Perclorato di sodio: formula, informazioni generali, proprietà chimiche
Il perclorato di sodio è una sostanza cristallina incolore e inodore. È igroscopico e forma diversi idrati cristallini. Da un punto di vista chimico, è un sale sodico di acido perclorico. Non infiammabile, ma ha un effetto tossico. La formula chimica del perclorato di sodio è NaClO 4 .
reception
La sostanza descritta può essere ottenuta sia chimicamente che elettrochimicamente. Nel primo caso, di solito si usa la normale reazione di scambio tra acido perclorico e idrossido o carbonato di sodio. È anche possibile la decomposizione termica del clorato di sodio. A 400-600 ° C forma perclorato e cloruro di sodio. Ma questo metodo è abbastanza pericoloso, poiché c'è una minaccia di esplosione durante la reazione.
In teoria, è possibile effettuare l'ossidazione chimica del clorato di sodio. L'agente ossidante più efficace in questo caso sarà l'ossido di piombo (IV) in ambiente acido. Tipicamente, l'acido perclorico viene aggiunto alla miscela di reazione.
Il più delle volte nel settore usa un metodo elettrochimico. Dà un prodotto più pulito e generalmente più efficace. La materia prima utilizzata è lo stesso clorato di sodio che, dopo l'ossidazione sull'anodo di platino, produce perclorato. Per rendere il processo economico, il cloruro di sodio viene prodotto su elettrodi di tipo grafite più economici. C'è anche un metodo promettente per produrre perclorato di sodio in una fase. Il perossido di piombo è usato come anodo.
Meccanismi elettrochimici
Il meccanismo di ossidazione del clorato in perclorato non è ancora del tutto chiaro, ci sono solo ipotesi su di esso. La ricerca è in corso.
La più ragionevole è la variante basata sull'assunzione di rinculo di elettroni sull'anodo dello ione clorato (ClO 3 - ), a seguito del quale si forma il radicale di ClO 3 . Lui, a sua volta, interagisce con l'acqua per formare perclorato.
Questa ipotesi è espressa in un certo numero di opere scientifiche affidabili. È anche confermato dai risultati degli studi sull'ossidazione dei clorati ai perclorati in soluzioni acquose etichettate con isotopi di ossigeno pesante 18 O. Si è constatato che 18 O è incluso per primo in clorato e solo successivamente durante il processo ossidativo diventa parte dello ione perclorato. Ma bisogna ricordare che cambiare il materiale dell'anodo (ad esempio, dal platino alla grafite) può anche cambiare il meccanismo di reazione.
La seconda variante del processo è l'ossidazione degli ioni clorato con l'ossigeno, che si forma quando un elettrone viene rilasciato da uno ione idrossido.
Secondo questa variante, la velocità di reazione dipende direttamente dalla concentrazione di clorato nell'elettrolita, cioè con una diminuzione della sua concentrazione, la velocità dovrebbe aumentare.
Esiste anche un'opzione basata sul rilascio simultaneo di elettroni sia da ioni clorato che da ioni idrossido. I radicali risultanti sono altamente attivi e sono ossidati dall'ossigeno, che viene rilasciato da OH - .
Proprietà fisiche
Il perclorato di sodio è molto solubile in acqua. La sua solubilità è molto più forte di quella degli altri perclorati. Per questo motivo, nella produzione di perclorato, viene dapprima prodotto sodio perclorato e quindi, se necessario, trasferito ad altri sali di acido perclorico. È anche altamente solubile in ammoniaca liquida, acetone, perossido di idrogeno, etanolo e glicole etilenico.
Come accennato in precedenza, è igroscopico e, quando idrolizzato, il perclorato di sodio forma idrati cristallini (mono- e diidrati). Può anche formare solvati con altri composti. Alla temperatura di 482 ° C si scioglie con la decomposizione in cloruro di sodio e ossigeno. Quando si usano additivi di perossido di sodio, ossido di manganese (IV), ossido di cobalto (II, III), la temperatura di decomposizione diminuisce a 150-200 ° C.
Proprietà chimiche
Il sale sodico dell'acido perclorico è un agente ossidante molto forte, tanto da ossidare molte sostanze organiche all'anidride carbonica e all'acqua.
Lo ione perclorato può essere rilevato per reazione con sali di ammonio. Durante il calcolo della miscela, la reazione procede:
3NaClO4 + 8NH 4 NO 3 → 3KCl + 4N 2 + 8HNO 3 + 12H 2 O.
Un altro metodo di rilevamento è la reazione di scambio con il potassio. Il perclorato di potassio è molto meno solubile in acqua, quindi precipiterà.
NaClO 4 + KCl → KClO 4 ↓ + NaCl.
Con altri perclorati possono formare composti complessi: Na 2 [Al (ClO 4 ) 5 ], Na [Zn (ClO 4 ) 3 ], Na [Cd 2 (ClO 4 ) 5 ].
applicazione
A causa della formazione di idrati cristallini, l'uso del perclorato di sodio è estremamente difficile. Fondamentalmente è usato come erbicida, anche se l'ultima volta meno. Quasi tutto il perclorato di sodio viene convertito in altri perclorati (ad esempio, potassio o ammonio) o acido perclorico e viene utilizzato nella sintesi di molti altri composti grazie alle sue forti proprietà ossidanti. Può anche essere utilizzato in chimica analitica per la determinazione e la precipitazione di cationi di potassio, rubidio e cesio, sia da soluzioni acquose che da soluzioni alcoliche.
La decomposizione termica di tutti i perclorati produce ossigeno. Per questo motivo, il sale può essere usato come fonte di ossigeno nei motori a razzo. Alcuni perclorati possono essere usati negli esplosivi. Il perclorato di potassio è usato in medicina per trattare l'ipertiroidismo. Questa malattia è dovuta all'aumentata funzione della ghiandola tiroidea e ogni perclorato ha la proprietà di ridurre l'attività di questa ghiandola, che è necessaria per portare il corpo alla normalità.
pericolo
Il perclorato di sodio in sé non è infiammabile, ma quando interagisce con altre sostanze può causare un incendio o un'esplosione. In caso di incendio, può rilasciare gas tossici o vapori (cloro o cloroxidi). L'estinzione può essere fatta con acqua.
Il perclorato di sodio a temperatura ambiente praticamente non evapora, ma quando viene spruzzato, può entrare nel corpo. Quando viene inalato, si verifica tosse, irritazione delle mucose. A contatto con la pelle, appare il rossore. Come primo soccorso, si raccomanda di lavare i luoghi con abbondante acqua e sapone e di eliminare gli indumenti contaminati. Con esposizione prolungata al corpo, entra nel flusso sanguigno e porta alla formazione di metaemoglobina.
Quando agli animali (in particolare ai roditori) venivano somministrati 0,1 g di perclorato di sodio, aumentava la loro eccitabilità riflessa, compaiono convulsioni e tetano. Dopo la somministrazione di 0,22 g, i ratti morirono dopo 10 ore. Con l'introduzione della stessa dose di piccioni, avevano solo lievi sintomi di avvelenamento, ma dopo 18 ore morirono. Questo suggerisce che la somministrazione di perclorato di sodio si sviluppa molto lentamente.