Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
HClO4, как сильная кислота, помимо солей с металлами, может образовывать с другими неорганическими и органическими кислотами ацилперхло-р а т ы, например перхлорат нитрония NO2-ClO4.
Попадание хлорной кислоты на кожу вызывает появление болезненных, долго не заживающих ожогов.
Поскольку при хранении при комнатной температуре хлорная кислота медленно разлагается, ее стараются готовить непосредственно перед использованием.
Нестабильность концентрированной хлорной кислоты объясняется распадом присутствующего в ней хлорного ангидрида и накоплением образующихся в растворе активных молекул низших окислов хлора, обладающих свойствами свободных радикалов.
Стабильность хлорной кислоты может быть повышена добавками ингибиторов — веществ, дезактивирующих активные частицы продуктов распада. К ингибиторам относятся в частности органические соединения с трихлорметильной группой [51], например трихлор-уксусная кислота и четыреххлористый углерод.
Добавление ингибиторов в количестве до 2—3% от массы кислоты не меняет механизма разложения хлорной кислоты, но увеличивает на несколько порядков длительность индукционного периода разложения [8].
Разработка способов стабилизации хлорной кислоты продолжается и в настоящее время [52].
При действии на безводную хлорную кислоту сильными водо-отнимающими средствами можно получить ангидрид хлорной
80 90 100
Состав жидкости) бес. % hcio4
Рис. 8-2. Зависимость состава пара над растворами хлорной кислоты от состава жидкой фазы.
j
кислоты Cl2O7, образующийся также в небольшом количестве при фотохимической или термической реакции между хлором и озоном.
Чистый хлорный ангидрид — бесцветная жидкость с температурой плавления —90 ± 2 °С; иногда при получении, а также при хранении он окрашивается низшими окислами хлора.
Если к фосфорному ангидриду, охлажденному до —78 0G, приливать медленно безводную хлорную кислоту, не допуская повышения температуры смеси более —30 0C, получают чистый хлорный ангидрид [53].
В отличие от других окислов хлора и хлорной кислоты ее ангидрид - отличается сравнительно низкой химической активностью. При комнатной температуре он не реагирует с серой, фосфором и бромом, растворяется без взаимодействия в четыреххлористом углероде, при попадании капли ангидрида на дерево или бумагу он испаряется без взрыва. Однако при работе с ангидридом хлорной кислоты (особенно загрязненным) так же, как и с безводной хлорной кислотой, необходима большая осторожность вследствие возможности взрывов.
Хлорная кислота может служить удобным сырьем для получения различных неорганических и органических перхлоратов. Путем нейтрализации хлорной кислоты можно получать перхлораты любых металлов, гидразина и других органических оснований. Для большого числа перхлоратов, выпускаемых в ограниченном масштабе и используемых в качестве реактивов, производство их через хлорную кислоту наиболее удобно и экономично. Однако, например, перхлорат висмута не может быть получен взаимодействием металлического висмута с концентрированной HClO4, так как реакция проходит со взрывом [54]. В определенных условиях реакция нейтрализации хлорной кислоты соответствующими основаниями может оказаться целесообразной не только для получения перхлората магния, алюминия, бериллия и других металлов, но также и для получения перхлоратов щелочных металлов и аммония.
Хлорная кислота и перхлораты находят широкое применение в аналитической практике. Хлорная кислота используется при количественном определении калия осаждением в виде малорастворимой соли — перхлората калия. Как сильный окислитель хлорная кислота используется для окисления и разрушения органических веществ (влажное сожжение), для окисления руд. Кроме того, хлорная кислота применяется в качестве растворителя, как среда для неводного титрования, для разрушения протеинов при биологических анализах, а также как добавка к электролиту в гальванотехнике и при электролитической обработке металлов.
Хлорную кислоту разрешается перевозить только в виде водных растворов концентрацией примерно до 70% (до азеотропа). В случае применения безводной хлорной кислоты, ее следует получать на месте потребления.
Способы получения хлорной КИОЛОТЫ
Впервые соли хлорной кислоты и затем сама кислота были получены химическим путем [1] из хлората калия. При термическом разложении хлоратов одновременно с выделением кислорода образуются соответствующие перхлораты. Однако этот способ получения перхлоратов, так же как и прямой синтез хлорной кислоты из H2O, O3 и Cl2 [45] облучением смеси (длина волны 2537 А) не нашел промышленного применения.
Наиболее удобно получение перхлоратов и хлорной кислоты путем анодного окисления ионов ClO3- или Cl" в водных растворах. При прямом получении хлорной кислоты электролизу подвергаются растворы соляной кислоты или хлора, а при получении ее через перхлораты проводят электрохимическое окисление водных растворов хлоратов щелочных металлов с последующей обработкой образующегося перхлората сильной минеральной кислотой.
