Хлорат калия — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
| Хлорат калия | |||
|---|---|---|---|
| |||
({{{изображение}}}) | |||
| Систематическое наименование | Хлорат калия | ||
| Традиционные названия | Бертолетова соль | ||
| Хим. формула | KClO3 | ||
| Бесцветные кристаллы | |||
| Молярная масса | 122.55 г/моль | ||
| Плотность | 2,32 г/см³ | ||
| Температура | |||
| • плавления | 356 °C | ||
| • разложения | ~ 400 | ||
| Энтальпия | |||
| • образования | -391,204 кДж/моль | ||
| Растворимость | |||
| • в воде при 0°C | 3,25 г/100 мл | ||
| • в воде при 20°C | 7,3 г/100 мл | ||
| • в воде при 100°C | 56,2 г/100 мл | ||
| • в воде при 104,2°C | 61,5 г/100 мл | ||
| Рег. номер CAS | [3811-04-9] | ||
| PubChem | 6426889 | ||
| Рег. номер EINECS | 223-289-7 | ||
| SMILES | |||
| InChI | |||
| RTECS | FO0350000 | ||
| Номер ООН | 1485 | ||
| ChemSpider | 18512 | ||
| NFPA 704 |  | ||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
 Медиафайлы на Викискладе | |||
(Хлорат калия (бертолетова соль[1], калий хлорноватокислый) — калиевая соль хлорноватой кислоты.
Впервые получен Клодом Бертолле (отсюда название бертолетова либо бертоллетова соль) в 1786 году при пропускании хлора через горячий концентрированный раствор гидроксида калия:
- 6KOH+3Cl2→KClO3+5KCl+3h3O{\displaystyle {\mathsf {6KOH+3Cl_{2}\rightarrow KClO_{3}+5KCl+3H_{2}O}}}
Промышленное получение хлоратов вообще (и хлората калия в частности) основано на реакции диспропорционирования гипохлоритов, в свою очередь получаемых взаимодействием хлора с растворами щелочей:
- Cl2+2OH−→ClO−+Cl−+h3O{\displaystyle {\mathsf {Cl_{2}+2OH^{-}\rightarrow ClO^{-}+Cl^{-}+H_{2}O}}}
- 3ClO−→ClO3−+2Cl−{\displaystyle {\mathsf {3ClO^{-}\rightarrow ClO_{3}^{-}+2Cl^{-}}}}
Технологическое оформление процесса может быть различно: поскольку наиболее многотоннажным продуктом является гипохлорит кальция (входящий в состав хлорной извести), то наиболее распространённым процессом является проведение реакции обмена между хлоратом кальция (получающимся из гипохлорита кальция при нагреве) и хлоридом калия, который, в силу относительно низкой растворимости, кристаллизуется из маточного раствора.
Также хлорат калия получают модифицированным методом Бертолле при бездиафрагменном электролизе хлорида калия, образующийся при электролизе хлор вступает во взаимодействие in situ (в момент выделения, «на месте») с гидроксидом калия с образованием гипохлорита калия, который далее диспропорционирует на хлорат калия и исходный хлорид калия. При использовании графитовых анодов более удобным методом является электролиз хлорида натрия с получением хлората натрия и обменная реакция с хлоридом калия. Это позволяет очищать от анодного шлама раствор хлората натрия, который имеет значительно большую растворимость, чем хлорат калия, и, таким образом, удобнее для фильтрации.
- 4KClO3→400oC3KClO4+KCl{\displaystyle {\mathsf {4KClO_{3}{\xrightarrow[{}]{400^{o}C}}3KClO_{4}+KCl}}}
- KClO4→550−620oCKCl+2O2{\displaystyle {\mathsf {KClO_{4}{\xrightarrow[{}]{550-620^{o}C}}KCl+2O_{2}}}}
- В присутствии катализаторов (MnO2, Fe2O3, CuO и др.) температура разложения значительно снижается (до ~ 200 °C).
- 2KClO3→150−300o2KCl+3O2{\displaystyle {\mathsf {2KClO_{3}{\xrightarrow[{}]{150-300^{o}}}2KCl+3O_{2}}}}
- (Nh5)2SO4+2KClO3→2Nh5ClO3+K2SO4{\displaystyle {\mathsf {(NH_{4})_{2}SO_{4}+2KClO_{3}\rightarrow 2NH_{4}ClO_{3}+K_{2}SO_{4}}}}
Взрывчатые вещества[править | править код]
Смеси хлората калия с восстановителями (фосфором, серой, алюминием, органическими соединениями) взрывчаты и чувствительны к трению и ударам, чувствительность повышается в присутствии броматов и солей аммония.
Из-за высокой чувствительности составов с бертолетовой солью, они практически не применяются для производства промышленных и военных взрывчатых веществ.
Иногда используется в пиротехнике как источник хлора для цветнопламенных составов, входит в состав горючего вещества спичечной головки, и крайне редко в качестве инициирующих взрывчатых веществ (хлоратный порох — «сосис», детонирующий шнур, тёрочный состав ручных гранат вермахта).
В медицине[править | править код]
Некоторое время растворы хлората калия применялись в качестве слабого антисептика, наружного лекарственного средства для полоскания горла.
Для получения кислорода[править | править код]
В начале XX века использовалась для лабораторного получения кислорода, но из-за малой доступности его перестали применять.
Для получения диоксида хлора[править | править код]
Реакция восстановления хлората калия щавелевой кислотой при добавлении серной кислоты используется для получения диоксида хлора в лабораторных условиях:
- 2KClO3+h3C2O4+h3SO4→K2SO4+2ClO2+2CO2+2h3O{\displaystyle {\mathsf {2KClO_{3}+H_{2}C_{2}O_{4}+H_{2}SO_{4}\rightarrow K_{2}SO_{4}+2ClO_{2}+2CO_{2}+2H_{2}O}}}
Хлорат калия может реагировать со щавелевой кислотой без присутствия серной кислоты, но эта реакция не применяется для препаративного получения диоксида хлора:
- 2KClO3+h3C2O4→K2CO3+CO2+2ClO2+h3O{\displaystyle {\mathsf {2KClO_{3}+H_{2}C_{2}O_{4}\rightarrow K_{2}CO_{3}+CO_{2}+2ClO_{2}+H_{2}O}}}
Токсичен. Смертельная доза хлората калия составляет 1 г/кг[2].
Получение кислорода. Видеоурок. Химия 8 Класс
Тема: Вещества и их превращения
Урок: Получение кислорода
В промышленных целях кислород необходимо получать в больших объёмах и максимально дешёвым способом. Такой способ получения кислорода был предложен лауреатом Нобелевской премии Петром Леонидовичем Капицей. Он изобрёл установку для сжижения воздуха. Как известно, в воздухе находится около 21% по объему кислорода. Кислород можно выделить из жидкого воздуха методом перегонки, т.к. все вещества, входящие в состав воздуха имеют разные температуры кипения. Температура кипения кислорода — -183°С, а азота — -196°С. Значит, при перегонке сжиженного воздуха первым закипит и испарится азот, а затем – кислород.
В лаборатории кислород требуется не в таких больших количествах, как в промышленности. Обычно его привозят в голубых стальных баллонах, в которых он находится под давлением. В некоторых случаях всё же требуется получить кислород химическим путём. Для этого используют реакции разложения.
ОПЫТ 1. Нальем в чашку Петри раствор пероксида водорода. При комнатной температуре пероксид водорода разлагается медленно (признаков протекания реакции мы не видим), но этот процесс можно ускорить, если добавить в раствор несколько крупинок оксида марганца(IV). Вокруг крупинок черного оксида сразу начинают выделяться пузырьки газа. Это кислород. Как бы долго ни протекала реакция, крупинки оксида марганца(IV) в растворе не растворяются. То есть, оксид марганца(IV) участвует в реакции, ее ускоряет, но сам в ней не расходуется.
Вещества, которые ускоряют реакцию, но не расходуются в реакции, называют катализаторами.
Реакции, ускоряемые катализаторами, называют каталитическими.
Ускорение реакции катализатором называют катализом.
Таким образом, оксид марганца (IV) в реакции разложения пероксида водорода служит катализатором. В уравнении реакции формула катализатора записывается сверху над знаком равенства. Запишем уравнение проведенной реакции. При разложении пероксида водорода выделяется кислород и образуется вода. Выделение кислорода из раствора показывают стрелкой, направленной вверх:
В повседневной жизни вы наверняка сталкивались с веществом, которое в быту называется «марганцовкой». Химическое название этого вещества — перманганат калия, его химическая формула KMnO4.
При нагревании перманганат калия разлагается с образованием кислорода.
Рис. 1. Получение кислорода путем термического разложения перманганата калия
ОПЫТ 2. Для опыта нужна пробирка с газоотводной трубкой. В пробирку насыпают кристаллический перманганат калия. При нагревании перманганат калия разлагается, выделяющийся кислород поступает по газоотводной трубке в колбу-приемник. Кислород тяжелее воздуха, поэтому не покидает колбу и постепенно заполняет ее. Если опустить тлеющую лучину в колбу с собранным кислородом, то она ярко вспыхнет.
Уравнение проведенной реакции:
2 KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑
Список рекомендованной литературы
1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.76-79)
2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского — М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с.66-67)
3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.:Астрель, 2012. (§21)
4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§27)
5. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: неорг. химия: учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений. М.: Просвещение. 2018. § 22-25.
6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.
Дополнительные веб-ресурсы
1. Тесты по химии (онлайн) (Источник).
2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (Источник).
3. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» (Источник).
Домашнее задание
с. 66-67 №№ 2 – 5 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского — М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.
Какими 4 способами можно получить кислород
1) Разложение перекиси водорода: 2Н2О2 → 2Н2О + О2↑ 2) Разложение марганцовокислого калия: 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 3) Электролиз воды: 2h30 —> 2h3 + O2 4) Разложение оксида ртути (ll): 2HgO —> 2Hg + O2