Nadchlorany

Anion nadchloranowy

Nadchlorany są sole z kwasem nadchlorowym HCIO ₄ . Anion nadchloranowy ClO ₄ ^- jest po prostu naładowany ujemnie i ma tetraedryczną symetrię. Chlor ma stopień utlenienia +7.

Występowanie naturalne

Nadchlorany, które powstają w wyniku utleniania w atmosferze, osadzają się z pyłem. Ten proces jest podobny do tworzenia azotanów i jodanów . Na obszarach z regularnymi opadami nadchlorany wchodzą do obiegu wody i są tam rozkładane przez mikroorganizmy . Na suchych obszarach pustynnych, takich jak pustynia Atakama oraz w suchych południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych, nadchlorany mogą gromadzić się do stężenia kilku mg / kg. Podczas wydobywania chilijskiego azotanu na pustyni Atakama nadchlorany musiały być usuwane, zanim wykorzystano je jako nawóz .

Nadchlorany wykryto również w pyle Marsa w 2008 roku.

nieruchomości

Nadchlorany są utleniaczami i po podgrzaniu uwalniają tlen :

${\ Displaystyle \ mathrm {ClO_ {4} {^ {-}} \ rightarrow Cl ^ {-} + 2 \ O_ {2} \! \ uparrow}}$

Większość nadchloranów jest łatwo rozpuszczalna . Wyjątkiem są słabo rozpuszczalne w wodzie sole potasu, nadchloran , rubid nadchloran i cezu nadchloran . Sole potasu, rubidu i cezu mogą zatem, tworząc biały osad przy użyciu wykrywanego nadchloranu, to na przykład:

${\ Displaystyle \ mathrm {ClO_ {4} {^ {-}} + K ^ {+} \ rightarrow KClO_ {4} \! \ downarrow}}$

W roztworze wodnym nadchlorany prawie nie działają utleniająco, ponieważ ich redukcja zachodzi bardzo wolno w roztworach bez katalizatora . Sprzyjają pożarom i są używane w pirotechnice , w materiałach wybuchowych oraz jako paliwo rakietowe do rakiet na paliwo stałe . Wkłady z nadchloranem są używane w ISS , aby móc szybko wytworzyć tlen w sytuacji awaryjnej.

Struktura

Jon nadchloranowy ma doskonałą strukturę tetraedryczną, wiązania chlor-tlen są tej samej długości i jednakowej wartości. Relacje wiązań można wyjaśnić całkowicie analogicznie do izoelektronicznego jonu siarczanowego za pomocą mezomerii z trzema zdelokalizowanymi wiązaniami podwójnymi lub rozdzieleniem ładunku z formalnie potrójnie dodatnio naładowanym atomem chloru.

Produkcja

Nadchlorany powstają w wyniku elektrolizy chlorków. Powstały chlor nie jest zawracany, jak to ma miejsce w przypadku elektrolizy chloro-alkalicznej , ale jest absorbowany przez powstający ług . W ten sposób powstaje podchloryn , który następnie dysproporcjonuje do postaci chlorków i chloranów . Dalsza elektroliza wytwarza nadchloran.

${\ Displaystyle \ mathrm {2 \ Cl ^ {-} \ do Cl_ {2} +2 \ e ^ {-}}}$

${\ Displaystyle \ mathrm {3 \ Cl_ {2} +6 \ OH ^ {-} \ do 5 \ Cl ^ {-} + {ClO_ {3}} ^ {-} + 3 \ H_ {2} O}}$

${\ Displaystyle \ mathrm {{ClO_ {3}} ^ {-} + 3 \ H_ {2} O \ do {CLO_ {4}} ^ {-} + 2 \ H_ {3} O ^ {+} + 2 \ e ^ {-}}}$

Na domieszkowanych elektrodach diamentowych nadchloran można wytwarzać z dobrą wydajnością za pomocą elektrolizy z roztworu chlorku, podchlorynu lub chloranu. Mechanizmy nie są jeszcze w pełni poznane. Powstawanie jest prawdopodobnie spowodowane reakcjami rodnikowymi (rodniki OH, O):

Nadchloran amonu jest zobojętnienie w amoniaku z kwasem nadchlorowym produkowane.

Zagrożenia dla zdrowia

Nadchlorany hamują jodu wchłaniania przez organizm (jodowanie), a tym samym metabolizm w tarczycy , a zatem goitrogens . Dlatego nadchlorany są stosowane jako substancje lecznicze regulujące czynność tarczycy.

posługiwać się

Stosowane są między innymi nadchlorany. jako utleniacz w rakietach i fajerwerkach.

W badaniach radiologicznych pacjentom z nadczynnością tarczycy podaje się nadchloran przed podaniem środka kontrastowego zawierającego jod , ponieważ blokuje on wychwyt jodu przez tarczycę poprzez konkurencyjne hamowanie .

dowód

Nadchlorany można wykryć jakościowo, redukując je do chlorków . Roztwór próbki zakwasza się i dodaje się siarczan tytanu (IV) . Przez dodanie żelaza lub cynku wióry The Ti ⁴⁺ jonów zmniejszona Ti ³⁺ . To z kolei redukuje jon ClO ₄ ^- do Cl ^- .

${\ Displaystyle \ mathrm {{ClO_ {4}} ^ {-} + 8 \ Ti ^ {3 +} + 8 \ H ^ {+} \ do Cl ^ {-} + 8 \ Ti ^ {4 +} + 4 \ H_ {2} O}}$

Powstały chlorek jest zwykle wykrywany za pomocą azotanu srebra .

Przedstawiciel

• Nadchloran amonu NH ₄ ClO ₄
• Nadchloran baru Ba (ClO ₄ ) ₂
• Nadchloran potasu KClO ₄
• Nadchloran litu LiClO ₄
• Nadchloran magnezu Mg (ClO ₄ ) ₂
• Nadchloran srebra AgClO ₄
• Fluoronadchloran FClO ₄
• Nadchloran niklu (II) Ni (ClO ₄ ) ₂

linki internetowe

• Nadchloran w wodach gruntowych - informacje z Federalnego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności i Weterynarii

Indywidualne dowody

1. ↑ MH Hecht, SP Kounaves, RC Quinn obejmują: Wykrywanie nadchloranów i rozpuszczalnej chemii marsjańskiej gleby w miejscu Phoenix Lander . W: Science . taśma 325 , nie. 5936 , 2009, s. 64-67 , doi : 10.1126 / science.1172466 , PMID 19574385 . 
2. ^ H. Bergmann, J. Rollin, T. Iourtchouk: Występowanie nadchloranu podczas elektrolizy wody pitnej przy użyciu anod BDD. W: Electrochim. Acta. 2009, 54, s. 2102–2107.
3. ↑ A. Lasserre, L. Blohm: Krótki podręcznik radiologii. 3. Wydanie. Urban i Fischer, Monachium 2003, ISBN 3-437-42111-5 , s. 25.
4. ↑ H. Bergmann, T. Iourtchouk, J. Rollin: Perbromian - nowa możliwość syntezy i wykrywania. W: LABO. Czerwiec 2010, s. 8-10.
5. ^ E. Schweda: Jander / Blasius: Chemia nieorganiczna I - Wprowadzenie i analiza jakościowa. Wydanie 17. Hirzel, 2012, ISBN 978-3-7776-2134-0 .