Хлорная кислота | это… Что такое Хлорная кислота?
Хлорная кислота HClO4 — одноосновная кислота, одна из самых сильных (в водном растворе, pK = ~ -10), безводная — исключительно сильный окислитель, так как содержит хлор в высшей степени окисления. Взрывоопасна. Хлорную кислоту и ее соли (перхлораты) применяют как окислители.
Содержание
|
Свойства
Бесцветная летучая жидкость, сильно дымящая на воздухе, в парах мономерна. Безводная хлорная кислота очень реакционноспособна и неустойчива. Жидкая HClO4 частично димеризована, для нее характерна равновесная автодегидратация:
HClO4 хорошо растворима во фтор- и хлорорганических растворителях, таких, как CF3COOH, CHCl3, CH2Cl2 и др. Смешивание с растворителями, проявляющими восстановительные свойства, может привести к воспламенению и взрыву.
С водой хлорная кислота смешивается в любых соотношениях и образует ряд гидратов HClO4×nH2O (где n = 0,25…4). Моногидрат HClO4•H2O имеет температуру плавления +50оС. Концентрированные растворы хлорной кислоты, в отличие от безводной кислоты, обладают маслянистой консистенцией. Водные растворы хлорной кислоты устойчивы, имеют низкую окислительную способность. Хлорная кислота с водой образует азеотропную смесь, кипящую при 203 °C и содержащую 72 % HClO4. Растворы хлорной кислоты в хлорсодержащих углеводородах являются сверхкислотами (суперкислотами). Хлорная кислота является одной из сильнейших неорганических кислот, в ее среде даже кислотные соединения ведут себя как основания, присоединяя протон и образуя катионы ацилперхлоратов: P(OH)4+ClO4−, NO2+ClO4−.
При слабом нагревании при пониженном давлении смеси хлорной кислоты с фосфорным ангидридом, отгоняется бесцветная маслянистая жидкость — хлорный ангидрид:Соли хлорной кислоты называются перхлоратами.
Получение
- Водные растворы хлорной кислоты получают электрохимическим окислением соляной кислоты или хлора, растворённых в концентрированной хлорной кислоте, а также обменным разложением перхлоратов натрия или калия сильными неорганическими кислотами.
- Безводная хлорная кислота образуется при взаимодействии перхлоратов натрия или калия с концентрированной серной кислотой, а также водных растворов хлорной кислоты с олеумом:
Применение
- Концентрированные водные растворы хлорной кислоты широко используются в аналитической химии, а также для получения перхлоратов.
- Хлорная кислота применяется при разложении сложных руд, при анализе минералов, а также в качестве катализатора.
- Соли хлорной кислоты: перхлорат калия KClO4 малорастворим в воде, применяется в производстве взрывчатых веществ, перхлорат магния Mg(ClO4)2 (ангидрон) — осушитель.
Безводную хлорную кислоту нельзя длительно хранить и перевозить, так как при хранении в обычных условиях она медленно разлагается, окрашивается оксидами хлора, образующимися при её разложении, и может самопроизвольно взрываться.
Литература
- Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М., 2001.
- Реми Г. Курс неорганической химии. — М.: Иностранная литература, 1963.
Таблица силы кислот и оснований
Таблица силы кислот и оснований
Таблица кислот и оснований Прочность
Ка | Кислота | Базовый | ||
Имя | Формула | Формула | Имя | |
Большой | Перхлорная кислота | HClO 4 | ClO 4 — | Ион перхлората |
3,2 * 10 9 | Гидроиодная кислота | Привет | я- | Йодид |
1,0 * 10 9 | Кислота бромистоводородная | ХБр | Бр- | Бромид |
1,3 * 10 6 | Кислота соляная | HCl | Кл- | Хлорид |
1,0 * 10 3 | Серная кислота | H 2 SO 4 | ХСО 4 — | Ион сульфата водорода |
2,4 * 10 1 | Азотная кислота | ХНО 3 | НЕТ 3 — | Нитрат-ион |
——— | Гидроний ион | Н 3 О+ | Н 2 О | Вода |
5,4*10 -2 | Щавелевая кислота | НО 2 С 2 О 2 Н | ХО 2 С 2 О 2 — | Оксалат-ион водорода |
1,3 * 10 -2 | Сернистая кислота | Н 2 SO 3 | ХСО 3 — | Сероводород-ион |
1,0 * 10 | Ион сульфата водорода | ХСО 4 — | СО 4 2- | Сульфат-ион |
7,1 * 10 -3 | Фосфорная кислота | H 3 Заказ на покупку 4 | H 2 Заказ на покупку 4 — | Дигидроген ион фосфата |
| 7,2 * 10 -4 | Азотистая кислота | HNO 2 | НЕТ 3 — | Нитрит-ион |
6,6 * 10 -4 | Кислота плавиковая | ВЧ | Ф — | Ион фторида |
1,8*10 -4 | Метановый кислота | HCO 2 Н | ОХО 2 — | метаноат ион |
6,3*10 -5 | Бензойная кислота | С 6 Н 5 СООН | C 6 H 5 COO- | Бензоат-ион |
5,4 * 10 -5 | Оксалат-ион водорода | ХО 2 С 2 О 2- | О 2 С 2 О 2 2- | Оксалат-ион |
1,8*10 -5 | Этаноид кислота | СН 3 СООН | CH 3 COO | Этаноат (ацетат) ион |
4,4*10 -7 | Угольная кислота | СО 3 2- | ОХС 3 — | Ион карбоната водорода |
1,1 * 10 -7 | Кислота сероводородная | Н 2 С | ГС- | Ион сероводорода |
6,3*10 -8 | Дигидроген ион фосфата | H 2 Заказ на покупку 4 — | ГПО 4 2- | Ион фосфата водорода |
6,2 * 10 -8 | Сероводород-ион | ГС — | С 2- | Сульфит-ион |
2,9*10 -8 | Кислота хлорноватистая | HClO | ClO — | Ион гипохлорита |
6,2 * 10 -10 | Синильная кислота | ХСН | CN — | Цианид-ион |
5,8*10 -10 | Ион аммония | НХ 4 + | НХ 3 | Аммиак |
5,8*10 -10 | Борная кислота | Н 3 БО 3 | Н 2 БО 3 — | Дигидроген карбонат-ион |
4,7*10 -11 | Ион карбоната водорода | ОХС 3 — | СО 3 2- | Ион карбоната |
4,2 * 10 -13 | Ион фосфата водорода | ГПО 4 2- | ЗП 4 3- | Фосфат-ион |
1,8*10 -13 | Дигидроген борат-ион | Н 2 ВО 3 — | ГБО 3 2- | Ион бората водорода |
1,3 * 10 -13 | Ион сероводорода | ГС- | С 2- | Сульфид-ион |
1,6 * 10 -14 | Ион бората водорода | ГБО 3 2- | БО 3 3- | Ион бората |
——— | вода | Н 2 О | ОН- | Гидроксид |
1.
Сильные кислоты перечислены вверху слева.
углу таблицы и имеют значения Ka >1
2. Кислоты со значениями меньше единицы считаются слабыми.
3. Сильные основания перечислены в правом нижнем углу таблицы и становятся слабее
когда мы движемся к вершине таблицы.
HClO4 Структура Льюиса, Характеристики: 27 Полные краткие факты —
HClO4 (хлорная кислота) является минеральной кислотой и суперкислотой. Существует в виде бесцветного водного раствора. Мы обсудим здесь некоторые важные факты об этом.
Структура Льюиса HClO4 состоит из хлора в качестве центрального атома, четырех атомов кислорода и атома водорода. Структура HClO4 состоит из трех двойных связей между атомами Cl и O и одинарной связи между Cl и OH.
Структура Льюиса HClO 4 состоит из атомов H, Cl и O. Давайте узнаем форму, угол, гибридизацию и многие другие характеристики HClO 4 .
Как нарисовать HClO 4 Структура Льюиса? Хлорная кислота представляет собой неорганическую жидкость.
Давайте научимся рисовать структуру Льюиса для хлорной кислоты шаг за шагом —
Атомы H, Cl и O имеют 1,7 и 6 валентных электронов на внешней оболочке. соответственно. Общее количество валентных электронов HClO 4 равно , HClO 4 = 1 * 1 + 1 * 7 + 4 * 6 = 32 . Таким образом, HClO 4 имеет общее количество валентных электронов как 32 .
Шаг 2 : Определите центральный атом структуры ЛьюисаВ структуре Льюиса наименее электроотрицательный атом образует центральный атом. Хлор, будучи менее электроотрицательным, чем кислород, образует центральный атом HClO 4 .
Шаг 3: Образуйте одинарную связь между атомами или создайте электронную пару В структуре Льюиса HClO 4 32 валентных электрона.
Из 32 электронов 10 электронов будут использованы для образования одинарных связей между атомами .
Теперь мы сохраним электроны на внешних атомах таким образом, чтобы их октет был заполнен. Хлор имеет более восьми электронов в HClO 4 , поэтому хлор не соответствует правилу октета.
Шаг: 5 Проверка формального зарядаЧтобы приблизить формальный заряд к нулю для стабильной структуры, мы можем соединить каждый из трех атомов кислорода с хлором двойной связью. стабильный структура Льюиса HClO 4
HClO 4 резонанс структуры Льюиса
Резонанс — это способ описания связи в молекулах с делокализованными электронами.
Давайте исследуем, имеет ли HClO 4 резонанс.
HClO 4 показывает резонанс из-за присутствия делокализованных электронов на атоме кислорода, одинарно связанном с атомом хлора. Из-за движения этих электронов HClO 4 показывает резонанс. HClO 4 образует четыре резонирующие структуры.
HClO 4 Форма структуры ЛьюисаФорма молекулы определяется количеством атомов, связанных с центральным атомом, и присутствующих на нем несвязанных электронов. Давайте исследуем форму HClO 4 .
HClO4 имеет тетраэдрическую форму, потому что центральный атом хлора представляет собой sp 3 гибридизированный . Он имеет четыре пары связей, и на центральном атоме нет неподеленных пар.
HClO 4 Формальный заряд структуры Льюиса Формальный заряд – это заряд, приписываемый атому в молекуле или иону.
Обсудим формальное обвинение ниже.
Формальный заряд HClO 4 вовсе не равен нулю из-за наличия заряда на атомах хлора и кислорода. Формула для расчета формального заряда для HClO 4 , Формальный заряд = валентные электроны – ½*связывающие электроны – нет. несвязывающих электронов в атоме.
Формальный заряд хлора, кислорода и водорода в HClO 4 выглядит следующим образом –
- Центральный атом Cl =7 – 0 – ½ (8) = +3
- Каждый из трех атомов O соединен с атомом Cl только = 6 – 6 – ½ (2) = -1
- Атом O, соединенный с атомом H = 6 – 4 – ½ (4) = 0
- Атом H = 1 – 0 – ½ (2) = 0
- Итак, молекула HClO 4 нейтральна, так как заряды равны и противоположны.
Элементы главной группы пытаются достичь октета электронов в своей самой внешней оболочке. Это называется правилом октета.
Здесь мы обсудим правило октетов HClO 4 .
Вокруг центрального атома хлора находится более 8 электронов (14 электронов), поэтому это означает, что это не соответствует правилу октетов. В HClO 4, H и O требуется 1 и 2 электрона для достижения конфигурации благородного газа. Они достигают этого, образуя связи.
HClO 4 Неподелённая пара структуры ЛьюисаНеподелённые пары представляют собой несвязанные электронные пары, присутствующие в атоме. Обсудим неподеленные пары в структуре Льюиса HClO 4 .
В структуре Льюиса HClO4 8 неподеленных пар. Все неподеленные пары присутствуют только на атомах О. На центральном атоме Cl нет неподеленных пар, поскольку все валентные электроны Cl расходуются на образование связи.
Количество неподеленных пар различных атомов в HClO 4 следующее: Электроны, находящиеся в последней оболочке атома, называются валентными электронами. Выясним число валентных электронов в HClO 4 . В структуре Льюиса HClO 4 32 электрона. H, Cl и O имеют 1,7 и 6 валентных электронов на внешней оболочке соответственно. H, Cl и O присутствуют в группе 1, группе 17 и группе 16 периодической таблицы соответственно. Общее количество валентных электронов в структуре Льюиса HClO4 составляет – HClO 4 молекула не имеет неподеленных пар на центральном атоме. Валентный угол HClO 4 составляет 109,5 градусов с тетраэдрической формой. Валентный угол — это угол, образованный между двумя ковалентными связями, возникающими из одного и того же атома. Гибридизация – это смешение атомных орбиталей с образованием новых гибридизированных орбиталей, подходящих для образования связей. Теперь обсудите здесь гибридизацию HClO 4 . Гибридизация центрального атома в HClO 4 is sp 3 Гибридизация. Гибридизацию центрального атома Cl можно определить по формуле H=Nb.p. + NI.п., где H – число гибридизации, Nб.п. – число пар связей и NI.p. — количество одиноких пар. Таким образом, Гибридизация центрального атома Cl = 4 + 0 = 4(sp 3 ) . Растворимость растворенного вещества – это количество растворенного вещества в единице объема насыщенного раствора при данной температуре. HClO 4 растворяется в следующих растворителях: Растворимость означает способность растворяться в данном растворителе. Обсудим растворимость HClO 4 . HClO 4 растворим в воде . HClO 4 представляет собой полярную молекулу, и вода также полярна. Существует общее правило: подобное растворяется подобным образом. HClO 4 смешивается с водой. HClO 4 растворим в воде, поскольку он диссоциирует в воде с образованием ионов H + (водн. Вещества, такие как кислоты, основания и соли, образуют электролит. Электролит – это вещество, которое ионизируется в воде. Выясним, является ли HClO 4 является электролитом или нет. HClO 4 — электролит. HClO 4 образует ионы при растворении в воде . Водный раствор HClO 4 может проводить электричество благодаря подвижности ионов. HClO 4 считается сильным электролитом. При растворении в воде почти полностью диссоциирует на H + (водн.) и ClO 4 – (водн.). HClO 4 является электролитом, поскольку он производит ионы H + (водн. Вещества можно классифицировать как кислые, основные или нейтральные. Выясним, к какому типу относится вещество HClO 4 . HClO 4 имеет кислую природу. Он высвобождает ионы H + при растворении в воде . Кислые вещества выделяют ионы H + при растворении в воде, в то время как основные вещества выделяют в воде ионы OH – . HClO 4 считается сильной кислотой, поскольку почти полностью диссоциирует в водном растворе. Он производит большее количество ионов водорода или протонов в воде. HClO 4 является кислым веществом, потому что В соответствии с теорией Аррениуса, кислоты – это вещества, которые содержат водород и выделяют ионы водорода в воду. Существуют три кислотно-основные теории: кислотно-основная теория Льюиса, теория Бренстеда-Лоури и теория Аррениуса. Обсудим, может ли HClO 4 соответствует определению HClO 4 . HClO 4 представляет собой кислоту Льюиса. Кислота Льюиса — это любой вид, который принимает долю в электронной паре. Хлор в HClO 4 может действовать как акцептор электронной пары. HClO 4 представляет собой кислоту Льюиса потому что t центральный атом хлора в HClO 4 имеет расширенный октет. Благодаря этому хлор может принять долю в электронной паре. Полярная молекула содержит частичные заряды на связанных атомах, тогда как в неполярной молекуле заряды на них отсутствуют. HClO 4 представляет собой полярную молекулу. В полярной молекуле электроны распределяются асимметрично между связанными атомами, в то время как в неполярных молекулах электроны распределяются симметрично между связанными атомами . HClO 4 является полярной молекулой потому что t он Кислород больше любит электроны, чем Хлор. Будучи более электроотрицательным, чем Cl, O сильнее притягивает к себе электроны, чем хлор. Это делает связь полярной . Линейная молекула — это прямая молекула. Узнаем здесь, является ли HClO 4 представляет собой линейную молекулу. HClO 4 не является линейной молекулой. Линейная молекула — это молекула, в которой атомы молекулы выстроены в очередь по прямой , а валентный угол молекулы составляет 180 градусов. HClO 4 не является линейной молекулой . Причина этого в том, что молекула обладает линейной геометрией, когда центральный атом в молекуле находится в состоянии sp-гибридизации. В HClO 4 центральный атом хлора находится в sp 3 гибридизации, которая образует тетраэдрическую форму HClO 4 . Магнетизм — одно из свойств веществ. Обсудим магнитные свойства HClO 4 . HClO 4 диамагнитен по своей природе. Парамагнетик слабо притягивается магнитным полем, а диамагнетик отталкивается магнитным полем. HClO 4 является диамагнитным, так как содержит все спаренные электроны и в нем нет свободных электронов. Температура кипения жидкости – это температура, при которой давление пара становится равным атмосферному давлению. Обсудим температуру кипения HClO 4 . Температура кипения HClO 4 составляет 476 К или 203 градуса Цельсия. При этой температуре жидкость превращается в пар. HClO 4 имеет высокую температуру кипения, поскольку HClO 4 образует с водой максимально кипящую азеотропную смесь Эта смесь состоит из 72,5% HClO 4 и 27,5% воды. Максимально кипящие азеотропы имеют более низкое давление паров, чем отдельные компоненты смеси. Молекула должна образовывать связь путем обмена электронами для ковалентной связи и для ионной связи путем переноса электронов. HClO 4 представляет собой ковалентную молекулу, так как содержит ковалентные связи . В его структуре 8 ковалентных связей . Cl образует 7 ковалентных связей, двойную связь с каждым из трех атомов О и одинарную связь с одним атомом О. Одна ковалентная связь образуется между O и атом H. HClO 4 является ковалентным соединением, поскольку структура HClO 4 состоит из H, Cl и O, которые являются неметаллами. Разница в электроотрицательностях H, Cl и O менее 2,0. Таким образом, происходит совместное использование электронов и образуются ковалентные связи. Водородная связь образуется между H и электроотрицательным атомом. Мы обсудим, образует ли HClO 4 водородные связи. Структура гидрата HClO 4 состоит из водородных связей . Присутствуют водородные связи между перхлорат-анионом и H 2 O или H 3 O + . В гидратах HClO 4 , водородная связь имеется между электроотрицательным ClO 4 – анионом и H 2 O или H 3 O + . Водородная связь в HClO 4 образуется между атомом водорода, присоединенным к электроотрицательному атому одной молекулы, и электроотрицательным атомом другой молекулы. Говорят, что молекула имеет диполь, если она имеет противоположно заряженные концы. Давайте обсудим, если HClO 4 имеет диполь. HClO 4 имеет диполь. Он содержит в своей структуре противоположно заряженные атомы хлора и кислорода. Кислород более электроотрицателен, чем хлор HClO 4 имеет диполь из-за разницы в электроотрицательности между атомами хлора и кислорода. Молекула образует диполь из-за разницы в электроотрицательности между двумя связанными атомами. Монопротонная, дипротонная, трипротонная природа кислоты определяется количеством содержащихся в ней атомов водорода. Мы обсудим ниже для HClO 4 . HClO 4 представляет собой моноосновную кислоту. Моноосновные, двухосновные и триосновные кислоты — это кислоты, которые могут образовывать один, два и три протона в воде соответственно. HClO 4 является моноосновной кислотой, поскольку она может отдавать водному раствору только один протон. Моноосновные кислоты содержат только один водород в своей молекуле. Бинарная кислота состоит из двух типов атомов, а оксикислота состоит из более чем двух типов атомов. Давайте обсудим здесь, является ли HClO 4 бинарной кислотой или оксикислотой. HClO 4 является оксикислотой, так как содержит кислород. Оксикислота содержит атом кислорода с присоединенным к нему атомом водорода, а также по крайней мере еще один элемент. HClO 4 квалифицируется как оксикислота, поскольку содержит атом кислорода, присоединенный к атому водорода, а также содержит атом хлора . Одна кислота может быть сильнее по силе, чем другая. Здесь мы обсудим, что сильнее среди HClO 4 и H 2 SO 4 . HClO 4 более сильная кислота, чем H 2 SO 4 . Кислотная сила зависит от различных факторов, таких как размер центрального атома, его электроотрицательность, степень окисления и т. д. HClO 4 более сильная кислота, чем H 2 SO 4 как t степень окисления хлора (+7) больше, чем сера (+6). Также t Электроотрицательность хлора больше, чем серы. Кислоты имеют разную кислотную силу. HClO 4 является более сильной кислотой, чем HCl, хотя и HClO 4 , и HCl состоят из Cl в качестве центрального атома. В HClO 4 , Хлор присоединен к более электроотрицательному атому кислорода. HClO 4 является более сильной кислотой, чем HCl, так как в HClO 4 водород присоединен к более электроотрицательному атому O. O, будучи более электроотрицательным, притягивает к себе электроны. Таким образом, связь O-H ослабевает и больше H + освобождаются . Таким образом, кислотность HClO 4 возрастает . Чтобы сравнить силы различных кислот, мы должны принять во внимание определенные факторы. HClO 4 более сильная кислота, чем HBrO 4 . Единственная разница между этими кислотами заключается в центральном атоме, в то время как обе кислоты содержат одинаковое количество атомов водорода и кислорода. HClO 4 более сильная кислота, чем HBrO 4. Поскольку центральный атом Cl HClO 4 более электроотрицателен, чем центральный атом Br HBrO 4 . Это перевешивает разницу в размерах Cl и Br . Таким образом, в HClO 4 образуется на больше ионов H + , чем в HBrO 4 . Сила кислот влияет на то, насколько кислота диссоциирует в водном растворе. HClO 4 не является более сильной кислотой , чем HNO 3 . Здесь разница в электроотрицательности между N и Cl перевешивает разницу в размерах между ними. HClO 4 более слабая кислота, чем HNO 3 . Поскольку t центральный атом азота HNO 3 более электроотрицательный, чем центральный атом Cl HClO 4 . Хотя мы знаем, что Cl больше по размеру, чем N. Существуют различные факторы, влияющие на силу кислоты. Давайте сравним силу кислоты HClO 4 и HF ниже. HClO 4 является более сильной кислотой, чем HF. HClO 4 считается более сильной кислотой, чем HF из-за электроотрицательного эффекта. I n HClO 4 , связь O-H ослабевает из-за электроотрицательного действия C и O. Высвобождается больше ионов водорода. В HF связь HF короткая, поэтому HF реже выделяет ионы водорода. Наличие более полярной связи в кислоте делает кислоту сильнее. Давайте обсудим этот факт в связи с HClO 4 и привет. HClO 4 более кислая, чем HI из-за наличия полярной связи между атомами хлора и кислорода в HClO 4 .
HClO 4 валентные электроны 
HClO 4 валентный угол 
давайте обсудим его валентный угол ниже.
Обсудим его растворимость.
Растворим ли HClO 4 в воде? 
) и ClO 4 – (водн.). Эти ионы образуют водородные связи с молекулами воды. 
) и ClO 4 – (водн.) в воде или в водном растворе . Электролит образует ионы в водном растворе, поэтому HClO 4 является электролитом. 
HClO 4 содержит водород и производит ионы H + в воде. 
Обсудим это для молекулы HClO 4 .
Отталкивается магнитным полем .
Обсудим тип связи в HClO 4 .
Сравним крепость HClO 4 и HCl ниже.
Сравним силу этих двух кислот.
Выясним, какая из двух кислот более сильная.
Причина этого в том, что центральный атом хлора в HClO 4 больше по размеру, чем фтор , центральный атом в HF , хотя фтор более электроотрицателен, чем хлор. 