje temperatūroje dujinis HCl reaguoja su metalais, net tokiais neaktyviais kaip Cu ir Ag.
HCl chlorido anijono redukuojančios savybės taip pat šiek tiek pasireiškia: jis oksiduojamas fluoru, esant tūriui. T, o taip pat esant aukštai T (600°C), esant katalizatoriams, jis grįžtamai reaguoja su deguonimi:

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

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

Dujinis HCl plačiai naudojamas organinėje sintezėje (hidrochlorinimo reakcijose).

Kaip gauti

1. Sintezė iš paprastų medžiagų:

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl

2. Susidaro kaip šalutinis produktas chlorinant angliavandenius:

R-H + Cl 2 = R-Cl + HCl

3. Laboratorijoje jie gauna veiksmą konc. H 2 SO 4 chloridams:

H 2 SO 4 (konc.) + NaCl \u003d 2HCl + NaHSO 4 (su žemu kaitinimu)

H 2 SO 4 (konc.) + 2NaCl \u003d 2HCl + Na 2 SO 4 (su labai stipriu kaitinimu)

Vandeninis HCl tirpalas yra stipri rūgštis (vandenilio chlorido arba druskos rūgštis)

HCl labai gerai tirpsta vandenyje: esant tūriui. T 1 l H 2 O ištirpina ~ 450 l dujų (tirpimą lydi didelis šilumos kiekis). Prisotintas tirpalas turi masės dalis HCl lygus 36-37%. Šis tirpalas turi labai aštrų, dusinantį kvapą.

HCl molekulės vandenyje beveik visiškai suyra į jonus, t.y. vandeninis HCl tirpalas yra stipri rūgštis.

Cheminės druskos rūgšties savybės

1. Vandenyje ištirpintas HCl turi visas bendrąsias rūgščių savybes dėl H + jonų buvimo.

HCl → H + + Cl -

Sąveika:

a) su metalais (iki H):

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

b) su baziniais ir amfoteriniais oksidais:

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

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

c) su bazėmis ir amfoteriniais hidroksidais:

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

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

d) su silpnesnių rūgščių druskomis:

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

HCl + C 6 H 5 ONa \u003d C 6 H 5 OH + NaCl

e) su amoniaku:

HCl + NH 3 \u003d NH 4 Cl

Reakcijos su stipriais oksidatoriais F 2 , MnO 2 , KMnO 4 , KClO 3 , K 2 Cr 2 O 7 . Anijonas Cl – oksiduojamas iki laisvo halogeno:

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

Reakcijų lygtis rasite skyriuje „Chloro gavimas“. OVR tarp druskos ir azoto rūgščių yra ypač svarbi:

Reakcijos su organiniais junginiais

Sąveika:

a) su aminais (kaip organinėmis bazėmis)

R-NH2 + HCl → + Cl -

b) su aminorūgštimis (kaip amfoteriniais junginiais)

Chloro oksidai ir oksorūgštys

Rūgščių oksidai

rūgštys

druskos

Cheminės savybės

1. Visos chloro oksorūgštys ir jų druskos yra stiprūs oksidatoriai.

2. Beveik visi junginiai suyra kaitinant dėl ​​vidinės molekulinės oksidacijos-redukcijos arba disproporcijos.

Balinimo milteliai

Chloro (balinimo) kalkės – hipochlorito ir kalcio chlorido mišinys, pasižymi balinamuoju ir dezinfekuojančiu poveikiu. Kartais tai laikoma mišrios druskos, kurioje vienu metu yra dviejų rūgščių anijonai, pavyzdžiu:

Javelinis vanduo

Chlorido ir kalio hapochlorito vandeninis tirpalas KCl + KClO + H 2 O

- stiprus oksidatorius

Tarp didžiulės cheminių reagentų įvairovės rūgštys užima ypatingą vietą. Jų naudojimo svarba priklauso nuo fizikinių ir cheminių savybių. Priklausomai nuo oksidacijos laipsnio, jie skirstomi į nekenksmingus, tokius kaip askorbo, aminoacto, citrinos rūgštis kurių galite įsigyti be recepto įprastoje vaistinėje, taip pat pavojingų, tokių kaip vandenilio fluorido, sieros ar chloro. Šios rūgštys, skirtingai nei pirmosios, parduodamos specializuotose vaistinėse ar parduotuvėse, iš kurių viena yra Maskvos mažmeninė cheminių reagentų parduotuvė Prime Chemicals Group.

koncepcija

Perchloro rūgštis yra vienabazė bevandenė rūgštis, vienas iš galingiausių, pavojingiausių ir dažniausiai naudojamų cheminių reagentų. Medžiagos sudėtis apima chlorą su dideliu oksidacijos laipsniu, todėl jis yra stipriausias oksidatorius. Rūgštinės druskos taip pat naudojamos kaip oksidatorius. Pagal savo struktūrą perchloro rūgštis yra bespalvis lakus skystis; higroskopiniai. Susilietus su oru cheminė medžiaga sugeria vandenį ir pradeda rūkyti (susidaro monohidratas), palaipsniui tamsėja ir savaime sprogsta. Vandeninis perchlorato rūgšties tirpalas yra riebios konsistencijos, silpnesnės oksidacinės galios ir labai degus.

Perchloro rūgšties savybės:

Stipriai rūko susilietus su oru;
- nestabilus;
- gerai tirpsta organiniuose fluoro ir chloro tirpikliuose, etanolyje;
- maišymasis su vandeniu bet kokiu santykiu;
- galintis ištirpinti auksą, platinos grupės metalus, sidabrą ir kt.; nesąveikauja su bromu;
- susilietus su alkoholiu, popieriumi ir medžio anglimi - įvyksta sprogimas.

Kvitas

Vandeninis šio reagento tirpalas gaunamas elektrocheminiu būdu oksiduojant druskos rūgštį arba chlorą didelėmis perchlorato rūgšties koncentracijomis, naudojant tam specialius laboratorinius stiklinius indus. Bevandenis cheminis reagentas gaunamas kalio arba natrio perchloratui reaguojant su koncentruotu sieros rūgšties tirpalu. Pirmą kartą tokiu būdu medžiaga buvo gauta XIX amžiaus pradžioje. Tokiu pat būdu jis gaunamas ir šiuo metu.

Taikymas

Pagrindinės šios rūgšties taikymo sritys:
- analitinė chemija (perchloratų gavimas);
- kalnakasybos pramonė (rūdų skaidymo, taip pat naudingųjų iškasenų tyrimo katalizatorius);
- chemijos pramonė (sprogmenų ir sausiklių gamyboje).

Atsargumo priemonės ir naudojimo taisyklės

Dirbant su perchloro rūgštimi, kaip ir su kitomis agresyviomis cheminėmis medžiagomis, reikia laikytis griežčiausių atsargumo priemonių. Kad būtų išvengta tiesioginio sąlyčio su medžiaga, visi tyrimai, eksperimentai ar kiti darbai turėtų būti atliekami:
- respiratoriai ir dujokaukės (apsaugai kvėpavimo takai);
- apsauginiai akiniai;
- nitrilo pirštinės;
- speciali apranga (prijuostė, batų užvalkalai) ir kiti guminiai gaminiai.

Transportuojant ir sandėliuojant reikia laikytis šių rekomendacijų: bevandenė rūgštis turi trumpą galiojimo laiką, todėl jos negalima laikyti ilgai, nes yra nestabili ir normaliomis sąlygomis greitai suyra. Tai gali sukelti spontanišką sprogimą. Laikyti atokiai nuo kitų rūgščių ir metalų, su kuriais gali reaguoti. Sandėliavimo patalpoje neturi būti šilumos šaltinių. Jis turi būti apsaugotas nuo saulės spindulių.

Pavojus kūnui

Daugelis rūgščių turi teigiamą poveikį organizmui. Jie dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose, o jų trūkumas gali sukelti rimtų sutrikimų, ko negalima pasakyti apie šią rūgštį. Net ir menkiausias kontaktas sukelia cheminius nudegimus, pažeidžia odą ir gleivines.

Kur įsigyti cheminių reagentų su kokybės garantija?

Nepaisant to, kad cheminės medžiagos yra pagrindinis laboratorinės praktikos elementas, nereikėtų pamiršti laboratorinė įranga ir instrumentai, taip pat laboratoriniai stiklo, porceliano, kvarco ir kitų medžiagų indai, kurių kokybė lemia ir tyrimų rezultatus. „Prime Chemicals Group“ internetinėje parduotuvėje pristatomas platus laboratorinės įrangos asortimentas: nuo magnetinės ir filtravimo popieriaus maišyklės iki moderniausių elektroninių laboratorinių svarstyklių už prieinamą kainą.

Kokybiški europietiškos kokybės gaminiai – patikimų rezultatų garantija!

Chloras sudaro keturias deguonies turinčias rūgštis: chloro, chloro, chloro ir perchloro.

Hipochloro rūgštis HClO Jis susidaro sąveikaujant chlorui su vandeniu, taip pat jo druskoms su stipriomis mineralinėmis rūgštimis. Tai silpna rūgštis ir labai nestabili. Jo skilimo reakcijos produktų sudėtis priklauso nuo sąlygų. Stipriai apšviečiant hipochloro rūgštį, tirpale esant reduktoriui, taip pat ilgai stovint, jis suyra, išskirdamas atominį deguonį: HclO \u003d HCl + O

Esant vandenį šalinančioms medžiagoms, susidaro chloro oksidas (I): 2 HClO \u003d 2 H2O + Cl2O

Todėl, kai chloras sąveikauja su karštu šarmo tirpalu, druskos susidaro ne iš druskos ir hipochloro, o iš druskos ir hipochloro rūgščių: 6 NaOH + 3 Cl2 \u003d 5 NaCl + NaClO3 + 3 H2O

Hipochlorido rūgšties druskos – g ir p apie chloritus yra labai stiprūs oksidatoriai. Jie susidaro chlorui sąveikaujant su šarmais šaltyje. Tuo pačiu metu susidaro druskos rūgšties druskos. Iš šių mišinių plačiausiai naudojamas baliklis ir skalūnų vanduo.

Chloro rūgštis HClO2 susidaro koncentruotai sieros rūgščiai veikiant šarminių metalų chloritus, kurie gaunami kaip tarpiniai produktai elektrolizės metu šarminių metalų chloridų tirpaluose, nesant diafragmos tarp katodo ir anodo erdvių. Tai silpna, nestabili rūgštis, labai stiprus oksidatorius rūgščioje aplinkoje. Sąveikaujant su druskos rūgštimi, išsiskiria chloras: HClO2 + 3 HC1 = Cl2 + 2 H2O

Perchloro rūgštis HClO3 susidaro veikiant jos druskoms – chloratams- sieros rūgšties. Tai labai nestabili rūgštis, labai stiprus oksidatorius. Gali egzistuoti tik praskiestuose tirpaluose. Išgarinant HClO3 tirpalą žemoje temperatūroje vakuume, galima gauti klampų tirpalą, kuriame yra apie 40 % perchloro rūgšties. Esant didesniam rūgšties kiekiui, tirpalas suyra sprogimu. Sprogus skilimas taip pat vyksta esant mažesnėms koncentracijoms, esant redukuojantiems agentams. Atskiestuose tirpaluose perchloro rūgštis pasižymi oksidacinėmis savybėmis, o reakcijos vyksta gana ramiai:

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

Chloro rūgšties druskos – chloratai – susidaro chlorido tirpalų elektrolizės metu, kai tarp katodo ir anodo tarpų nėra diafragmos, taip pat kai chloras ištirpsta karštame šarmo tirpale, kaip parodyta aukščiau. Elektrolizės metu susidaręs kalio chloratas (Bertoleto druska) mažai tirpsta vandenyje ir lengvai atskiriamas nuo kitų druskų baltų nuosėdų pavidalu. Kaip ir rūgštis, chloratai yra gana stiprūs oksidatoriai:

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

Chloratai naudojami sprogstamųjų medžiagų gamybai, taip pat deguonies gamybai laboratorijoje ir perchlorato rūgšties druskos – perchloratai. Kaitinant Bertoleto druską esant mangano dioksidui MnO2, kuris atlieka katalizatoriaus vaidmenį, išsiskiria deguonis. Jei kalio chloratas kaitinamas be katalizatoriaus, jis suyra, susidarant druskos ir perchloro rūgščių kalio druskoms:

2 KClO3 = 2 KCl + 3 O2

4 KClO3 = KCl + 3 KClO4

Kai perchloratai apdorojami koncentruota sieros rūgštimi, perchloratą galima gauti:

KClO4 + H2SO4 = KHSO4 + HClO4

Tai stipriausia rūgštis. Ji yra stabiliausia iš visų deguonies turinčių chloro rūgščių, tačiau bevandenė rūgštis gali sprogti kaitinant, purtant arba kontaktuojant su reduktoriais. Praskiesti perchloro rūgšties tirpalai yra gana stabilūs ir saugūs naudoti. Kalio, rubidžio, cezio, amonio ir daugumos organinių bazių chloratai blogai tirpsta vandenyje.

Pramonėje kalio perchloratas gaunamas elektrolitiniu būdu oksiduojant Berholeto druską:

2 H+ + 2 e- \u003d H2 (prie katodo)

СlО3- - 2 e- + Н2О = СlO4- + 2 Н+ (ant anodo)

biologinis vaidmuo.

ji priklauso esminiams esminiams elementams. Žmogaus organizme 100 g.

Chloro jonai atlieka labai svarbų biologinį vaidmenį. Kartu su jonais K+, Mg2+, Ca2+, HCO~, H3P04 ir baltymai vaidina pagrindinį vaidmenį kuriant tam tikrą kraujo plazmos, limfos, smegenų skysčio ir kt. osmosinio slėgio lygį (osmosinę homeostazę).

Chloro jonai dalyvauja reguliuojant vandens-druskos apykaitą ir audiniuose sulaikomo skysčio tūrį, palaikant tarpląstelinio skysčio pH ir membranos potencialą, susidarantį veikiant natrio-kalio siurbliui, kas paaiškinama (kaip ir jo dalyvavimo osmose atveju) dėl gebėjimo difunduoti per ląstelių membranas, kaip tai daro Na +, K + jonai. Chloro jonas yra būtinas komponentas (kartu su H2PO4, HSO4 jonais, fermentais ir kt.) skrandžio sulčių, kuris yra druskos rūgšties dalis.

Skatindama virškinimą, druskos rūgštis naikina įvairias patogenines bakterijas.