Chloristan draselný

Chloristan draselný
Obecné
Systematický název	Chloristan draselný
Latinský název	Kalii perchloras
Anglický název	Potassium perchlorate
Německý název	Kaliumperchlorat
Sumární vzorec	K ClO4
Vzhled	bezbarvé nebo bílé krystaly či prášek
Identifikace
Registrační číslo CAS	7778-74-7
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	231-912-9
Indexové číslo	017-008-00-5
Vlastnosti
Molární hmotnost	138,549 g/mol
Teplota tání	610 °C
Teplota změny krystalové modifikace	299,5 °C (β → α)
Hustota	2,52 g/cm3 (20 °C)
Index lomu	nDa= 1,471 7 (20 °C); nDb= 1,472 4 (20 °C); nDc= 1,475 9 (20 °C)
Rozpustnost ve vodě	0,76 g/100 g (0 °C); 1,06 g/100 g (10 °C); 1,8 g/100 g (20 °C); 2,5 g/100 g (25 °C); 4,8 g/100 g (40 °C); 5,4 g/100 g (50 °C); 7,23 g/100 g (60 °C); 12,3 g/100 g (70 °C); 22,95 g/100 g (100 °C)
Rozpustnost v polárních; rozpouštědlech	methanol; 0,105 g/100 g; ethanol; 0,012 g/100 g; aceton; 0,16 g/100 g
Měrná magnetická susceptibilita	−4,29×10−6 cm3g−1
Struktura
Krystalová struktura	krychlová (α); kosočtverečná (β)
Hrana krystalové mřížky	α-modifikace; a= 750 pm; β-modifikace; a= 883,4 pm; b= 565,0 pm; c= 724,0 pm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°	−433,5 kJ/mol
Entalpie rozpouštění ΔHrozp	383 J/g (18 °C)
Standardní molární entropie S°	151,0 JK−1mol−1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°	−300,4 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp	0,811 JK−1g−1
Bezpečnost
	; GHS03 ; GHS07; Nebezpečí
R-věty	R9 R22
S-věty	(S2) S13 S22 S27
NFPA 704	0 1 1 OX
	Není-li uvedeno jinak, jsou použity; jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Chloristan draselný je látka s chemickým vzorcem K Cl O₄.

Vlastnosti

Jde o za běžných podmínek bezbarvou krystalickou látku a silné oxidační činidlo. Má nejmenší rozpustnost ve vodě ze všech chloristanů, jen 1,5 g na 100 g ve vodě při teplotě 25 °C. ^[2] Na základě toho lze využít vznik KClO₄ jako důkazové reakce pro ionty draslíku. Tato reakce má ovšem poměrně nízkou citlivost. K zpřesnění stanovení lze využít toho, že rozpustnost chloristanu draselného je možné snížit přidáním alkoholu.^[3] Chloristan draselný se v přírodě vyskytuje v malých množstvích v surovém chilském ledku. Protože je silným rostlinným jedem, musí se odstranit, má-li se ledek použít jako hnojivo.^[4] Chloristan draselný je izomorfní s manganistanem draselným KMnO₄; dále je izostrukturní s chromanem barnatým BaCrO₄, síranem olovnatým PbSO₄, chromanem olovnatým PbCrO₄ aj.^[5] Vodné roztoky chloristanů mají při normální teplotě pouze mírné oxidační účinky, avšak při zvýšené teplotě se stávají živě až bouřlivě reagujícími oxidačními činidly. Při manipulaci s těmito sloučeninami musí být zachovávána značná opatrnost a zvláště je potřeba dbát na to, aby nedošlo ke styku se snadno oxidujícími organickými i anorganickými látkami, které mohou způsobit až explozivně probíhající reakci.^[6]

Výroba

Chloristan draselný byl poprvé připraven (byl to vůbec první připravený chloristan) v letech 1816 až 1819 F. von Stadion reakcí taveniny chlorečnanu draselného s kyselinou sírovou, při které se uvolňoval plynný ClO₂ a vznikal krystalický KClO₄.^[6]

Disproporcionace chlorečnanu na chloristan a chlorid je termodynamicky velmi výhodná, ovšem tato reakce v roztoku probíhá jen velmi zvolna a nemůže být využita jako preparativní metoda. Zahříváme-li opatrně pevný chlorečnan draselný, disproporcionuje takto:^[7]^[5]

4 KClO₃ → 3 KClO₄ + KCl

U této reakce je potřeba zdůraznit, že KClO₄ taje při 368 °C, při teplotě 400 °C už ovšem probíhá rozklad chloristanu draselného na chlorid draselný a kyslík. Nicméně, nejběžněji se chloristany připravují elektrolytickou oxidací chlorečnanů. Chlazený roztok chlorečnanu draselného se elektrolyticky oxiduje při velké proudové hustotě. Reakční směs obsahuje vedle kýženého chloristanu i trochu nezragovaného chlorečnanu. K jeho odstranění se používá frakční krystalizace, viz nízká rozpustnost KClO₄. V ostatních případech chlorečnanů (např. sodný) se používá kyselina chlorovodíková, s níž chloristany nereagují.^[8] Chloristan draselný lze také ještě připravit mírným pálením chloristanu sodného a chloridu draselného tímto podvojným rozkladem:^[9]

NaClO₄ + KCl → KClO₄ + NaCl

Reakce

Grafit reaguje se suspenzí KClO₄ ve směsi koncentrované kyseliny dusičné HNO₃ a kyseliny sírové H₂SO₄ na citrónově žlutý oxid grafitu proměnlivého složení a struktury empirického vzorce C₆O_x(OH)_y (kde x odpovídá 1,0 - 1,7 a y 2,25 - 1,7). Z KClO₄ lze připravit kyselinu chloristou dle reakce

KClO₄ + H₂SO₄ → KHSO₄ + HClO₄

a pak opatrným zahříváním reakční směsi za sníženého tlaku oddestilovat.^[5]

Použití

Patří mezi nejpoužívanějších oxidovadla v ohňostrojích a rozbuškách, ale je používán i ve střelivech, zápalných prášcích a v prskavkách. K vytvoření bílých záblesků a zvukových efektů hromu se používá směs KClO₄ se sírou a hliníkem; směs používaná ke světelným efektům při divadelních představeních a koncertech rockové hudby obsahuje KClO₄ a hořčík. Pravděpodobně nejobtížnějším problémem pro pyrotechniky je jasně modré zbarvení světelných efektů; toto zbarvení se získá nízkoteplotní emisí (teplota pod 1 200 °C) CuCl v oblasti 420 až 460 nm. Z důvodu malé tepelné stálosti chlorečnanu a chloristanu měďnatého se jasně modré zbarvení světelného efektu získá zapálením směsi obsahující 38 % KClO₄, 29 % chloristanu amonného a 14 % uhličitanu měďnatého doplněnou červenou gumou (14 %) a dextrinem (5 %).^[6]

V medicíně může být použit jako antithyreoidní substance pří léčbě hyperthyreoidismu (hyperfunkce štítné žlázy, většinou v kombinaci s dalšími léky).

Reference

Obrázky, zvuky či videa k tématu chloristan draselný na Wikimedia Commons

↑ ^a ^b Potassium perchlorate. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)
↑ Chloristan draselný MSDS Archivováno 6. 1. 2010 na Wayback Machine. J.T. Baker
↑ Okáč, A., Analytická chemie kvalitativní
↑ Remy, H., Anorganická chemie I.
↑ ^a ^b ^c Muck, A., Základy strukturní anorganické chemie
↑ ^a ^b ^c Greenwood, Chemie prvků II, 1993
↑ Cotton, F. A., Wilkinson, G., Anorganická chemie, 1973
↑ Heslop, R. B., Jones, K., Anorganická chemie, 1982
↑ Votoček, E, Anorganická chemie, 1945

Literatura

VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu chloristan draselný na Wikimedia Commons

[pubchem_cid_516900-1] Potassium perchlorate. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)

[2] Chloristan draselný MSDS Archivováno 6. 1. 2010 na Wayback Machine. J.T. Baker

[3] Okáč, A., Analytická chemie kvalitativní

[4] Remy, H., Anorganická chemie I.

[muck-5] Muck, A., Základy strukturní anorganické chemie

[Chemie-6] Greenwood, Chemie prvků II, 1993

[7] Cotton, F. A., Wilkinson, G., Anorganická chemie, 1973

[8] Heslop, R. B., Jones, K., Anorganická chemie, 1982

[9] Votoček, E, Anorganická chemie, 1945

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

Anorganické soli draselné

Halogenidy a pseudohalogenidy	Hydrogendifluorid draselný (K H F₂) • Fluorid draselný (K F) • Bromid draselný (K Br) • Chlorid draselný (K Cl) • Jodid draselný (K I) • Kyanid draselný (K C N) • Kyanatan draselný (K O C N) • Isokyanát draselný (K N C O) • Fulminát draselný (K C N O) • Thiokyanatan draselný (K S C N) • Isothiokyanatan draselný (K N C S)

Soli kyslíkatých kyselin (neuvedeny soli se záměnou kyslíku za jiný prvek, složené a „zásadité“)	Chlornan draselný (K O Cl) • Chloritan draselný (K Cl O₂) • Chlorečnan draselný (K Cl O₃) • Chloristan draselný (K Cl O₄) • Bromnan draselný (K O Br) • Bromitan draselný (K Br O₂) • Bromičnan draselný (K Br O₃) • Jodičnan draselný (K I O₃) • Hydrogendijodičnan draselný (K H I₂O₆) Jodistan draselný (K I O₄) • Siřičitan draselný (K₂S O₃) • Hydrogensiřičitan draselný (K H S O₃) • Disiřičitan draselný (K₂S₂O₅) • Dithioničitan draselný (K₂S₂O₄) • Dithionan draselný (K₂S₂O₆) • Síran draselno-hlinitý (K Al(S O₄)₂) • Síran draselný (K₂S O₄) • Hydrogensíran draselný (K H S O₄) • Disíran draselný (K₂S₂O₇) • Peroxosíran draselný (K₂S O₅) • Hydrogenperoxosíran draselný (K H S O₅) • Peroxodisíran draselný (K₂S₂O₈) • Seleničitan draselný (K₂Se O₃) • Selenan draselný (K₂Se O₄) • Telluričitan draselný (K₂Te O₃) • Metatelluran draselný (K₂Te O₄) • Tetrahydrogenorthotelluran draselný (K₂H₄Te O₆) • Dusitan draselný (K N O₂) • Dusičnan draselný (K N O₃) • Orthodusičnan draselný (K₃N O₄) • Peroxydusitan draselný (K O O N O) • Fosfornan draselný (K P O₂H₂) • Dihydrogenfosforitan draselný (K₂P O₃) • Hydrogenfosforitan draselný (K₂H P O₃) • Dihydrogenfosforečnan draselný (K H₂P O₄) • Hydrogenfosforečnan draselný (K₂H P O₄) • Fosforečnan draselný (K₃P O₄) • Dihydrogendifosforečnan didraselný (K₂H₂P₂O₇) • Hydrogendifosforečnan tridraselný (K₃H P₂O₇) • Difosforečnan draselný (K₄P₂O₇) • Trifosforečnan draselný (K₅P₃O₁₀) • Metafosforečnan draselný (K P O₃) • Cyklotrifosforečnan draselný (K₃P₃O₉) • Cyklohexafosforečnan draselný (K₆P₆O₁₈) • Arsenitan draselný (K As O₂) • Dihydrogenarseničnan draselný (K H₂As O₄) • Hydrogenarseničnan draselný (K₂H As O₄) • Arseničnan draselný (K₃As O₄) • Hexahydrogenantimoničnan draselný (K Sb (OH)₆) • Antimonitan draselný (K Sb O₂) • Bismutičnan draselný (K Bi O₃) • Uhličitan draselný (K₂C O₃) • Hydrogenuhličitan draselný (K H C O₃) • Šťavelan draselný (K₂(C O₂)₂) • Hydrogenšťavelan draselný (K H(C O₂)₂) • Orthokřemičitan draselný (K₄Si O₄) • Metakřemičitan draselný (~K₂Si O₃~) • Dikřemičitan draselný (K₂Si₂O₅) • Trikřemičitan draselný (K₂Si₃O₇) • Cínatan draselný (K₂Sn O₂) • Cíničitan draselný (K₂Sn O₃) • Metaboritan draselný (K B O₂) • Tetraboritan draselný (K₂[B₄O₅(OH)₄]•8H₂O) • Oktaboritan draselný (K₂B₈O₁₃•4H₂O) • Perboritan draselný (K₂H₄B₂O₈) • Hlinitan draselný (K₂Al₂O₄) • Tetrahydroxidozinečnatan draselný (K₂Zn(OH)₄) • Zinečnatan draselný (K₂Zn O₂) • Železičitan draselný (K₂Fe O₃) • Železan draselný (K₂Fe O₄) • Osman draselný (K₂Os O₄) • Manganitan draselný (~K Mn O₂~) • Manganečnan draselný (K₃Mn O₄) • Manganan draselný (K₂Mn O₄) • Manganistan draselný (K Mn O₄) • Technecistan draselný (K Tc O₄) • Rhenistan draselný (K Re O₄) • Chromitan draselný (K₃[Cr(OH)₆]) • Chroman draselný (K₂Cr O₄) • Dichroman draselný (K₂Cr₂O₇) • Molybdenan draselný (K₂Mo O₄) • Wolframan draselný (K₂W O₄) • Metavanadičnan draselný (K V O₃) • Orthovanadičnan draselný (K₃V O₄) • Trititaničitan draselný (K₂Ti₃O₇) • Zirkoničitan draselný (K₂Zr O₃) • Berylnatan draselný (K₂Be O₂)

Soli tvořené záměnou vodíku ze sloučenin typu prvek_x – vodík_y	Hydrid draselný (K H) • Hydroxid draselný (K OH) • Oxid draselný (K₂O) • Peroxid draselný (K₂O₂) • Superoxid draselný (K O₂) • Ozonid draselný (K O₃) • Hydrogensulfid draselný (K S H) • Sulfid draselný (K₂S) • Selenid draselný (K₂Se) • Tellurid draselný (K₂Te) • Polonid draselný (K₂Po) • Amid draselný (K N H₂) • Imid draselný (K₂N H) • Nitrid draselný (K₃N) • Azid draselný (K N₃) • Fosfid draselný (K₃P) • Tetrahydridoboritan draselný (K B H₄) • Tetrahydridohlinitan draselný (K Al H₄)