Формула хлорной кислоты - структура, свойства, использование, примеры вопросов

Хлорная кислота состоит из элементов водорода, хлора и кислорода. Водород — самый легкий из известных элементов. Это бесцветный газ без запаха и вкуса, легковоспламеняющийся. Его атомный номер равен 1 и представлен символом H. Хлор — токсичный и коррозионно-активный газ, присутствующий в 17-й группе периодической таблицы. Это второй по легкости элемент в группе галогенов. Его атомный номер равен 17 и представлен символом Cl. Кислород — это высокореактивный неметалл, присутствующий в 16-й группе периодической таблицы. Его атомный номер равен 8 и представлен символом О.

Хлорная кислота представляет собой оксокислоту хлора с химической формулой HClO ₄ . Это минеральная кислота, которая обычно находится в водном растворе. Хлорная кислота представляет собой бесцветный водный раствор без запаха. Эта кислота сильнее азотной и серной кислот. Хлорная кислота вызывает коррозию тканей и металлов. Другие названия хлорной кислоты: гидроксидотриоксидохлор, гиперхлорная кислота. Он в основном используется для получения перхлората аммония, который является важным компонентом ракетного топлива.

Приготовление хлорной кислоты

• Хлорную кислоту получают обработкой раствора перхлората натрия соляной кислотой. Химическая реакция упоминается ниже-

NaClO₄ + HCl ⇢ NaCl + HClO₄

• В лабораториях хлорную кислоту получают обработкой перхлората бария серной кислотой, которая осаждает сульфат бария и оставляет хлорную кислоту.

Ba(ClO₄)₂ +  H₂SO₄ ⇢ BaSO₄ + 2HClO₄

• Хлорную кислоту получают из хлорной кислоты (HClO ₃ ) выпариванием хлорной кислоты. Реакция на него приведена ниже-

3HClO₃ → HClO₄ + Cl₂ + 2O₂ + H₂O

• Другой способ приготовления хлорной кислоты — это смешивание азотной кислоты (HNO ₃ ) с перхлоратом аммония (NH ₄ ClO ₄ ) и добавление соляной кислоты (HCl) при кипении.

Структура хлорной кислоты

Хлорная кислота состоит из одного атома хлора, четырех атомов кислорода и одного атома водорода. Его молекулярная формула HClO ₄ . В хлорной кислоте Н+ присоединен к атому кислорода, который образует одинарную связь с хлором. Остальные 3 атома кислорода связаны с хлором координационной связью.

Физические свойства хлорной кислоты

• Внешний вид хлорной кислоты представляет собой бесцветный водный раствор.
• Молекулярная масса хлорной кислоты 100,46 г/моль.
• Его температура плавления составляет -17°С.
• Температура кипения хлорной кислоты 203 °С.
• Плотность хлорной кислоты 1,768 г/см ³ .

Химические свойства хлорной кислоты

• При нагревании суспензии йода с хлорной кислотой образуется парапериодная кислота. Химическая реакция приведена ниже:

2HClO₄ + l₂ + 4H₂O → 2H₅IO₆ + Cl₂

• Хлорная кислота является сильной кислотой, а сопряженное основание хлорной кислоты стабильно и почти полностью диссоциирует в водном растворе.

HClO₄ + H₂O → H₃O⁺ + ClO₄^–

• Перегонка хлорной кислоты в присутствии дегидратирующего агента - пятиокиси фосфора с получением семиокиси дихлора.

2HClO₄ + P₄O₁₀ → Cl₂O₇ + H₂P₄O₁₁

Использование хлорной кислоты

• Хлорная кислота используется для отделения калия от натрия.
• Он используется для приготовления перхлората аммония, который является важным компонентом ракетного топлива.
• Хлорная кислота используется для изготовления взрывчатых веществ.
• Он используется для очистки металлов, удобрений и удаления ржавчины.
• Хлорная кислота используется для покрытия металлов.
• Используется в производстве оптического оборудования и химических продуктов.

Почему хлорная кислота считается сильной кислотой?

Соединение называется кислотой, если оно содержит протон в водном растворе, и сильной кислотой, если сопряженное с ним основание стабильно. В этом случае стабильность перхлорат-иона обусловлена сопряжением отрицательного заряда на атоме кислорода, в целом на 3 других атомах кислорода.

Хлорная кислота имеет слабонуклеофильную природу и имеет незначительную склонность к гидролизу по сравнению с другими некоординирующими анионными кислотами, такими как гексафторофосфорная кислота и фторборная кислота, которые проявляют высокую восприимчивость к гидролизу.

Опасности для здоровья

• Вдыхание паров хлорной кислоты вызывает кашель, раздражение легких и жжение в носу и горле.
• Проглатывание этого соединения вызывает ожоги желудка.
• Длительное воздействие паров хлорной кислоты приводит к рвоте.
• При нагревании выделяет ядовитые газы.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Опасна ли хлорная кислота?

Отвечать:

Perchloric Acid is a reactive compound. It is highly reactive towards many metals and organic matter. It is corrosive to skin. Prolonged exposure causes vomiting. Ingestion of Perchloric Acid cause burns in the stomach. So while handling Perchloric Acid, adequate safety measures has to be followed. 

Вопрос 2: Как получают хлорную кислоту из HClO ₃ ?

Отвечать:

Perchloric Acid is prepared from chloric acid (HClO₃) by evaporating the chloric acid. The reaction of it is given below

3HClO₃ → HClO₄ + Cl₂ + 2O₂ + H₂O

Вопрос 3: Найдите молекулярную массу хлорной кислоты?

Отвечать:

The molecular formula of Perchloric Acid is HClO₄.

Atomic weight of hydrogen = 1.00784 

Atomic weight of Chlorine = 35.453

Atomic weight of Oxygen = 15.999

Molar mass = 1.00784 + 35.453 + (4 × 15.999)

=100.46

Вопрос 4: Является ли хлорная кислота гигроскопичным соединением?

Отвечать:

Perchloric Acid is Hygroscopic in nature because it forms azeotrope with water which consists 72.5% of perchloric acid (HClO₄).

Вопрос 5: Как сделать хлорную кислоту безводным соединением?

Отвечать:

In order to remove water from Perchloric Acid,  Acetic anhydride is used which reacts with water present in the perchloric acid making the resulting mixture anhydrous.

Вопрос 6: Каково использование хлорной кислоты?

Отвечать:

Perchloric Acid is used in making explosives, preparation of ammonium perchlorate which is an important component in rocket fuel, metal plating, preparation of optical equipment. It is also used in fertilizers, removing rust and metal refinement. This acid separates potassium from sodium.