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