高氯酸

更新时间:2022-06-30

高氯酸(perchloric acid)又名过氯酸,无机化合物,六大无机强酸之一,氯的含氧酸。高氯酸是无色透明的发烟液体,在无机含氧酸中酸性最强。高氯酸可助燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。工业上用于高氯酸盐的制备,人造金刚石提纯,电影胶片制造,医药工业,电抛光工业,用于生产砂轮,除去碳粒杂质,还可用作氧化剂等。

基本信息

中文名高氯酸
外文名perchloric acid
别名过氯酸
化学式HClO4
熔点-112℃
密度1.67 g/cm³
水溶性与水混溶
沸点203 ℃
EINECS号231-512-4
分子量100.46
外观无色透明的发烟液体,有刺激性气味
管制类型高氯酸(*)(腐蚀)(易致爆)
危险品运输编号UN 1873 5.1/PG 1
警示术语O:Oxidizing agent 氧化剂C:Corrosive腐蚀性
饱和蒸气压2.00kPa(14℃)
MDL号MFCD00011325
化学品类别无机物--酸
储存密封干燥阴凉保存
纯度优级纯、分析纯均在70~72%之间
CAS号7601-90-3
安全性描述S23;S26;S45;S36/37/39
危险性符号C;O
危险性描述R5;R8;R35
UN危险货物编号1873

基本性质

物理性质

熔点:-112℃

沸点:203℃

密度:1.67g/cm

饱和蒸汽压:2.00kPa(14℃)

折射率:1.419

化学性质

强氧化剂。与还原性有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。

在室温下分解,加热则爆炸(但市售恒沸高氯酸不混入可燃物则一般不会爆炸)。

无水物与水起猛烈作用而放热。氧化性极强,具有强腐蚀性。

室温时氧化活性很弱,但浓热的高氯酸是强氧化剂可与大多数金属包括金,银发生反应将他们氧化,生成对应的高价金属高氯酸盐和水。

强酸性:高氯酸是无机含氧酸中酸性最强的酸。

计算化学数据

1、疏水参数计算参考值(XlogP):2.3

2、氢键供体数量:1

3、氢键受体数量:4

4、可旋转化学键数量:0

5、互变异构体数量:0

6、拓扑分子极性表面积:71.4

7、重原子数量:5

8、表面电荷:0

9、复杂度:114

10、同位素原子数量:0

11、确定原子立构中心数量:0

12、不确定原子立构中心数量:0

13、确定化学键立构中心数量:0

14、不确定化学键立构中心数量:0

15、共价键单元数量:1

化学反应

反应类型

1、高氯酸和碱金属碱土金属剧烈反应,猛烈爆炸,生成大量白雾。

2、稀的高氯酸和镁、铝等活泼金属快速反应,生成大量气泡,放出大量热。

3、木炭、硫磺和纯度较高的高氯酸反应,立刻发生烯烧然后爆炸。

4、高氯酸能铁、铬、镍、锌等剧烈反应生成氧化物,还能将元素磷和硫分别氧化成磷酸硫酸

5、室温时氧化活性很弱,与Zn、Al、Cr等都不反应,与Sn、Ti、V反应缓慢,但浓热的高氯酸是强氧化剂可与大多数金属包括金,银发生反应将他们氧化,生成对应的高氯酸盐和水。浓热的高氯酸是强氧化剂可与大多数金属包括金,银发生反应将他们氧化,生成对应的“高价金属高氯酸盐”和水。

反应式

高氯酸和五氧化二磷反应:2HClO+2PO→ClO+HPO

高氯酸和硫酸钡反应:HClO+BaSO→Ba(HSO4)(ClO)

高氯酸和氢氧化钠反应(放出大量热):NaOH+HClO→NaClO+HO

高氯酸和氟气剧烈反应(爆炸):2F+2HClO→2HF+2FClO+O

氢氧化镁和高氯酸反应:Mg(OH)+2HClO→Mg(ClO)+2HO

氢氧化铝和高氯酸反应:Al(OH)+3HClO→Al(ClO4)+3HO

高氯酸和氨水反应(放出大量热):HClO+NH·HO→NHClO+HO

高氯酸和盐酸反应(氧化还原反应):HClO+7HCl→4Cl+4HO

氢氧化钾和高氯酸反应(放出大量热):KOH+HClO→KClO(微溶)+HO

乳酸钠和高氯酸反应:CHONa+HClO→CHO+NaClO(如果高氯酸比较多,有可能把乳酸醇羟基氧化为羧基,即变成丙酮酸)。

基本用途

用于电镀工业、电影胶片、人造金刚石工业、电抛光工业和医药工业。也用于生产砂轮除去碳粒杂质。用作强氧化剂。还用于生产烟花和炸药。50%高氯酸用作丙烯腈聚合物的溶剂。是制造金属高氯酸盐的原料。可作化学分析试剂。

可作溶剂,例如可用作高效液相色谱以及丙烯腈聚合物的溶剂;作化学分析试剂,氧化剂,干燥剂;可作原料,生产烟花,炸药,金属高铝酸盐

使用注意事项

健康危害:该品有强烈腐蚀性。皮肤粘膜接触、误服或吸入后,引起强烈刺激症状。

燃爆危险:该品助燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。

安全术语

S23:Do not breathe gas/fumes/vapour/spray.不要吸入气体/烟雾/蒸汽/喷雾。

S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见。

S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签)。

S36/37/39:Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.穿戴适当的防护服、手套和眼睛/面保护。

管制信息

该品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制。

急救措施

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。

消防措施

有害燃烧产物:氯化氢

灭火方法:考虑到火场中可能存在有机物会引起爆炸,不可轻易接近。

灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳、砂土。

泄漏应急处理

应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。不要直接接触泄漏物。勿使泄漏物与有机物、还原剂、易燃物接触。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。

小量泄漏:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。

大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

操作注意事项

操作注意事项:密闭操作,局部排风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(全面罩)或自给式呼吸器,穿聚乙烯防毒服,戴防酸手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与酸类、碱类、胺类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。禁止震动、撞击和摩擦。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时,应把酸加入水中,避免沸腾和飞溅。

储存注意事项

储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。保持容器密封。应与酸类、碱类、胺类等分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

制备

高氯酸钠法将氯酸钠在溶解槽内加水,通入蒸汽于45~50℃下溶解,使其饱和后加入氢氧化钡除去铬酸根等杂质,经压滤,清液送去电解,制得高氯酸钠。把高氯酸钠加入反应器,再加入31%盐酸(用量为理论量的110%~120%)进行复分解反应,生成高氯酸,过滤除去氯化钠结晶,滤液经蒸发浓缩至高氯酸含量60%以上,制得工业高氯酸。其化学方程式为:

NaClO₃+H₂O→NaClO₄+H₂↑

NaClO₄+HCl→HClO₄+NaCl

工业上使用电解氯酸钠的方法生产高氯酸钠,高氯酸可由高氯酸钠和浓硫酸复分解反应制备:

NaClO₄+H₂SO₄(浓)→NaHSO₄+HClO₄(易爆)

还有高氯酸钡和硫酸反应过滤,以及用硝酸氧化氯酸铵都可制备高氯酸

上游原料:氯酸钠、盐酸

下游产品:高氯酸锂、高氯酸、过氧化二异丙苯

常见谣言

谣言:高氯酸和盐酸反应(氧化还原反应):HClO₄+7HCl→4Cl₂+4H₂O

驳斥:高氯酸与盐酸并不容易反应,甚至盐酸可以用来制备高氯酸:

高氯酸钠与盐酸相互作用可制得70% HClO4溶液。在搅拌下向260mL盐酸(相对密度1.19)中慢慢加入130g NaClO4(在负压下)。混合物在搅拌下放置4~8h,用砂芯漏斗过滤,用30~40mL盐酸洗涤沉淀。将滤液与洗涤水合并,在减压下蒸发直到除去Cl(用AgNO3检验)。此时会有HClO4的白色蒸气出现。再将溶液冷却,通过砂芯漏斗滤出少量未反应的NaClO4,得到的150g HClO4相对密度1.6。用蒸馏法精制。用磨口装置在1999.5~266.4Pa 48~54℃蒸出带有痕量HClO4的水。在107~111℃,蒸出70~72℃的HClO4。

即使高氯酸氧化盐酸,也会形成大量二氧化氯,而不是单纯形成氯气-这也是上述方法制备的高氯酸中的杂质。


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