Chloristan draselný

Chloristan draselný je látka s chemickým vzorcem KClO4.

Chloristan draselný
Obecné
Systematický název Chloristan draselný
Latinský název Kalii perchloras
Anglický název Potassium perchlorate
Německý název Kaliumperchlorat
Sumární vzorec K ClO4
Vzhled bezbarvé nebo bílé krystaly či prášek
Identifikace
Registrační číslo CAS 7778-74-7
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP) 231-912-9
Indexové číslo 017-008-00-5
Vlastnosti
Molární hmotnost 138,549 g/mol
Teplota tání 610 °C
Teplota změny krystalové modifikace 299,5 °C (β → α)
Hustota 2,52 g/cm3 (20 °C)
Index lomu nDa= 1,471 7 (20 °C)
nDb= 1,472 4 (20 °C)
nDc= 1,475 9 (20 °C)
Rozpustnost ve vodě 0,76 g/100 g (0 °C)
1,06 g/100 g (10 °C)
1,8 g/100 g (20 °C)
2,5 g/100 g (25 °C)
4,8 g/100 g (40 °C)
5,4 g/100 g (50 °C)
7,23 g/100 g (60 °C)
12,3 g/100 g (70 °C)
22,95 g/100 g (100 °C)
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech		 methanol
0,105 g/100 g
ethanol
0,012 g/100 g
aceton
0,16 g/100 g
Měrná magnetická susceptibilita −4,29×10−6 cm3g−1
Struktura
Krystalová struktura krychlová (α)
kosočtverečná (β)
Hrana krystalové mřížky α-modifikace
a= 750 pm
β-modifikace
a= 883,4 pm
b= 565,0 pm
c= 724,0 pm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf° −433,5 kJ/mol
Entalpie rozpouštění ΔHrozp 383 J/g (18 °C)
Standardní molární entropie S° 151,0 JK−1mol−1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf° −300,4 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp 0,811 JK−1g−1
Bezpečnost

GHS03

GHS07
[1]
Nebezpečí[1]
R-věty R9 R22
S-věty (S2) S13 S22 S27
NFPA 704
0
1
1
OX
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Vlastnosti

Jde o za běžných podmínek bezbarvou krystalickou látku a silné oxidační činidlo. Má nejmenší rozpustnost ve vodě ze všech chloristanů, jen 1,5 g na 100 g ve vodě při teplotě 25 °C). [2] Na základě toho lze využít vznik KClO4 jako důkazové reakce pro ionty draslíku. Tato reakce má ovšem poměrně nízkou citlivost. K zpřesnění stanovení lze využít toho, že rozpustnost chloristanu draselného je možné snížit přidáním alkoholu.[3] Chloristan draselný se v přírodě vyskytuje v malých množstvích v surovém chilském ledku. Protože je silným rostlinným jedem, musí se odstranit, má-li se ledek použít jako hnojivo.[4] Chloristan draselný je izomorfní s manganistanem draselným KMnO4; dále je izostrukturní s chromanem barnatým BaCrO4, síranem olovnatým PbSO4, chromanem olovnatým PbCrO4 aj.[5] Vodné roztoky chloristanů mají při normální teplotě pouze mírné oxidační účinky, avšak při zvýšené teplotě se stávají živě až bouřlivě reagujícími oxidačními činidly. Při manipulaci s těmito sloučeninami musí být zachovávána značná opatrnost a zvláště je potřeba dbát na to, aby nedošlo ke styku se snadno oxidujícími organickými i anorganickými látkami, které mohou způsobit až explozivně probíhající reakci.[6]

Výroba

Chloristan draselný byl poprvé připraven (byl to vůbec první připravený chloristan) v letech 1816 až 1819 F. von Stadion reakcí taveniny chlorečnanu draselného s kyselinou sírovou, při které se uvolňoval plynný ClO2 a vznikal krystalický KClO4.[6]

Disproporcionace chlorečnanu na chloristan a chlorid je termodynamicky velmi výhodná, ovšem tato reakce v roztoku probíhá jen velmi zvolna a nemůže být využita jako preparativní metoda. Zahříváme-li opatrně pevný chlorečnan draselný, disproporcionuje takto:[7][5]

4 KClO3 = 3 KClO4 + KCl

U této reakce je potřeba zdůraznit, že KClO4 taje při 368 °C, při teplotě 400 °C už ovšem probíhá rozklad chloristanu draselného na chlorid draselný a kyslík. Nicméně, nejběžněji se chloristany připravují elektrolytickou oxidací chlorečnanů. Chlazený roztok chlorečnanu draselného se elektrolyticky oxiduje při velké proudové hustotě. Reakční směs obsahuje vedle kýženého chloristanu i trochu nezragovaného chlorečnanu. K jeho odstranění se používá frakční krystalizace, viz nízká rozpustnost KClO4. V ostatních případech chlorečnanů (např. sodný) se používá kyselina chlorovodíková, s níž chloristany nereagují.[8] Chloristan draselný lze také ještě připravit mírným pálením chloristanu sodného a chloridu draselného tímto podvojným rozkladem:[9]

NaClO4 + KCl = KClO4 + NaCl

Reakce

Grafit reaguje se suspenzí KClO4 ve směsi koncentrované kyseliny dusičné HNO3 a kyseliny sírové H2SO4 na citrónově žlutý oxid grafitu proměnlivého složení a struktury empirického vzorce C6Ox(OH)y (kde x odpovídá 1,0 - 1,7 a y 2,25 - 1,7). Z KClO4 lze připravit kyselinu chloristou dle reakce

KClO4 + H2SO4 = KHSO4 + HClO4

a pak opatrným zahříváním reakční směsi za sníženého tlaku oddestilovat.[5]

Použití

Patří mezi nejpoužívanějších oxidovadla v ohňostrojích a rozbuškách, ale je používán i ve střelivech, zápalných prášcích a v prskavkách. K vytvoření bílých záblesků a zvukových efektů hromu se používá směs KClO4 se sírou a hliníkem; směs používaná ke světelným efektům při divadelních představeních a koncertech rockové hudby obsahuje KClO4 a hořčík. Pravděpodobně nejobtížnějším problémem pro pyrotechniky je jasně modré zbarvení světelných efektů; toto zbarvení se získá nízkoteplotní emisí (teplota pod 1 200 °C) CuCl v oblasti 420 až 460 nm. Z důvodu malé tepelné stálosti chlorečnanu a chloristanu měďnatého se jasně modré zbarvení světelného efektu získá zapálením směsi obsahující 38 % KClO4, 29 % chloristanu amonného a 14 % uhličitanu měďnatého doplněnou červenou gumou (14 %) a dextrinem (5 %).[6]

V medicíně může být použit jako antithyreoidní substance pří léčbě hyperthyreoidismu (hyperfunkce štítné žlázy, většinou v kombinaci s dalšími léky).

Reference
  1. Potassium perchlorate. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)
  2. Chloristan draselný MSDS Archivováno 6. 1. 2010 na Wayback Machine J.T. Baker
  3. Okáč, A., Analytická chemie kvalitativní
  4. Remy, H., Anorganická chemie I.
  5. Muck, A., Základy strukturní anorganické chemie
  6. Greenwood, Chemie prvků II, 1993
  7. Cotton, F. A., Wilkinson, G., Anorganická chemie, 1973
  8. Heslop, R. B., Jones, K., Anorganická chemie, 1982
  9. Votoček, E, Anorganická chemie, 1945

Literatura
  • VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.