高氯酸盐是高氯酸形成的盐类,含有四面体型的高氯酸根离子-ClO4-,其中氯的氧化态为+7。高氯酸盐存在于自然界中,主要用作火箭燃料和烟火中的氧化剂和安全气囊中的爆炸物。多数高氯酸盐可溶于水。
中文名称 | 高氯酸盐 | 类别 | 盐类 |
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氧化钛 | +7 | 用途 | 火箭燃料,烟火 |
氨盐基高氯酸盐 NH4ClO4
铯高氯酸盐 CsClO4
锂高氯酸盐 LiClO4
镁高氯酸盐镁Mg(ClO4)2
高氯酸 HClO4
钾高氯酸盐 KClO4
铷高氯酸盐 RbClO4
银高氯酸盐 AgClO4
钠高氯酸盐 NaClO4
高氯酸钠
高氯酸钠是高氯酸的钠盐,化学式为NaClO4。它是无色晶体,具潮解性,可溶于水和乙醇,480°C时分解,生成热为-382.75kJ/mol。通常以菱方晶系的一水合物形式使用。
高氯酸钠可用作固体推进剂中的氧化剂,但具潮解性,应用不及高氯酸钾和高氯酸铵广泛。类似的高氯酸锂是所有化合物中氧含量最高的一个,但其潮解性使得其应用很少。
高氯酸钠可作制取高氯酸钾和高氯酸铵的原料。利用的是高氯酸钠与氯化钾/氯化铵之间的复分解反应。
高氯酸钠由氯化钠或氯酸钠的阳极氧化反应制备,阴极为铂、二氧化铅、二氧化锰或磁铁矿,阳极材料为石墨、钢、镍或钛。
高氯酸钾
高氯酸钾,也称过氯酸钾,是高氯酸的钾盐,化学式为KClO4,具强氧化性。它是无色晶体或白色粉末,熔点约为610°C。常用在烟火和闪光粉中作氧化剂,也用作起爆药。它可以作固体火箭推进剂材料之一,但此应用基本上已被高氯酸铵所取代。所有高氯酸盐中,高氯酸钾的溶解度最低(1.5g/100g,水,25°C)。
KClO4可与很多还原剂发生反应,如与葡萄糖(C6H12O6)的反应如下:
3 KClO4 + C6H12O6 → 6 H2O + 6 CO2 + 3 KCl
高氯酸钾与蔗糖的混合物还算稳定,但与其它还原剂混合很可能发生爆燃,发生剧烈氧化还原反应,火焰呈钾的焰色紫色。鞭炮中用高氯酸钾与铝粉的混合物以制造闪光。
氯酸钾不可与硫混用,但高氯酸钾可以。一个通用的解释为:硫会被氧化为亚硫酸和硫酸,后者与氯酸钾反应,生成氯酸。高浓度的氯酸很不稳定,会发生自燃,但是由高氯酸钾生成的高氯酸则相对稳定,不会分解。
在高氯酸和高氯酸盐的使用中遇到的爆炸事故,已经引起了人们的极大关注。高氯酸的危险性一方面因为它是一种强酸,故与皮肤、眼睛或呼吸道接触时会产生严重的烧伤;另一方面热而浓的高氯酸是一种强氧化剂,很不稳定。无水高氯酸甚至在室温下也不稳定,它会自发地分解而发生剧烈爆炸。只要一与可被氧化的物质接触就会立即引起爆炸。
高氯酸盐的安全操作
高氯酸盐可分为两大类:①对热和碰撞较敏感的盐;②对热和碰撞较不敏感的盐。属于第二类的物质有纯高氯酸铵、碱金属和碱土金属的盐、高氯酰氟。属于第一类的物质有重金属高氯酸盐、高氯酸氟盐、有机高氯酸盐、高氯酸酯、高氯酸盐与有机物金属粉末或硫的混合物。
许多重金属的高氯酸盐,有机高氯酸盐(如高氯酸肼,二高氯酸肼以及高氯酸氟均极易爆炸),必须通慎操作。高氯酸盐与易被氧化的物质混合也非常容易发生爆炸,必须注意,应避免摩擦,受热、火星、震动以及重金属污染等因素,并要采取适当的隔离、屏蔽和人身防护措施,确保工作人员安全。碱金属,碱土金属的高氯酸盐和铵盐较为安定。合成新的无机或有机高氯酸盐,只应由有经验、细心而又对工作熟悉的研究人员承担。用锤子锤击铜板上的高氯酸盐晶粒(一至两颗),根据撞击时产生的爆炸声大小可大致估计离级酸盐对撞击的敏感程度。
做简单的热稳定性试验,可将一两颗晶粒放在热钢板上,观察其产生激烈分解反应的时并作观察,塞子勿塞紧。
高氯酸盐 离子是ClO4且它有分子大量99.45 a.u。
高氯酸盐(化合物)是包含这个离子,在化合物中,氯的氧化态 为+7。
高氯酸盐离子是广义的最微弱的氧化剂, 高氯酸盐有最高氧化还原电位。尽管其中氯的氧化态为+7,但在氯的所有含氧酸根离子中,高氯酸根离子的氧化性最弱。这是由于氯在高氯酸根离子中处于四面体的中心,不易发生反应。
多数高氯酸盐,尤其电正性金属如钠形成的化合物如高氯酸钠,都相对较稳定,也因此可以取代曾经用于烟火中但具不稳定性的氯酸盐类氧化剂。
高氯酸盐是一种有毒化学物质,在自然界存在于土壤的比例很低,然而在发射航天飞船、人造卫星和导弹所用火箭的燃料中大量存在。航天燃料会扩散污染环境,并对人和其他生物造成危害。
2005年,美国环境保护署所确定的高氯酸盐的安全阈值为每日每千克体重0.7 mg。[2]高氯酸盐可以干扰甲状腺素的合成与分泌,从而影响人体正常的新陈代谢,阻碍人体的生长于发育,对生长发育期的儿童影响尤为严重,一旦婴幼儿体内的高氯酸盐过量,儿童会出现智商偏低、学习障碍、发育迟缓、多动症、注意力分散,甚至会出现弱智等症状。
高氯酸钾和氯酸钾的不同点:化学式不同:高氯酸钾的化学式为KClO4,氯酸钾的化学式为KClO3;氯的化合价不同:氯酸钾氯的化合剂+5,高氯酸钾氯的化合剂+7;氧化性强弱不同:高氯酸钾的氧化性比氯酸钾的...
氯酸钾在爆竹中的作用主要用在烟中作氧化剂。用氯酸钾作氧化剂的烟敏感度都很高,氯酸钾药剂受冲击、摩擦、受热都会燃烧爆炸,当把氯酸钾加热到400℃时就可能爆炸,这些就是氯酸钾特别敏感的主要原因。由氯酸钾造...
通常情况下,高氯酸钾不易分解爆炸,稳定性一般。当与其他物质一起时易分解爆炸属于强氧化剂,与碳、硫、磷及有机物混合,受碰撞和摩擦易产生燃烧和爆炸。当有氯化钾、溴化钾、铜、铁等存在时,分解反应会加速进行。...
以电解法生产2万t/a氯酸钠为例,总结了在配套建设B县园坪水电站和110kV直降整流变电所工程中的电气技术,提出利用小水电资源生产高能耗的氯酸盐。
介绍了采用LSZ药剂进行氯酸盐分解的工艺改造的目的、内容、过程,总结了改造的特点及效果。该项目新增加1套LSZ加药装置,在现有的氯酸盐分解系统上进行改造,投资小、施工快,产生的经济效益达1 064. 6万元/a。
高氯酸盐在航天、军事等领域大量应用,已被列入我国2008年第一批高污染、高环境风险产品,痕量即可干扰人体甲状腺正常功能。我国饮用水源已经存在严重高氯酸盐污染潜在威胁,但我国尚未开展高氯酸盐去除基础性研究工作。国外现有去除技术普遍存在仅是完成单纯分离而再生液仍需后续处理的缺陷;将高氯酸盐富集后分解无毒化则是饮用水中高氯酸盐去除技术发展方向。在前期改性活性炭去除高氯酸盐技术研究工作基础上,本项目以实现高氯酸盐彻底去除无毒化为最终目的,将氢氧化物形态金属负载在改性活性炭上,制备出在常温、常压下对饮用水中高氯酸盐兼具高效吸附和还原去除性能的复合功能材料;揭示氢氧化物形态金属还原高氯酸盐特性与机理;探清复合功能材料去除水中高氯酸盐污染规律,掌握高氯酸盐在复合功能材料表面的转化规律,为水中其它无机离子去除提供技术参考;研究复合功能材料去除高氯酸盐工艺特性,为该技术实际应用提供理论依据和技术储备。
批准号 |
50878163 |
项目名称 |
吸附还原复合功能材料去除饮用水中的高氯酸盐研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E1001 |
项目负责人 |
高乃云 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
同济大学 |
研究期限 |
2009-01-01 至 2011-12-31 |
支持经费 |
36(万元) |
用于制造高氯酸或其他高氯酸盐,还用于火药工业