Хлорат натрію

На́трій хлора́т — NaClO3, сіль, що утворена залишком натрій гідроксиду NaOH і триоксохлоратної кислоти HClO3.

Натрій триоксохлорат
Інші назви Натрій хлорат(V), Натрій хлорнуватокислий, Sodium chlorate (англ.)
Ідентифікатори
Номер CAS 7775-09-9
PubChem 516902
Номер EINECS 231-887-4
KEGG C18765
ChEBI 65242
RTECS FO0525000
SMILES
O=Cl(=O)[O-].[Na+]
InChI
InChI=1S/ClHO3.Na/c2-1(3)4;/h(H,2,3,4);/q;+1/p-1
Властивості
Молекулярна формула NaClO3
Молярна маса 106.441 г/моль
Зовнішній вигляд Білий кристалічний порошок
Густина 2.5 г/см3
Тпл 248 °C
Ткип розкладається вище 300 °C
Розчинність (вода) 79.6 г/100 мл (0 °C)
95.9 г/100 мл (20 °C)
100.1 г/100 мл: (25 °C)
115 г/100 мл (40 °C)
137 г/100 мл (60 °C)
167 г/100 мл (80 °C)
204 г/100 мл (100 °C) [1]
Розчинність розчинний у етилендіаміні (58.2 г/100 г (25 °C))
у диметилформаміді (23.4 г/100 г (25 °C)), моноетаноламіні (19.7 г/100 г (25 °C)),[2]
в ацетоні (51 г/100 г (25 °C)),
у гліцерині (20 г/100 г (15.5 °C)),
у метанолі (51.35 г/100 г (25 °C)),
в етанолі (14.7 г/100 г (25 °C)) [3]
Показник заломлення (nD) 1.515
Структура
Кристалічна структура кубічна. При швидкому охолодженні розплаву можлива кристалізація у метастабільній моноклінній фазі [2]
Термохімія
Ст. ентальпія
утворення ΔfHo298		 −357.73 кДж·моль−1
Ст. ентропія So298 126.36 Дж·моль−1•K−1
Небезпеки
ГДК (Україна) 20 мг/л (у воді водойм)
ЛД50 3600 мг/кг (миші, внутрішньошлунково)
Температура спалаху відсутня
Небезпеки
ГДК (Україна) 5 мг/м3 (у повітрі робочої зони)
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Фізичні властивості

Безбарвні кристали кубічної сингонії, добре розчинні у воді, гігроскопічні. Натрій хлорат розпливається при контакті з вологим повітрям. З водою утворює кріогідрат, що містить 39,7 % мас. натрій хлорату і кристалізується при –17,8 °C.

Одержання

Одержують натрій хлорат електролізом водного розчину натрій хлориду у електролізерах без діафрагми з інтенсивним перемішуванням.

На катоді: 2H2O + 2e- = H2 + 2OH-
На аноді: 2Cl- — 2e- = Cl2
В розчині: 1) Cl2 + 2OH- = ClO- + Cl- + H2O
2) 3ClO- = ClO-3 + 2Cl-

В сучасних електролізерах для одержання натрій хлорату застосовуються аноди (з TiO2, облицьованого благородними металами) і катоди (з м'якої сталі), що розташовані на відстані 3 мм один від одного і пропускають електричний струм густиною до 2700 А/м2. Електроди занурені в розчин натрій хлориду концентрацією 80–100 г/л, нагрітий до 60–80 °C. За описаних вище умов, вихід натрій хлорату становить близько 93 % від теоретично можливого, і на виробництво 1т продукту витрачається 565 кг натрій хлориду і 4535 кВт електроенергії. Попутно у даному процесі одержують також газоподібний водень.[4]

Також NaClO3 одержують при пропусканні газуватого хлору у нагріті до 70–80 °C розчини натрій гідроксиду, натрій карбонату або натрій гідроген карбонату:

6NaOH + 3Cl2 = NaClO3 + 5NaCl + 3H2O
3Na2CO3 + 3Cl2 = 5NaCl + NaClO3 + 3CO2
6NaHCO3 + 3Cl2 = 5NaCl + NaClO3 + 6CO2 + 3H2O

Світове виробництво натрій хлорату становило близько 600 000 т/рік (1975 рік), а у 1989—1991 рр. становило уже понад 2 млн т/рік.

Хімічні властивості

При нагріванні до 390—520 °C розкладається за приблизним рівнянням: 2NaClO3 = NaCl + NaClO4 + O2 + 183 кДж У присутності каталізаторів (MnO2, Co3O4) температура розкладу знижується до 200—400 °C, а у суміші продуктів зменшується частка натрій перхлорату NaClO4. В сухому стані, як і усі інші хлорати, натрій хлорат проявляє властивості сильного окисника — вибухає від удару або тертя у присутності відновників (фосфору, сірки, органічних речовин).

10NaClO3 + 12P(червоний) → 10NaCl + 3P4O10
NaClO3 + Fe → NaCl + FeO + O2 (дана реакція лежить в основі застосування «кисневих свічок»)[5]

У розчинах помітно проявляє окисні властивості у кислому середовищі і реагує з багатьма відновниками:

3NO-2 + ClO-3 → 3NO-3 + Cl-
6Fe2+ + ClO-3 + 6H+ → 6Fe3+ + Cl– + 3H2O
2Cl– + 2ClO-3 + 4H+ → Cl2 + 2ClO2 + 2H2O[2]

Застосування

Натрій хлорат застосовується:

  1. для виробництва хлор діоксиду, який використовується для відбілювання паперової маси і тканин, знезараження води тощо.
  2. для одержання натрій перхлорату електрохімічним шляхом.
  3. як один з компонентів піротехнічних сумішей, хоча гігроскопічність натрій хлорату негативно впливає на їх якість.
  4. як джерело кисню (наприклад, у так званих «кисневих свічках»).
  5. для одержання інших хлоратів, зокрема бертолетової солі.
  6. у виробництві гербіцидів, дефоліантів для бавовни і засобів для сушіння соєвих бобів.[4]
  7. як засіб знищення бур'янів (наприклад, на залізничному полотні).[6]

Примітки
  1. Solubility table
  2. Химическая энциклопедия: В 5 т. / Редкол.: И.Л.Кнунянц (гл. ред.) и др. – М. : Большая Рос. энцикл., 1998. – Т. 2. – 642 с.
  3. База данных физико-химических свойств и синтезов веществ
  4. Гринвуд Н. Химия элементов: в 2 томах / Н. Гринвуд, А. Эрншо; пер. с англ. В. А. Михайлова [и др.]. — Москва: Бином. Лаб. знаний, 2008. — Т. 2. — 2008. — 670 с. — ISBN ISBN 978-5-94774-374-6
  5. Химическая энциклопедия. Кислород
  6. Некрасов, Б. В. Основы общей химии / Б. В. Некрасов. — 3-е изд., испр. и доп. — М. : Химия. Т. 1. — 1973. — 656 с.

Посилання
  • Химическая энциклопедия. Кислород
  • База данных физико-химических свойств и синтезов веществ
  • Solubility table Solubility table(англ.)

Джерела
  • Барков С. А. Галогены и подгруппа марганца. Элементы VII группы периодической системы Д. И. Менделеева: пособие для учащихся / С. А. Барков. — М. : Просвещение, 1976. — 112 с. (рос.)
  • Гринвуд Н. Химия элементов: в 2 томах / Н. Гринвуд, А. Эрншо; пер. с англ. В. А. Михайлова [и др.]. — Москва: Бином. Лаб. знаний, 2008. — Т. 2. — 2008. — 670 с. — ISBN ISBN 978-5-94774-374-6 (рос.)
  • Некрасов, Б. В. Основы общей химии / Б. В. Некрасов. — 3-е изд., испр. и доп. — М. : Химия. Т. 1. — 1973. — 656 с.(рос.)
  • Реми Г. Курс неорганической химии. Том 1. — М.: Издательство иностранной литературы, 1963.- 921 с.(рос.)
  • Химия: большой энцикл. словарь / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — 2-е изд. — М. : Большая Рос. энцикл., 1998. — 792 с.(рос.)
  • Химическая энциклопедия: В 5 т. / Редкол.: И. Л. Кнунянц (гл. ред.) и др. — М. : Большая Рос. энцикл., 1998. — Т. 2. — 642 с.(рос.)
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.