Перхлоратна кислота

Перше повідомлення про синтез перхлоратної кислоти міститься у статті Ф. Стадіона[4], який у 1816 році отримав її шляхом перегонки продукту, що утворюється при обережному плавленні хлорату калію в суміші з концентрованою сульфатною кислотою. Ф. Стадіон здійснив важливий внесок у дослідження перхлоратної кислоти не тільки як першовідкривач, а й як дослідник, який вперше отримав її електролізом розчину діоксиду хлору [5]. Пізніше О. Генрі запропонував отримувати перхлоратну кислоту, виходячи з перхлорату калію, оксиду цинку і гексафторсилікатної кислоти[6].

Спосіб Ф. Стадіона був значно спрощений і покращений Натівелем[7].

Безбарвна летюча рідина, сильно димить на повітрі, в парах існує у вигляді мономеру. Безводна перхлоратна кислота дуже реакційноздатна та нестійка. Рідка HClO₄ частково димеризована. Характерною є для неї рівноважна автодегідратація:

3HClO₄ ↔ H₃O⁺ + ClO−4 + Cl₂O₇

HClO₄ добре розчинна у хлорорганічних розчинниках, таких, як CF₃COOH, CHCl₃, CH₂Cl₂ та ін. Змішування з розчинниками, які проявляють відновні властивості, може призвести до займання та вибуху. З водою перхлоратна кислота змішується в будь-яких співвідношеннях і утворює ряд гідратів HClO₄ × nH₂O (де n = 0,25 … 4). Моногідрат HClO₄ • H₂O має високу температуру плавлення (+50 °С). Концентровані розчини перхлоратної кислоти, на відміну від безводної кислоти, мають маслянисту консистенцію. Водні розчини HClO₄ стійкі, мають низьку окисну здатність. Перхлоратна кислота з водою утворює азеотропну суміш, киплячу при 203 °C і містить 72% HClO₄. Розчини перхлоратної кислоти в хлорвмісних вуглеводнях є суперкислотами. HClO₄ є однією з найсильніших неорганічних кислот, в її середовищі навіть кислотні сполуки ведуть себе як основи, приєднуючи протон і утворюючи катіони ацилперхлоратів: P(OH)+4, ClO⁴⁻, NO+2, ClO−4. При слабкому нагріванні та при зниженому тиску суміші перхлоратної кислоти з фосфорним ангідридом, відганяється безбарвна масляниста рідина — хлорний ангідрид:

2HClO₄ + P₂O₅ → Cl₂O₇ + 2HPO₃

Солі перхлоратної кислоти називаються перхлорати.

• Водні розчини перхлоратної кислоти отримують електрохімічним окисненням соляної кислоти або хлору, розчинених у міцній перхлоратній кислоті, а також обмінним розкладанням перхлоратом натрію або калію сильними неорганічними кислотами.
• Безводна перхлоратна кислота виходить при взаємодії перхлоратом натрію або калію з міцною сірчаною кислотою, а також водних розчинів перхлоратної кислоти з олеумом:

KClO₄ + H₂SO₄ → KHSO₄ + HClO₄

• Концентровані водні розчини перхлоратної кислоти широко використовуються в аналітичній хімії, а також для отримання перхлоратів.
• Перхлоратна кислота застосовується при розкладанні складних руд, при аналізі мінералів, а також як каталізатор.
• Солі перхлоратної кислоти: перхлорат калію|перхлорат калію KClO₄ малорозчинні у воді, застосовується у виробництві вибухових речовин, перхлорат магнію Mg(ClO₄)₂ (ангідрон) — осушувач. Суху перхлоратну кислоту не можна довго зберігати і перевозити, тому що при зберіганні в звичайних умовах вона повільно розкладається, забарвлюється оксидами хлору, що утворюються при її розкладанні, і може мимоволі вибухати.

• Хлоратна кислота
• Гіпохлоритна кислота
• Хлоритна кислота
• Оксокислоти хлору

• Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0

• Nils Wiberg, Egon Wiberg, Arnold Fr. Holleman: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102 Auflage. de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
• Луцевич Д. Д. Довідник з хімії, Українські технології, Львів 2003, 420 ст.