高氯酸（无机化合物）

VLoG
VLoG
次浏览
更新时间：2023-05-19
高氯酸
无机化合物
高氯酸（perchloric acid）又名过氯酸，无机化合物，六大无机强酸之一，氯的含氧酸。高氯酸是无色透明的发烟液体，在无机含氧酸中酸性最强。高氯酸可助燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。工业上用于高氯酸盐的制备，人造金刚石提纯，电影胶片制造，医药工业，电抛光工业，用于生产砂轮，除去碳粒杂质，还可用作氧化剂等。
基本信息
中文名
高氯酸
警示术语
O:Oxidizing agent 氧化剂C:Corrosive腐蚀性
别名
过氯酸
化学式
HClO4
分子量
100.46
展开
基本性质
物理性质
熔点：-112℃
沸点：203℃
密度：1.67g/cm
饱和蒸汽压：2.00kPa（14℃）
折射率：1.419
化学性质
强氧化剂。与还原性有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。
在室温下分解，加热则爆炸（但市售恒沸高氯酸不混入可燃物则一般不会爆炸）。
无水物与水起猛烈作用而放热。氧化性极强，具有强腐蚀性。
室温时氧化活性很弱，但浓热的高氯酸是强氧化剂可与大多数金属包括金，银发生反应将他们氧化，生成对应的高价金属高氯酸盐和水。
强酸性：高氯酸是无机含氧酸中酸性最强的酸。
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值（XlogP）：2.3
2、氢键供体数量：1
3、氢键受体数量：4
4、可旋转化学键数量：0
5、互变异构体数量：0
6、拓扑分子极性表面积：71.4
7、重原子数量：5
8、表面电荷：0
9、复杂度：114
10、同位素原子数量：0
11、确定原子立构中心数量：0
12、不确定原子立构中心数量：0
13、确定化学键立构中心数量：0
14、不确定化学键立构中心数量：0
15、共价键单元数量：1
化学反应
反应类型
1、高氯酸和碱金属、碱土金属剧烈反应，猛烈爆炸，生成大量白雾。
2、稀的高氯酸和镁、铝等活泼金属快速反应，生成大量气泡，放出大量热。
3、木炭、硫磺和纯度较高的高氯酸反应，立刻发生烯烧然后爆炸。
4、高氯酸能铁、铬、镍、锌等剧烈反应生成氧化物，还能将元素磷和硫分别氧化成磷酸和硫酸。
5、室温时氧化活性很弱，与Zn、Al、Cr等都不反应，与Sn、Ti、V反应缓慢，但浓热的高氯酸是强氧化剂可与大多数金属包括金，银发生反应将他们氧化，生成对应的高氯酸盐和水。浓热的高氯酸是强氧化剂可与大多数金属包括金，银发生反应将他们氧化，生成对应的“高价金属高氯酸盐”和水。
反应式
高氯酸
高氯酸和五氧化二磷反应：2HClO+2PO→ClO+HPO
高氯酸和硫酸钡反应：HClO+BaSO→Ba（HSO4）（ClO）
高氯酸和氢氧化钠反应（放出大量热）：NaOH+HClO→NaClO+HO
高氯酸和氟气剧烈反应（爆炸）：2F+2HClO→2HF+2FClO+O
氢氧化镁和高氯酸反应：Mg(OH)+2HClO→Mg(ClO)+2HO
氢氧化铝和高氯酸反应：Al(OH)+3HClO→Al(ClO4)+3HO
高氯酸和氨水反应（放出大量热）：HClO+NH·HO→NHClO+HO
高氯酸和盐酸反应（氧化还原反应）：HClO+7HCl→4Cl+4HO
氢氧化钾和高氯酸反应（放出大量热）：KOH+HClO→KClO（微溶）+HO
乳酸钠和高氯酸反应：CHONa+HClO→CHO+NaClO（如果高氯酸比较多，有可能把乳酸的醇羟基氧化为羧基，即变成丙酮酸）。
基本用途
用于电镀工业、电影胶片、人造金刚石工业、电抛光工业和医药工业。也用于生产砂轮除去碳粒杂质。用作强氧化剂。还用于生产烟花和炸药。50%高氯酸用作丙烯腈聚合物的溶剂。是制造金属高氯酸盐的原料。可作化学分析试剂。
可作溶剂，例如可用作高效液相色谱以及丙烯腈聚合物的溶剂；作化学分析试剂，氧化剂，干燥剂；可作原料，生产烟花，炸药，金属高铝酸盐。
使用注意事项
健康危害：该品有强烈腐蚀性。皮肤粘膜接触、误服或吸入后，引起强烈刺激症状。
燃爆危险：该品助燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。
安全术语
S23：Do not breathe gas/fumes/vapour/spray.不要吸入气体/烟雾/蒸汽/喷雾。
S26：In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.眼睛接触后，立即用大量水冲洗并征求医生意见。
S45：In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).发生事故时或感觉不适时，立即求医（可能时出示标签）。
S36/37/39：Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.穿戴适当的防护服、手套和眼睛/面保护。
管制信息
该品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制。
急救措施
皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。
消防措施
有害燃烧产物：氯化氢。
灭火方法：考虑到火场中可能存在有机物会引起爆炸，不可轻易接近。
灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、砂土。
泄漏应急处理
应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。不要直接接触泄漏物。勿使泄漏物与有机物、还原剂、易燃物接触。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。
小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。
大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。
操作注意事项
各氧化态氯酸的空间构型图及其各电势
操作注意事项：密闭操作，局部排风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（全面罩）或自给式呼吸器，穿聚乙烯防毒服，戴防酸手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与酸类、碱类、胺类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。禁止震动、撞击和摩擦。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时，应把酸加入水中，避免沸腾和飞溅。
储存注意事项
储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。保持容器密封。应与酸类、碱类、胺类等分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
制备
高氯酸钠法将氯酸钠在溶解槽内加水，通入蒸汽于45～50℃下溶解，使其饱和后加入氢氧化钡除去铬酸根等杂质，经压滤，清液送去电解，制得高氯酸钠。把高氯酸钠加入反应器，再加入31%盐酸(用量为理论量的110%～120%)进行复分解反应，生成高氯酸，过滤除去氯化钠结晶，滤液经蒸发浓缩至高氯酸含量60%以上，制得工业高氯酸。其化学方程式为：
NaClO₃+H₂O→NaClO₄+H₂↑
NaClO₄+HCl→HClO₄+NaCl
工业上使用电解氯酸钠的方法生产高氯酸钠，高氯酸可由高氯酸钠和浓硫酸经复分解反应制备：
NaClO₄+H₂SO₄(浓）→NaHSO₄+HClO₄（易爆）
还有高氯酸钡和硫酸反应过滤，以及用硝酸氧化氯酸铵都可制备高氯酸
上游原料：氯酸钠、盐酸
下游产品：高氯酸锂、高氯酸、过氧化二异丙苯
常见谣言
谣言：高氯酸和盐酸反应（氧化还原反应）：HClO₄+7HCl→4Cl₂+4H₂O
驳斥：高氯酸与盐酸并不容易反应，甚至盐酸可以用来制备高氯酸：
高氯酸钠与盐酸相互作用可制得70% HClO4溶液。在搅拌下向260mL盐酸（相对密度1.19）中慢慢加入130g NaClO4（在负压下）。混合物在搅拌下放置4～8h，用砂芯漏斗过滤，用30～40mL盐酸洗涤沉淀。将滤液与洗涤水合并，在减压下蒸发直到除去Cl（用AgNO3检验）。此时会有HClO4的白色蒸气出现。再将溶液冷却，通过砂芯漏斗滤出少量未反应的NaClO4，得到的150g HClO4相对密度1.6。用蒸馏法精制。用磨口装置在1999.5～266.4Pa 48～54℃蒸出带有痕量HClO4的水。在107～111℃，蒸出70～72℃的HClO4。
即使高氯酸氧化盐酸，也会形成大量二氧化氯，而不是单纯形成氯气-这也是上述方法制备的高氯酸中的杂质。