氯酸

无机化合物

氯酸

氯酸（Chloric acid，HClO3），氯的含氧酸，其中氯为正五价。[1]氯酸仅存在于溶液中，或以氯酸盐的形式存在。稀酸无色，常温下无气味；浓酸浅黄色，有类似硝酸的刺激性气味。[4]氯酸减压下蒸发浓缩则分解，放出氯和氧并生成高氯酸。水溶液呈强酸性，有强氧化性，与有机物接触发生爆炸性反应。[3]氯酸主要用作强氧化剂，[6]因其稳定性差，一般用它的盐；[3]也用于制造丙烯腈聚合催化剂。[6]

氯酸（Chloric acid，HClO3），氯的含氧酸，其中氯为正五价。[2]氯酸仅存在于溶液中，或以氯酸盐的形式存在。稀酸无色，常温下无气味；浓酸浅黄色，有类似硝酸的刺激性气味。[5]

氯酸减压下蒸发浓缩则分解，放出氯和氧并生成高氯酸。水溶液呈强酸性，有强氧化性，与有机物接触发生爆炸性反应。[4]氯酸主要用作强氧化剂，[7]因其稳定性差，一般用它的盐；[4]也用于制造丙烯腈聚合催化剂。[7]

氯酸对多数金属有强腐蚀性。其蒸汽或液体对皮肤、眼睛及黏膜有强刺激性及腐蚀性。因其不稳定，故应低温避光保存。[4]

物理性质

氯酸易溶于水，[6]且仅存在于溶液中，或以氯酸盐的形式存在。[5]在-20℃时各种浓度的氯酸溶液只是凝缩，并不结晶。[8]有收敛性。[6]

稀氯酸无色，常温下无气味；浓氯酸浅黄色，有类似硝酸的刺激性气味。[5]浓度为 20%的水溶液为透明液体，相对密度1.1273（18℃）；最高浓度的水溶液含氯酸40%，相当于HCIO3·7HO，相对密度1.282[4]（真空中[9]，14.2℃）[6] 。

化学性质

减压下蒸发浓缩则分解，放出氯和氧并生成高氯酸。水溶液呈强酸性，有强氧化性，与有机物接触发生爆炸性反应。[4]

强酸性

氯酸是一种强酸，[10]其强度与盐酸（HCI）和硝酸（HNO3）接近。[11]酸度常数（Acidity Constant）为10，电离常数（pKa）为-1.0。[12]

不稳定性

氯酸不稳定，[9]稳定性比次氯酸（HClO）高，只能存在于溶液中。[13]其稀溶液在室温时较稳定，[10]加热至40℃即分解成绿色液体。[4]即分解生成不安定易爆炸的二氧化氯（ClO2），发生爆炸，[14]最终生成氧气（O2）、氯气（Cl2）和高氯酸（HClO4）。[6]

[14]

[14]

在浓度在超过40.1%均迅速分解亦发生爆炸。[5]

[11]

强氧化性

氯酸是一种强氧化剂，氧化性与硝酸相似，[15]比次氯酸弱，[13]如能将单质碘进行氧化。[16]

[16]

此反应实质上是+5价的氯氧化零价的碘的反应，[16]这个反应并不表明Cl2不能氧化I2，而是过量的氯酸与反应的还原产物CI- 离子在H+条件下又发生反应，生成Cl2。[15]

若I2过量，则发生反应：或者:[15]

所以氯酸与单质碘反应，生成Cl2或互卤化物都是有可能的。[15]

氯酸的氧化性随水溶液的氢离子浓度指数（pH）和温度的变化而变化。[17]

氯酸与金属反应不生成氢气，浓度较高的氯酸与铜反应生成二氧化氯气体。[17]

[17]

氯酸是强酸，又是强氧化剂，能将浓盐酸氧化为氯。[18]

[18]

氯酸作为氧化剂氧化HCl时，本身可能被还原为HClO2、HCIO、Cl2（由于反应中还原剂是HCl，故HClO3不可能被还原到Cl-)，但HClO2、HClO均不稳定，所以HClO3还原产物为Cl2。[18]

制备方法

1.由氯酸钡(Ba(ClO3)2)溶液和稀硫酸(H2SO4 )反应，[4]硫酸与氯酸钡bèi溶液相互作用时，能够很容易地制得氯酸溶液。在搅拌下，在由Ba(ClO3)2和沸腾水配成的溶液中，在搅拌下，缓慢地加H2SO4溶解在水中形成的热溶液，检验沉淀是否完全（允许Ba(ClO3)2稍稍过量，但不允许H2SO4过量）。将混合物静置1小时，然后倾出大部分透明液，而将剩余部分过滤，得浓度约为22%的 氯酸溶液。[19]滤去硫酸钡沉淀后即得。[7]

[13]

2.用次氯酸加热歧化的反应制取。[16]

[16]

3.通氯气（Cl2）于热水中，便有氯酸生成。[16]

[16]

结构

由于MMFF94[注1]不支持原子价态，故而氯酸不生成构象异构体。[1]氯酸的酐亦不存在的。氯酸分解时，例如以浓硫酸作用于氯酸钾时，并不生成氯酐，而放出其特殊嗅味的黄褐色气体二氧化氯。二氧化氯很不稳定，受热、与有机物接触或受其他影响时，很易爆炸而分解为氯及氧。[20]

氯酸结构式
氯酸结构式

用途

主要用作强氧化剂，[7]氧化性弱于次氯酸，因其稳定性差，一般用它的盐。[4]用于制造丙烯腈聚合催化剂。[7]

毒性

氯酸有毒。[6]

皮肤毒素：皮肤灼伤；中毒性肺炎：吸入金属烟雾或有毒气体和蒸气引起的肺部炎症。[1]

健康危害

吸入、摄入或接触（皮肤、眼睛）蒸气或物质可能会导致严重伤害、烧伤或死亡。[1]蒸气或液体对皮肤、眼睛及黏膜有强刺激性及腐蚀性。[4]

环境危害

对多数金属有强腐蚀性。遇有机物会剧烈反应并着火燃烧。[4]火灾可能产生刺激性、腐蚀性和/或有毒气体。消防水或稀释水的径流可能会造成环境污染。[1]

GHS象形图

氯酸GHS象形图
氯酸GHS象形图

GHS 危险声明

H271（100%）：可能引起火灾或爆炸；强氧化剂 [危险氧化性液体；氧化性固体][1]

H314 (100%)：造成严重皮肤烧伤和眼睛损伤 [危险皮肤腐蚀/刺激][1]

保存

因氯酸不稳定，应低温避光保存。[4]

储存条件：密封避光储存于阴凉、通风仓间或棚库内；仓温不宜超过30℃。[6]

储存禁忌：远离火种、热源；防止阳光直射；应与碱类、氰化物、有机物、可燃物分开存放。[6]

急救措施

眼部受刺激，须用水冲洗；皮肤触及，先用温水及肥皂水冲洗，再涂敷氧化镁甘油软膏，严重的就医诊治：如进入口内，立即漱口，饮水或饮蛋白水，并送医院诊治。[6]

消防处理

小火：使用水。请勿使用干化学品或泡沫。二氧化碳（CO2 ）或卤代烷（ Halon） 可能提供有限的控制。[3]

大火：从远处用水淹没火区。如果货物受热，请勿移动货物或车辆。如果可以安全完成，请将未损坏的容器移离火灾周围区域。[3]

涉及坦克或汽车/拖车负载的火灾：从最大距离灭火或使用无人主流设备或监控喷嘴。用大量水冷却容器，直至火被扑灭。始终远离被火吞没的坦克。对于大规模火灾，使用无人主流装置或监控喷嘴；如果不可能，请撤离该地区并让火继续燃烧。[3]

泄露处理

立即采取预防措施：将溢出或泄漏区域在各个方向隔离至少 50 米（液体）和至少 25 米（固体）。大量泄漏：考虑最初顺风疏散至少 100 米。[3]

参考资料 20

  1. Chloric acid | HClO3 | CID 19654 - PubChem — pubchem
  2. 参考 2
  3. MyChemicals — CAMEO
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. Ionization Constants of Inorganic Monoprotic Acids — chemistry
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 氯酸 — 中国大百科全书
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 参考 20

注释

  1. MMFF94荷是一种用于描述分子的电荷分布的计算方法，它是基于分子力学力场的一种电荷模型。
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