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| 名前 | |||
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| 体系的なIUPAC名
過塩素酸 | |||
| その他の名前
過塩素酸[1]
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| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.028.648 | ||
| EC番号 |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1873 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| HClO4 | |||
| モル質量 | 100.46グラム/モル | ||
| 外観 | 無色の液体 | ||
| 臭い | 無臭 | ||
| 密度 | 1.768グラム/ cm3 | ||
| 融点 | −17 °C (1 °F; 256 K) ( 72% 水溶液) [2] −112 °C (無水) | ||
| 沸点 | 203 °C (397 °F; 476 K) (共沸混合物) [2] | ||
| 混和性 | |||
| 酸性度（p Ka） | −15.2 (±2.0); [3] ≈ −10 | ||
| 共役塩基 | 過塩素酸塩 | ||
| 危険 | |||
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |||
主な危険
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強力な酸化剤、非常に腐食性が高い | ||
| GHSラベル: | |||
   
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| 危険 | |||
| H271、H290、H302、H314、H373 | |||
| P210、P280、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P371、P375、P380 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | 不燃性 | ||
| 安全データシート（SDS） | ICSC1006 の翻訳 | ||
| 関連化合物 | |||
関連化合物
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塩酸 次亜塩素 酸 亜塩素酸 塩素酸 | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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過塩素酸は、化学式H Cl O 4の鉱酸である。これは塩素のオキソ酸である。通常は水溶液として存在するこの無色の化合物は、硫酸、硝酸、塩酸よりも強い酸である。高温では強力な酸化剤となるが、室温で約70重量%までの水溶液は一般に安全であり、強酸特性を示すだけで酸化特性は示さない。過塩素酸は過塩素酸塩、特にロケット燃料の重要な成分である過塩素酸アンモニウムの調製に有用である。過塩素酸は危険なほど腐食性があり、爆発性の混合物を容易に形成する。[4]
歴史
過塩素酸は、オーストリアの化学者フリードリヒ・フォン・シュタディオンによって（過塩素酸カリウムとともに）初めて合成され、 1810年代半ばに「酸素化塩素酸」と呼ばれました。フランスの薬剤師ジョルジュ・シモン・セルラスは、その固体一水和物を発見するとともに、この現代的な名称を導入しました（しかし、彼はそれを無水物と間違えました）。[5]
生産
過塩素酸は、工業的には 2 つの方法で生産されます。伝統的な方法では、過塩素酸ナトリウムの高い水溶性(室温で 100 ml の水に対して 209 g) を利用します。この溶液を塩酸で処理すると過塩素酸が得られ、固体の塩化ナトリウムが沈殿します。
- NaClO4 + HCl → NaCl + HClO4
濃縮された酸は蒸留によって精製することができる。より直接的で塩を避ける代替方法は、白金電極での水性塩素の陽極酸化を伴う。[6] [7]
実験室の準備
過塩素酸カリウムの硫酸溶液から蒸留することができます。[8]過塩素酸バリウムを硫酸で処理すると硫酸バリウムが沈殿し、過塩素酸が残ります。硝酸と過塩素酸アンモニウムを混ぜ、塩酸を加えながら煮沸することによっても作ることができます。この反応ではアンモニウムイオンが関与する同時反応により亜酸化窒素と過塩素酸が生成され、残りの硝酸と塩酸を煮沸することで大幅に濃縮・精製することができます。
プロパティ
無水過塩素酸は、室温では不安定な油状の液体です。少なくとも 5 つの水和物を形成し、そのうちのいくつかは結晶学的に特徴付けられています。これらの固体は、H 2 O およびH 3 O +中心に水素結合で結合した過塩素酸アニオンで構成されています。 [9]一例として、過塩素酸ヒドロニウムがあります。過塩素酸は水と共沸混合物を形成し、約 72.5% の過塩素酸で構成されます。この形態の酸は永久に安定しており、市販されています。このような溶液は吸湿性があります。そのため、空気にさらされると、濃縮された過塩素酸は空気中の水分を吸収して希釈されます。
過塩素酸を脱水すると無水二塩素七酸化物が得られる：[10]
- 2 HClO 4 + P 4 O 10 → Cl 2 O 7 + H 2 P 4 O 11
用途
過塩素酸は主にロケット燃料に使用される過塩素酸アンモニウムの原料として生産されています。ロケットの発展により過塩素酸の生産量が増加し、年間数百万キログラムが生産されています。 [6]過塩素酸は液晶ディスプレイや重要な電子機器のエッチング、鉱石抽出に最も実績のある材料の一つであり、分析化学においてユニークな特性を持っています。 [11]さらに、クロムのエッチングにも有用な成分です。[12]
酸として
過塩素酸は超強酸であり、最も強いブレンステッド・ローリー酸の1つである。そのp Kaが-9未満であることは、その一水和物が個別のヒドロニウムイオンを含み、[H 3 O + ][ ClO–
4]。[13]最新の水性pK aの推定値は−15.2 ± 2.0。[3]過塩素酸は弱い求核性のため、干渉を最小限に抑えて強酸性を提供します（HClO 4の高い酸性を説明します）。フッ化ホウ酸やヘキサフルオロリン酸などの非配位アニオンの他の酸は加水分解の影響を受けやすいですが、過塩素酸は影響を受けにくいです。その塩の爆発性に関連する危険性にもかかわらず、この酸は特定の合成ではしばしば好まれます。[14]同様の理由から、イオン交換クロマトグラフィーの有用な溶離液です。アルミニウム、モリブデン、その他の金属の
電解研磨やエッチングにも使用されます。
地球化学では、過塩素酸は分析のためのケイ酸塩鉱物サンプルの分解を助け、また有機物の完全な分解にも役立ちます。[15]
安全性
過塩素酸は強い酸化作用を持つため、金属や木材、プラスチック、油などの可燃性物質と激しく反応する可能性があるため、広範囲にわたる規制の対象となっている。[16]過塩素酸を使用する作業は、ダクト内の酸化剤の蓄積を防ぐために、洗浄機能を備えたヒュームフード内で行わなければならない。
1947年2月20日、カリフォルニア州ロサンゼルスでオコナーめっき工場の惨事が発生し、17人が死亡、150人が負傷した。アルミニウム製家具の電解研磨に使用されていた、 75%の過塩素酸と35%の無水酢酸を含む1000リットル以上の浴槽が爆発した。鉄製のラックがセルロースアセト酪酸（テニット2プラスチック）でコーティングされたものに交換された際に、過熱した浴槽に有機化合物が加えられた。数分後、浴槽は爆発した。[17] [18]オコナー電気めっき工場、その他25棟の建物、40台の自動車が破壊され、近隣の家屋250棟が被害を受けた。
参照
参考文献
- ^ Fomon, S. (1920). 医学と関連科学. D. Appleton. p. 148.
- ^ ab 「70%過塩素酸の安全性（MSDS）データ」。msds.chem.ox.ac.uk。2008年7月2日。2008年7月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年2月24日閲覧。
- ^ ab Trummal, Aleksander; Lipping, Lauri; Kaljurand, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo (2016 年 5 月 6 日). 「水中およびジメチルスルホキシド中の強酸の酸性度」. The Journal of Physical Chemistry A . 120 (20). American Chemical Society (ACS): 3663–3669. Bibcode :2016JPCA..120.3663T. doi :10.1021/acs.jpca.6b02253. ISSN 1089-5639. PMID 27115918. S2CID 29697201.
- ^ 「過塩素酸 | 環境衛生と安全 | ミシガン州立大学」ehs.msu.edu . 2023年11月2日閲覧。
- ^ Schilt, Alfred A. (1979).過塩素酸と過塩素酸塩. G. Frederick Smith Chemical Company. p. 1.
- ^ ab Helmut Vogt、Jan Balej、John E. Bennett、Peter Wintzer、Saeed Akbar Sheikh、Patrizio Gallone「塩素酸化物と塩素酸素酸」、ウルマン工業化学百科事典 2002、ワイリー VCH、ワインハイム。土井：10.1002/14356007.a06_483。
- ^ ミューラー、W.;ヨンク、P. (1963)。 「Herstellung von Percoloursäure durch anodische Oxydation von Chlor」。ケミー・インヂュニア・テクニック。35 (2): 78.土井:10.1002/cite.330350203。; ドイツ特許 DE1031288B; 米国特許 US2846383A。
- ^ Schmeisser, M. (1963). 「過塩素酸」。Brauer, G. (編) 『分取無機化学ハンドブック』第 2 巻 (第 2 版)。NY、NY: Academic Press。p . 318。
- ^ Almlöf, J.; Lundgren , JO; Olovsson, I. (1971 年 5 月 15 日). 「水素結合研究。XLV. HClO4.2.5H2O の結晶構造」。Acta Crystallographica セクション B : 構造結晶学および結晶化学。27 (5)。国際結晶学連合 (IUCr): 898–904。doi :10.1107/ s0567740871003236。ISSN 0567-7408 。
- ^ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon (2001).無機化学。メアリー・イーグルソン、ウィリアム・ブリューワー訳。サンディエゴ: アカデミック・プレス。p. 464。ISBN 0-12-352651-5。
- ^ 「過塩素酸」。GFS化学物質。2015年1月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年1月14日閲覧。
- ^ 「金属エッチング」。セイヤー工学部。
- ^ キャスリーン・セラーズ、キャサリン・ウィークス、ウィリアム・R・アルソップ、スティーブン・R・クラフ、マリリン・ホイト、バーバラ・ピュー（2006年）。過塩素酸塩：環境問題と解決策。CRCプレス。p.16。ISBN 0-8493-8081-2。
- ^ AT Balaban、CD Nenitzescu、K. Hafner、H. Kaiser (1973)。「2,4,6-トリメチルピリリウム過塩素酸塩」。有機合成
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク);全集、第5巻、1106ページ。 - ^ 「過塩素酸 | 環境衛生と安全 | ミシガン州立大学」ehs.msu.edu . 2024年9月2日閲覧。
- ^ 「Materials Safety Data Sheet - Perchloric Acid, 60%, GR」（PDF）。emd chemicals。 2003年。 2012年3月24日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2022年2月24日閲覧。
- ^ RC Nester; GF Vander Voort (1992)。金属組織学研究室における安全性。ASTM標準化ニュース。p. 34。
- ^ 「カリフォルニア：驚異のビール」。タイム誌。1947年3月3日。
外部リンク
- 国際化学物質安全性カード 1006