Бертолетова сіль
Що таке хлорат калію?
Відео: Хлорат калію. Отримання бертолетової солі з сірників [KClO3] - Potassium chlorate
Калієву сіль хлорноватої кислоти (одна з чотирьох кисневмісних кислот, утворених хлором: хлорнуватиста - HClO, хлориста - HClO2, хлорноватої - HClO3 і хлорне - HClO4) прийнято називати хлорат калію, його формула - KClO3. Ця сіль за зовнішнім виглядом являє собою кристали (безбарвні), які слабо розчиняються у воді (при 20 º-С в 100 см3 води розчиняється всього 7,3 г солі), але з підвищенням температури розчинність зростає. Інша її відома назва - бертолетова сіль. Молекулярна маса речовини становить 122,55 атомних одиниць маси, щільність - 2,32 г / см3. Сіль плавиться при 356 º-С, розкладається приблизно при 400 º-С.
Відкриття бертолетової солі
Вперше (в 1786 році) хлорат калію отримав французький хімік Клод Бертолле. Він пропускав хлор через концентрований гарячий розчин гідроксиду калію. Рівняння реакції, по якому була отримана сіль, виглядає наступним чином: 3Cl2 + 6KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O. В результаті цієї реакції хлорат калію випадає у вигляді білого осаду. Так як він слабо розчиняється в холодній воді, то легко відділяється від інших солей при охолодженні розчину. З моменту свого відкриття бертолетової сіль був найбільш поширеним і корисним продуктом з усіх хлоратов. В даний час KClO3 випускається в промислових масштабах.
Хімічні властивості
Відео: Бертолетова сіль - небезпечний хімічний дослід
Бертолетова сіль - сильний окислювач. При взаємодії її з концентрованою соляною кислотою (HCl) виділяється вільний хлор. Цей процес описується рівнянням хімічної реакції: 6HCl + KClO3 3Cl&uarr- + KCl + 3 H2O. Як і всі хлорати, ця речовина сильно отруйна. У розплавленому вигляді KClO3 енергійно підтримує горіння. У суміші з легко окиснюються (восстановителями), такими як сірка, фосфор, цукор та інші органічні речовини хлорат калію вибухає від удару або тертя. Чутливість до цих впливів посилюється в присутності солей амонію і броматов. При обережному (нагрівання до 60 º-С) окисленні калію хлорату з кислотою щавлевої отримують двоокис хлору, процес протікає за рівнянням реакції: 2KClO3 + H2C2O4 K2CO3 + CO2 + H2O + 2ClO2. Окис хлору знаходить застосування при відбілюванні і стерилізації різних матеріалів (паперової маси, борошна та інше), а також може бути використана для знефенолювання стічних вод хімічних заводів.
Застосування калію хлорату
З усіх хлоратов бертолетової сіль знаходить найширше застосування. Вона використовується у виробництві барвників, сірників (роблять горюча речовина сірникової головки, сировиною є зволожений хлорат калію по ТУ 6-18-24-84), феєрверків, дезінфікуючих засобів, діоксиду хлору. Через високу небезпеку складів з хлоратом калію вони практично не застосовуються у виробництві вибухових речовин для промислових і військових цілей. Дуже рідко хлорат калію застосовується в якості ініціюючого вибухової речовини. Іноді використовується в піротехніці, у результаті отримують цветнопламенние склади. Раніше сіль застосовували в медицині: слабкі розчини цієї речовини (KClO3) деякий час застосовувалися як антисептик для зовнішнього полоскання горла. Сіль на початку 20 століття використовували для отримання кисню в лабораторних умовах, але через небезпеку експериментів вони були припинені.
Отримання калію хлорату
Відео: Отримання бертолетової солі з сірників
Одним із таких способів: хлоруванням гідроксиду калію, в результаті обмінної реакції хлоратов з іншими солями, електрохімічним окисленням в водних розчинах хлоридів металів - може бути отримана бертолетової сіль. Отримання її в промислових масштабах частіше здійснюють за реакції диспропорціонування гіпохлоритів (солей хлорнуватистої кислоти). Технологічно процес оформляють по-різному. Найчастіше в його основі лежить реакція між хлоратом кальцію і хлоридом калію: Ca (ClO3) 2 + 2KCl 2KClO3 + CaCl2. Потім утворилася бертолетової сіль з маточного розчину виділяється методом кристалізації. Також хлорат калію отримують за модифікованим методом Бертолле при електролізі хлориду калію: утворюється при електролізі хлор взаємодіє з калію гідроксидом, утворився гіпохлорит калію KClO диспропорционирует потім на калію хлорат KClO3 і вихідний калію хлорид KCl.
Розкладання хлорат калію
При температурі приблизно 400 º-С відбувається розкладання бертолетової солі. В результаті виділяється кисень і перхлорат калію: 4KClO3 KCl + 3KClO4. Наступна стадія розкладання протікає при температурі від 550 до 620 º-С: KClO4 2O2&uarr- + KCl. На каталізаторах (ними можуть бути оксид міді CuO, оксид заліза (III) Fe2O3 або оксид марганцю (IV) MnO2) розкладання протікає при більш низькій температурі (від 150 до 300 º-С) і в одну стадію: 2KClO3 2KCl + 3O2.
Заходи безпеки
Відео: Виготовлення бертолетової солі
Бертолетова сіль є нестійким вибухонебезпечним хімічною речовиною, яка може вибухнути при перемішуванні, зберіганні (наприклад, поруч з відновниками на одній полиці в лабораторії або в одному складському приміщенні), подрібненні або інших операціях. В результаті вибуху може наступити каліцтво або навіть піти летальний результат. Тому при отриманні, використанні, зберіганні або транспортуванні хлорат калію необхідно дотримуватись вимог ФЗ 116. Об`єкти, на яких організовані ці процеси, відносяться до небезпечних виробничих об`єктів.
