高氯酸
| 高氯酸 | |||
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| 別名 | Perchloric acid, Hyperchloric acid[1] | ||
| 識別 | |||
| CAS編號 | 7601-90-3 
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| PubChem | 24247 | ||
| ChemSpider | 22669 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYAD | ||
| UN編號 | 1873 | ||
| EINECS | 231-512-4 | ||
| ChEBI | 29221 | ||
| RTECS | SC7500000 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | HClO4 | ||
| 摩爾質量 | 100.46 g/mol g·mol⁻¹ | ||
| 外觀 | 無色液體 | ||
| 密度 | 1.67 g/cm3 | ||
| 熔點 | -17 °C (共沸物)[2] -112 °C (無水) | ||
| 沸點 | 203 °C (共沸物)[3] | ||
| 溶解性（水） | 與水互溶 | ||
| pKa | ≈ −10[4] | ||
| 危險性 | |||
| 警示術語 | R：R5, R8, R35 | ||
| 安全術語 | S：S1/2, S23, S26, S36, S45 | ||
| MSDS | ICSC 1006 | ||
| 歐盟編號 | 017-006-00-4 | ||
| 歐盟分類 | Oxidant (O) Corrosive (C) | ||
| NFPA 704 |
 0
3
3
OX
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| 相關物質 | |||
| 相關化學品 | 鹽酸 次氯酸 亞氯酸 氯酸 | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
高氯酸（英語：Perchloric acid）是一種無機化合物，化學式為HClO4，是一種強酸，有強烈的腐蝕性、刺激性，通常以無色水溶液的形式存在。高氯酸的酸酐為Cl2O7。高氯酸的酸性強於硫酸、硝酸。熱的高氯酸是一種極強的氧化劑，與有機物、還原劑、易燃物（如硫、磷等）接觸或混合時有引起燃燒爆炸的危險，但室溫下70%以下濃度的高氯酸相對穩定一些。高氯酸常被用來製備一些高氯酸鹽，例如火箭燃料的重要成分——高氯酸銨。總而言之，高氯酸具有相當強的腐蝕性和危險性，並且極易形成易爆炸的混合物。
製備方法
工業製備
高氯酸工業製備有三條路線。傳統方法是利用高氯酸鈉的較大的溶解度(室溫下209g/100ml水)，用鹽酸處理高氯酸鈉的濃溶液，製備得到高氯酸和氯化鈉沉澱:
製得濃高氯酸可以通過蒸餾來純化。
另一條路線相較於傳統方法而言，更為直接，並避免了高氯酸鹽的使用：利用鉑電極電解氯水，可在陽極生成高氯酸[5]。
工業上也使用電解氯酸鈉的方法生產高氯酸鈉，高氯酸可由高氯酸鈉和濃硫酸經複分解反應製備：[來源請求]
實驗室製備
高氯酸鋇和硫酸反應生成硫酸鋇沉澱與高氯酸，也可以通過硝酸氧化氯酸銨製備高氯酸，由於銨根的參與，該反應會得到氮氧化物和高氯酸。
性質
無水高氯酸在室溫下是一種油狀液體。高氯酸可以形成至少五種水合物。在水合物中高氯酸根陰離子通過氫鍵與H2O和H3O+ 相連[6]。 高氯酸可與水形成72.5%質量分數的共沸物，並且市售高氯酸也多以該共沸物的形式出售。但該共沸物和濃硫酸一樣，具有很強的吸水性，暴露在空氣中會吸收空氣中的水。
高氯酸的脫水反應會得到一種非常危險的產物——七氧化二氯：[7]
主要用途
高氯酸主要被作為生產高氯酸銨的原料，高氯酸銨一般被用作製造火箭燃料。隨着航天技術的發展，高氯酸的產量也隨之提高，年產量達到了數百萬公斤。[5] 高氯酸也是生產液晶過程中的重要原料，同時也是蝕刻鉻的良好試劑。而由高氯酸為原料生產的高氯酸鎂在鋼鐵工業中也有應用[8]。
酸性
高氯酸是一種很強的質子酸，其Ka值高達1010[4]。相較於其他非配位陰離子，諸如氟硼酸和六氟磷酸易發生水解，而高氯酸就不會發生水解。儘管高氯酸具有一定的危險性，但在合成中，高氯酸仍然經常被使用[9]。出於類似的原因，高氯酸也常被作為離子交換色譜的洗脫劑。
安全性
高氯酸具有很強的氧化性，高氯酸和金屬（如鋁）以及有機物（如木頭，塑膠等）具有極高的反應活性。高氯酸一定要在具有沖洗功能的通風櫥中操作，以防止高氯酸在管道中的堆積，引發危險。
相關條目
參考資料
- ^ Samuel Fomon. Medicine and the Allied Sciences 1. : 148.
- ^ Safety data for concentrated perchloric acid, ca. 70% msds.chem.ox.ac.uk
- ^ Handling of Perchloric acid[失效連結] ameslab.gov
- ^ 4.0 4.1 Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. Inorganic Chemistry 2nd. Prentice Hall. 2004: 171. ISBN 978-0130399137.
- ^ 5.0 5.1 Helmut Vogt, Jan Balej, John E. Bennett, Peter Wintzer, Saeed Akbar Sheikh, Patrizio Gallone "Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_483.
- ^ Almlöf, Jan; Lundgren, Jan O.; Olovsson, Ivar "Hydrogen Bond Studies. XLV. Crystal structure of perchloric acid 2.5 hydrate" Acta Crystallographica Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry 1971, volume 27, pp. 898-904.doi:10.1107/S0567740871003236
- ^ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon. Inorganic chemistry. Translated by Mary Eagleson, William Brewer. San Diego: Academic Press. 2001: 464. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ 存档副本. [2014-04-30]. （原始內容存檔於2014-05-07）.
- ^ A. T. Balaban, C. D. Nenitzescu, K. Hafner and H. Kaiser (1973). "2,4,6-Trimethylpyrilium Perchlorate". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 1106.
