Axit pecloric là gì? Tính chất, điều chế, ứng dụng của HClO4

Kiến thức cần thiết về axit perchloric

1. Axit perchloric là gì?

Axit perchloric là một hợp chất vô cơ tồn tại dưới dạng chất lỏng không màu. Hợp chất này là một axit mạnh hơn cả axit nitric và axit sulfuric, với công thức hóa học HClO4. Ngoài ra, axit perchloric còn là chất oxy hóa mạnh, tan nhiều trong nước và dễ gây cháy nổ.

Chúng thường sẽ phân hủy dưới áp suất bình thường. Khi đun nóng đến 100 độ C, hợp chất này sẽ hóa lỏng, chuyển sang màu nâu đỏ và gây cháy nổ vì HClO4 khan không ổn định.

Ngoài ra, axit perchloric đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong phân tích khoáng sản hoặc được dùng làm chất xúc tác và dùng trong quá trình phân hủy các loại quặng phức tạp.

2. Tính chất hóa lý nổi bật của axit perchloric

Mỗi hợp chất sở hữu những đặc tính vật lý và hóa học độc đáo riêng, cũng như axit perchloric. Sau khi tìm hiểu định nghĩa về axit perchloric, chúng ta hãy cùng tìm hiểu những đặc tính nổi bật của loại axit này.

2.1.Tính chất vật lý

Với những tính chất vật lý vượt trội, axit perchloric tồn tại ở dạng lỏng, không màu, có khối lượng mol 100,46 g/mol và mật độ 1,67 g/cm3. Với điểm nóng chảy ở dạng khan là -112 độ C, ở dạng hỗn hợp đẳng phí là -17 độ C.

Ngoài ra, hợp chất này còn có nhiệt độ sôi là 203 độ C khi ở dạng hỗn hợp đẳng phí.

2.2.Tính chất hóa học

2HClO4 → H2O + Cl2O7

HClO4 + NH2OH → (NH3OH)ClO4

PH3 +HClO4→ PH4ClO4

KOH + HClO4 → H2O + KClO

HClO4 + HF → H2O + ClO3F

NaOH + HClO4 → H2O + NaClO4

P2O5 + 6HClO4 → 3Cl2O7 + 2H3PO4

2F2 + 4HClO4 → 2H2O + O2 + 4ClO3F

Cs2CO3 + 2HClO4 → H2O + CO2 + 2CsClO4

Về tính axit của axit perchloric, chúng thường được xem xét trong môi trường dung môi của nước. Đồng thời, loại axit này sẽ phụ thuộc vào độ mạnh của liên kết HO (khả năng phân ly H+) và được biểu thị thông qua chỉ số pKa (hằng số phân ly axit).

HClO 2 3 4

Về quá trình oxy hóa: HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4

3. Phương pháp điều chế axit perchloric hiệu quả

Thông thường, axit perchloric được điều chế bằng hai phương pháp: trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.

Phương pháp điều chế HClO4 hiệu quả

3.1.Trong phòng thí nghiệm

Khi bari peclorat phản ứng với axit sunfuric, sản phẩm tạo ra là axit pecloric và bari sunfat kết tủa.

Ba(ClO4)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HClO4

Không chỉ vậy, hợp chất này còn có thể được điều chế bằng cách cho amoni peclorat và axit nitric phản ứng với nhau.

3.2. Điều chế trong công nghiệp

Để chuẩn bị công nghiệp, chúng ta có thể áp dụng theo hai cách.

Cách 1: Cho natri peclorat phản ứng với axit clohydric:

NaClO4 + HCl → NaCl (kết tủa) + HClO4

Cách 2: Chưng cất để tinh chế axit đậm đặc. Nó trực tiếp hơn và không yêu cầu sử dụng thuốc thử muối để tạo ra quá trình oxy hóa anốt của dung dịch clo ở điện cực bạch kim.

4. Vai trò của axit perchloric quan trọng như thế nào?

Axit perchloric không chỉ là nguyên liệu thô quan trọng trong công nghiệp mà còn được sử dụng rộng rãi trong hóa học.

4.1. Trong công nghiệp

Nguyên liệu quan trọng trong sản xuất tên lửa

Axit perchloric được sử dụng để điều chế muối perchlorate, đặc biệt là amoni perchlorate. Đây được coi là một trong những nguyên liệu quan trọng trong chế tạo tên lửa. Ngành công nghiệp tên lửa đã phát triển mạnh mẽ với lượng axit perchloric được sản xuất hàng triệu tấn mỗi năm.

Ngoài ra, hợp chất này còn tham gia sản xuất pin, đặc biệt là pin có chứa các electron cơ bản là kẽm và magie.

Trong ngành sản xuất linh kiện điện tử, axit perchloric còn được sử dụng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc làm sạch và khắc axit trên bề mặt vật liệu như kim loại.

Không những vậy, axit này còn được dùng làm chất xúc tác trong sản xuất dược phẩm và tổng hợp hóa học.

4.2. Trong hóa học

HClO4 được sử dụng rộng rãi trong việc chạm khắc trên bề mặt molypden, nhôm và một số kim loại khác.

Bởi vì nó có tính axit mạnh và là một trong những axit mạnh nhất nên axit perchloric được sử dụng trong nhiều quá trình tổng hợp.

Hơn nữa, chúng còn đóng vai trò là dung môi hữu ích trong các phản ứng trao đổi ion.

Ngoài ra, axit perchloric còn được sử dụng trong các phòng thí nghiệm, cơ quan sản xuất các sản phẩm hóa chất và dùng để phân tích hóa học và kiểm tra chất lượng.

Ứng dụng phổ biến trong phòng thí nghiệm

5. Nồng độ axit perchloric an toàn khi tiếp xúc

Để đảm bảo an toàn cho con người khi tiếp xúc với hóa chất thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện làm việc, thời gian tiếp xúc, hình thức tiếp xúc như da, mắt,…

Khi axit perchloric ở nồng độ thấp, nó được sử dụng an toàn trong nhiều ứng dụng nghiên cứu và công nghệ. Tuy nhiên, việc thiết lập các giới hạn an toàn cụ thể thường phụ thuộc vào các tiêu chuẩn, quy định an toàn của tổ chức, quốc gia.

Vì vậy, người lao động và người quản lý an toàn cần phải tuân thủ tất cả các quy tắc an toàn cũng như các hướng dẫn được đưa ra.

6. Những lưu ý cần biết khi sử dụng và bảo quản axit perchloric

Mỗi khi sử dụng hóa chất, bạn cần trang bị đầy đủ những kiến ​​thức liên quan đến việc sử dụng, bảo quản cũng như các biện pháp xử lý khi tiếp xúc.

6.1. Cảnh báo nguy hiểm

H271: Có khả năng gây cháy nổ, chất oxy hóa mạnh

H290: có thể ăn mòn kim loại

H302: nếu nuốt phải, có thể gây hại cho sức khỏe

H314: có thể gây tổn thương mắt và bỏng da nghiêm trọng

H373: tiếp xúc nhiều lần hoặc kéo dài có thể gây tổn thương cơ quan (tuyến giáp).

6.2. Lưu ý khi sử dụng và bảo quản

Axit perchloric nên được đặt ở những khu vực cách xa nguồn nhiệt và lửa.

Không trộn kiếm với các chất dễ cháy hoặc axit. hợp chất kim loại nặng.

Khi tiếp xúc với hóa chất, bạn cần trang bị các thiết bị bảo hộ chuyên dụng như quần áo bảo hộ, găng tay, kính mắt,…

Các hợp chất hữu cơ như gỗ, quần áo, v.v. khi tiếp xúc với axit perchloric đậm đặc có thể bắt lửa. Vì vậy, khi bảo quản và sử dụng bạn cần phải hết sức cẩn thận.

6.3. Biện pháp khắc phục sự cố

Nếu hóa chất tiếp xúc với mắt, hãy tháo kính áp tròng nếu có và rửa sạch bằng nước. Vì axit perchloric có thể gây kích ứng và tổn thương. Nó có thể làm khô, đỏ và gây đau cho da. Nếu tiếp xúc trực tiếp với mắt, axit perchloric có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng và lâu dài.

Trong trường hợp hít phải hóa chất này, nạn nhân có thể bị kích ứng đường hô hấp và có các triệu chứng như khó chịu, đau họng và khó thở.

Nuốt axit perchloric có thể gây kích ứng đường tiêu hóa, gây ra các triệu chứng như đau dạ dày, buồn nôn hoặc dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng hơn. Vì vậy, bạn cần súc miệng và đặc biệt không gây nôn.

Hiện nay trên thị trường ngày càng có nhiều nhà cung cấp, sản xuất loại hóa chất này. Tuy nhiên, việc phân biệt giữa sản phẩm chất lượng và nhà cung cấp uy tín là một khó khăn lớn đối với người tiêu dùng. Vì vậy, bạn cần cân nhắc kỹ và tham khảo ý kiến ​​nhiều nơi trước khi đưa ra quyết định.

Tóm lại, với những đặc tính đặc trưng của mình, axit perchloric là nguyên liệu thô quan trọng tham gia vào công nghiệp sản xuất và trong phòng thí nghiệm. Hy vọng những thông tin mà Hóa Chất Đông Á cung cấp sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về loại axit này.