Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Октябрь » 7 » ОВР. Хлорная кислота.
15:54
ОВР. Хлорная кислота.

    Ранее мы уже разобрали солидный ряд примеров ОВР с участием различных соединений. Сегодня очередь дошла до такого интереснейшего соединения, как хлорная кислота и другие соединения хлора в высшей степени окисления.

    Как и многие кислород содержащие кислоты, хлорная кислота – сильный окислитель и одновременно, сильная кислота. При 100% концентрации крайне неустойчива и даже способна к взрывному разложению, поэтому ее хранят и перевозят при концентрации 35-40%. В таком виде она и поступает в лаборатории. В отличие от серной или азотной кислот, концентрация хлорной кислоты практически не сказывается на направлении реакции и продуктах превращения. Хлорная кислота достаточно легко восстанавливается до соляной кислоты, уже не являющейся окислителем. Остановить процесс на промежуточных продуктах достаточно трудно, соединения хлора в промежуточных степенях окисления способны выделяться лишь в виде оксидов хлора. Для их получения используют процесс окисления хлорной кислотой трудно окисляемых соединений, например, оксидов свинца. При этом важно соблюсти температуру процесса и соотношение реагентов.

    Первый пример приведем с фосфидом мышьяка. Как следует из ряда электроотрицательности элементов, данное соединение носит почти чисто аморфный характер по причине невысокой полярности химической связи. Фосфид мышьяка – красный практически аморфный порошок. Поэтому, обменной реакции между солью и кислотой здесь не получится.

    Процесс протекает уже при комнатной температуре и со значительным выделением тепла. Потому кислота 5-10%-ная, нагрев минимальный, перемешивание интенсивное, размер фрагментов фосфида мышьяка 0,1-1 мм. С учетом разложения хлорной кислоты, следует брать избыток кислоты от теоретически необходимого, примерно в полтора раза.

    Следующий пример возьмем с классической солью – сульфидом меди. Сульфид меди часто используют в промышленности для получения чистой меди, поэтому его свойства достаточно хорошо изучены. Реакция протекает при небольшом нагревании за считанные минуты.

    При уравнивании примера наблюдаем переход кислорода от хлорной кислоты к сульфид-аниону, в реальности, так же есть потери кислорода на разложение хлорной кислоты. В то же время, часть кислорода может попасть в сульфатный анион из воздуха при окислении сульфитного аниона в растворе. Этот процесс можно активировать борботером.

    Если проводить процесс окисления хлорной кислотой металлического порошка, то возможна очень бурная реакция, тем более напоминающая взрыв, чем мельче измельчит металл, выше активность металла и концентрированнее кислота. При концентрации кислоты порядка 1-2%, комнатной температуре и использовании гранул цинка диаметром около 3-5 мм, реакция протекает достаточно спокойно и дает (при использовании охлаждения) почти количественный выход перхлората цинка (выход на практике 90-95% от теоретического, потери от разложения кислоты).

    Если напротив, измельчить цинк до пыли и бросить в хлорноватую кислоту концентрацией 90-100%, произойдет взрывная реакция (тепловой взрыв с неполным превращением). Наибольшая часть реагентов превратятся по следующей реакции. Для упрощения возьмем сжиженный смешанный кислотный оксид хлора (СlO2, зелено-желтый газ).

    Реакция протекает большей частью в газо-паровой фазе, поэтому, уравнивать лучше методом электронного баланса. На практике, продукты так же реагируют с водой из атмосферы, давая гидроксихлорид цинка (ZnCl(OH)) и даже хлорат и гипохлорит цинка.

    Если проводить окисление менее активного соединения, и в водной среде, тогда процесс наверняка (при кислоте умеренной концентрации) пройдет гладко. Окисление хромита калия хлорным ангидридом (Cl2O7, бесцветная маслянистая жидкость) в водной среде будет выглядеть так.

    В ходе уравнивания методом полуреакций получаем, что в левой части уравнения (исходные соединения) присутствуют молекулы воды.

   Более сложно окисляется диоксид серы. Используем для его окисления оксид хлора (VI), представляющий собой красную маслянистую жидкость. Хлор восстановится, скорее всего, не полностью, остановим процесс на диоксиде хлора (IV). Хотя реакция протекает в воде, можно использовать метод электронного баланса.

    Полученный в результате реакции диоксид хлора можно собрать, если не следить за температурой, то он разложится на хлор и кислород. В любом случае, значительная часть диоксида хлора будет реагировать с водой, диспропорционируя до набора кислот.

   Хлорную и хлорноватую кислоты, а так же, их соли получают электролизом водных растворов хлоридов или соляной кислоты.

   
Категория: Фундамент | Просмотров: 2026 | Добавил: Chemadm | Теги: уравнения реакций, кислородные соединения хлора, ОВР | Рейтинг: 4.8/5
Всего комментариев: 4
0
3  
статья полезная и подробная, только вот в мои школьные годы хлорная кислота обозначалась просто как HCl? А ЗДЕСЬ, в статье HClO4/ в чем причина, интересно?

0
4  
HCl это соляная кислота (если водный раствор) или хлороводород (если безводный газ). Подробнее про классификацию и номенклатуру кислот см. здесь.

0
1  
Все очень хорошо расписано, нашел в этой статье ответ на свой вопрос. Спасибо большое!

0
2  
Мы всегда рады помогать людям. На днях продолжу цикл материала, посвященного решению ОВР. Пока рекомендую ознакомится с другими статьями на данную тему, представленными в разделе "Фундамент" (фундаментальные положения базового курса общей и неорганической химии)

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]