Как получить из хлора хлорат калия


Бертолетова соль

Что такое хлорат калия?

Калиевую соль хлорноватой кислоты (одна из четырех кислородсодержащих кислот, образованных хлором: хлорноватистая — HClO, хлористая — HClO2, хлорноватая — HClO3 и хлорная — HClO4) принято называть хлорат калия, его формула — KClO3. Эта соль по внешнему виду представляет собой кристаллы (бесцветные), которые слабо растворяются в воде (при 20 ºС в 100 см3 воды растворяется всего 7,3 г соли), но с повышением температуры растворимость растет. Другое ее известное название — бертолетова соль. Молекулярная масса вещества составляет 122,55 атомных единиц массы, плотность - 2,32 г/см3. Соль плавится при 356 ºС, разлагается примерно при 400 ºС.

Открытие бертолетовой соли

Впервые (в 1786 году) хлорат калия получил французский химик Клод Бертолле. Он пропускал хлор через концентрированный горячий раствор гидроокиси калия. Уравнение реакции, по которому была получена соль, выглядит следующим образом: 3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3h3O. В результате этой реакции хлорат калия выпадает в виде белого осадка. Так как он слабо растворяется в холодной воде, то легко отделяется от остальных солей при охлаждении раствора. С момента своего открытия бертолетова соль являлся наиболее распространенным и полезным продуктом из всех хлоратов. В настоящее время KClO3 выпускается в промышленных масштабах.

Химические свойства

Бертолетова соль — сильный окислитель. При взаимодействии ее с концентрированной соляной кислотой (HCl) выделяется свободный хлор. Этот процесс описывается уравнением химической реакции: 6HCl + KClO3 → 3Cl↑ + KCl + 3 h3O. Как и все хлораты, это вещество сильно ядовито. В расплавленном виде KClO3 энергично поддерживает горение. В смеси с легко окисляющимися веществами (восстановителями), такими как сера, фосфор, сахар и другие органические вещества хлорат калия взрывается от удара или трения. Чувствительность к этим воздействиям усиливается в присутствии солей аммония и броматов. При осторожном (нагревание до 60 ºС) окислении калия хлората с кислотой щавелевой получают двуокись хлора, процесс протекает по уравнению реакции: 2KClO3 + h3C2O4 → K2CO3 + CO2 + h3O + 2ClO2. Окись хлора находит применение при отбеливании и стерилизации различных материалов (бумажной массы, муки и прочее), а также может быть использована для обесфеноливания сточных вод химических заводов.

Применение калия хлората

Из всех хлоратов бертолетова соль находит самое широкое применение. Она используется в производстве красителей, спичек (делают горючее вещество спичечной головки, сырьем является увлажненный хлорат калия по ТУ 6-18-24-84), фейерверков, дезинфицирующих средств, диоксида хлора. Из-за высокой опасности составов с хлоратом калия они практически не применяются в производстве взрывчатых веществ для промышленных и военных целей. Очень редко хлорат калия применяется в качестве инициирующего взрывчатого вещества. Иногда используется в пиротехнике, в результате получают цветнопламенные составы. Раньше соль применяли в медицине: слабые растворы этого вещества (KClO3) некоторое время применялись как антисептик для наружного полоскания горла. Соль в начале 20 века использовали для получения кислорода в лабораторных условиях, но из-за опасности экспериментов они были прекращены.

Получение калия хлората

Одним из следующих способов: хлорированием гидроокиси калия, в результате обменной реакции хлоратов с другими солями, электрохимическим окислением в водных растворах хлоридов металлов — может быть получена бертолетова соль. Получение ее в промышленных масштабах чаще осуществляют по реакции диспропорционирования гипохлоритов (солей хлорноватистой кислоты). Технологически процесс оформляют по-разному. Чаще в его основе лежит реакция между хлоратом кальция и хлоридом калия: Ca(ClO3)2 + 2KCl → 2KClO3 + CaCl2. Затем образовавшаяся бертолетова соль из маточного раствора выделяется методом кристаллизации. Также хлорат калия получают по модифицированному методу Бертолле при электролизе хлорида калия: образующийся при электролизе хлор взаимодействует с калия гидроксидом, образовавшийся гипохлорит калия KClO диспропорционирует затем на калия хлорат KClO3 и исходный калия хлорид KCl.

Разложение хлората калия

При температуре примерно 400 ºС происходит разложение бертолетовой соли. В результате выделяется кислород и перхлорат калия: 4KClO3 → KCl + 3KClO4. Следующая стадия разложения протекает при температуре от 550 до 620 ºС: KClO4 → 2O2↑ + KCl. На катализаторах (ими могут быть оксид меди CuO, оксид железа (III) Fe2O3 или оксид марганца (IV) MnO2) разложение протекает при более низкой температуре (от 150 до 300 ºС) и в одну стадию: 2KClO3 → 2KCl + 3O2.

Меры безопасности

Бертолетова соль является неустойчивым взрывоопасным химическим веществом, которое может взорваться при перемешивании, хранении (например, рядом с восстановителями на одной полке в лаборатории или в одном складском помещении), измельчении или других операциях. В результате взрыва может наступить увечье или даже последовать летальный исход. Поэтому при получении, использовании, хранении или транспортировке хлората калия должны соблюдаться требования ФЗ 116. Объекты, на которых организованы эти процессы, относятся к опасным производственным объектам.

Способы получения хлоратов. Задачи 827- 830


Задача 827. 
Рассчитать, какое количество бертолетовой соли можно получить из 168 г гидроксида калия.
Решение:
М(КОН) = 56 г/моль, m(KOH) = 6 . 56 = 336 г; 
М(KClO3) = 122,45 г/моль,  m(KClO3) = 122,45 г.
Уравнение реакции имеет вид:

Находим массу бертолетовой соли из пропорции:

168 : 336 = х : 122,45;  х = (168 .122,45)/336 = 61,225 г.

Количество бертолетовой соли рассчитаем из уравнения:

где (B)   - количество вещества, моль;
m(B)  - масса вещества, г;
M(B) - молярная масса вещества (В), г/моль.

Тогда

Ответ: m(KClO3) = 61,225 г; М(KClO3) = 0,5 моль.


Задача 828. 
Как получить хлорную известь, исходя из карбоната кальция, хлорида натрия и воды? Написать уравнения процессов, которые необходимо для этого осуществить. Какие при этом получаются побочные продукты?
Решение:
Получение хлорной извести, исходя из карбоната кальция, хлорида натрия и воды.
а) При нагревании в 1000 0С карбонат кальция разлагается на оксид кальция и углекислый газ:

б) Оксид кальция, растворяясь в воде, образует гидроксид кальция:

СаО + Н2О → Са(ОН)2.

в) Электролизом водного раствора хлорида натрия можно получить  хлор, который выделяется у анода:

Электродные процессы:
у катода: 2Н2О + 2  = Н2↑ + 2ОН-;
у анода: 2Cl- +2  = Cl2↑.

г) При действии хлора на гашеную известь получается так называемая белильная (или хлорная) известь и вода:

Ca(OH)2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O

CaOCl2 соответствует структурная формула:

Хлорная известь применяется для отбелки растительных волокон (тканей, бумаги) и для дезинфекции.


Задача 829. 
Обосновать невозможность получения оксидов хлора непосредственным взаимодействием хлора с кислородом.
Решение:
Хлор непосредственно не взаимодействует с кислородом. Это обусловлено небольшой энергией связи Cl—O и невозможностью использования высоких температур для осуществления реакций:

Для них S < 0.

Так

H0(Cl2O) = 75,7 кДж/моль; 
H0(ClO2) = 105,0 кДж/моль; 
H0(Cl2O7) = 251,0 кДж/моль.

Рассмотрим реакцию:

2Cl2(г) + О2(г) → 2Cl2O; H = 151,4 кДж/моль.

Из данного уравнения реакции видно, что процесс идёт с поглощением теплоты. Так как  G, то равновесие системы смещается влево, т.е в сторону разложения Cl2O. К тому же реакция протекает с уменьшением числа молей газообразных веществ, т.е. система упорядочивается и, следовательно,  S < 0.

Исходя из уравнения:

G = H - TS.

При положительном значении дельтаGH и отрицательном значении  S, если даже повышать температуру, то член равенства (TS) всё равно будет иметь положительное значение [-T .S = TS], что указывает на то, что G всегда будет иметь положительное значение, а при G > 0  процесс не протекает самопроизвольно.


Задача 830. 
Указать лабораторный и промышленный способы получения хлората калия.
Решение:
а) В лаборатории хлорат калия получают электролизом горячего раствора КCl:

При охлаждении раствора хлорат калия выпадает в осадок, так как мало растворим в холодной воде.
б) В промышленности хлорат калия получают пропусканием хлора в горячий раствор гидроксида калия:
                                                                                                                
                                                                                          3Cl2 + 6KOH     5KCl + KClO3 + 3H2O.

Поскольку хлорат калия (или бертолетовая соль) мало растворим в холодной воде, то при охлаждении раствора он выпадает в осадок.


Как приготовить хлорат калия из обычного бытового отбеливателя и заменителя соли «Научные эксперименты :: WonderHowTo

Если вы не просто ботаник-химик, но и фанат огнестрельного оружия и орехов взрывчатых веществ, то эта смесь домашнего приготовления для химии - это то, что вам нужно нужно немного дешевого домашнего хлората калия. Это смесь калия, хлора и кислорода (KClO3), которая используется для таких вещей, как грунтовки, пропелленты и взрывчатые вещества (при смешивании с соответствующим топливом). И угадайте, что? NurdRage покажет вам шаги для этого самодельного хлората калия.

Вам понадобится отбеливатель для стирки и соль без натрия (заменитель соли).

Пожалуйста, включите JavaScript для просмотра этого видео.

Предупреждение. При этом образуется небольшое количество газообразного хлора, поэтому его следует производить на улице или в дымоходе.

Хлорат калия является полезным окислителем, и небольшие количества могут быть легко получены с использованием бытовой химии. Начните с кипячения большого количества бытового отбеливателя для стирки, по крайней мере, пол литра, пока кристаллы не начнут выпадать в осадок.Немедленно снимите нагрев и дайте ему остыть. Как только он остынет, приготовьте насыщенный раствор хлорида калия. Хлорид калия продается как заменитель соли «без натрия». Теперь, когда отбеливатель остынет, отмерьте равный объем раствора хлорида калия и вылейте в кипящий раствор отбеливателя, но не смешивайте в кристаллах. Размешайте смесь, и в конечном итоге кристаллы хлората калия выпадут в осадок.

Происходит то, что гипохлорит натрия в отбеливателе непропорционально образует хлорид натрия и хлорат натрия.Добавление хлористого калия обменивает ионы и осаждает хлорат калия.

Для этой реакции требуется кипячение; Вы не можете просто позволить отбеливателю испариться.

Nurd Rage делает это снова!

PS: Проверьте химическую реакцию в конце видео, где серная кислота добавлена ​​к хлорату калия.

Хотите освоить Microsoft Excel и поднять свои перспективы работы на дому на новый уровень? Начните свою карьеру с помощью нашего учебного пакета Microsoft Excel Premium из нового магазина гаджетов для гаджетов и получите пожизненный доступ к более чем 40 часам базовых и дополнительных инструкций по функциям, формулам, инструментам и многому другому.

Купить (скидка 97%)>

,
хлорат калия - Простая английская википедия, бесплатная энциклопедия хлорат калия

Хлорат калия является химическим соединением. Его химическая формула KClO 3 . Содержит ионы калия и хлората.

Содержание

  • 1 Недвижимость
  • 2 Подготовка
  • 3 использования
  • 4 Безопасность
  • 5 Похожие страницы

Это бесцветное кристаллическое вещество. Растворяется в воде.Это сильный окислитель. Он выделяет кислород при нагревании. Иногда оксид марганца (IV) используется для ускорения поступления кислорода. Может взорваться при смешивании с сильным восстановителем. Это может вызвать горение многих вещей, которые обычно не горят.

Изготовлено электролизом горячего раствора хлорида калия. Это похоже на процесс хлоралкалия. Это также может быть сделано путем взаимодействия концентрированного хлората натрия с хлоридом калия.

Используется в фейерверках.Это часть смеси Армстронга, чувствительное взрывчатое вещество. Это также используется, чтобы сделать кислородный газ в лабораториях средней школы и колледжа. Может смешивать сахар при смешивании с сахаром и концентрированной серной кислотой. Он также может заменить нитрат калия в порохе. Используется в кислородных свечах. Кислородные свечи выделяли кислород при сжигании. Они используются на космических кораблях.

Хлорат калия является сильным окислителем и может воспламениться. Когда это смешано с серой или фосфором, это горит очень легко.Многие другие химические вещества могут создавать опасные смеси с хлоратом калия.

  • Окисляющий агент
  • Калий хлористый
  • Перхлорат
.

4 использования хлората калия

Будучи окислителем, применение хлората калия во взрывчатых веществах, фейерверках и спичках безопасности хорошо известно. В следующей статье Buzzle подробно рассматривается использование этого соединения.

Знаете ли вы?

Хотите написать для нас? Ну, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Нагревание хлората калия - недорогой способ выработки кислорода.Лаборатории колледжа часто нагревают это соединение вместе с катализатором для производства кислорода.

Хлорат калия, белый кристаллический порошок, представляет собой соединение на основе хлора, в основном используемое в промышленных целях. Лабораторная подготовка этого соединения включает обработку известкового молока хлором с последующим добавлением хлорида калия. Это соединение наиболее востребовано своими окислительными свойствами и способствует цветению лонган. Давайте посмотрим на важные области применения этого кристаллического соединения.

занят на фейерверке

Производство фейерверков в значительной степени зависит от хлората калия для производства небольших взрывчатых веществ. Хлорат калия проявляет окислительные свойства, которые играют ключевую роль в быстром сжигании фейерверка. Когда зажигается фейерверк, хлорат калия выделяет достаточно кислорода, чтобы поддерживать химическую реакцию горения взрывчатого вещества. Кроме того, спичка быстро воспламеняется из-за присутствия хлората калия на внешней поверхности спичечной головки.Дымовые гранаты, которые обычно используются для сигнализации, также содержат окислители, такие как хлорат калия.

как дезинфицирующее средство

Хотя хлорат калия действительно оказывает дезинфицирующее действие, он в основном используется для создания диоксида хлора - мощного дезинфицирующего средства, которое лучше всего работает даже при низких концентрациях. Диоксид хлора часто добавляют в питьевую воду для устранения болезнетворных бактерий, вирусов, простейших и даже вызывающих запах соединений. В Соединенных Штатах питьевую воду часто обрабатывают диоксидом хлора для ее полной дезинфекции.

как пестициды

Являясь дезинфицирующим средством, хлорат калия может быть полезен в борьбе с вредителями в сельскохозяйственных условиях. Агентство по охране окружающей среды США рассматривает хлорат калия в качестве инертного ингредиента в зарегистрированных пестицидных продуктах.

способствует цветению

Хлорат калия может помочь в выращивании бездействующих деревьев. Деревья Лонган, известные своими восхитительными плодами, демонстрируют заметный урожай плодов при обработке хлоратом калия.Вы должны просто распылить состав на дереве только один раз, чтобы облегчить цветение и плодоношение, поскольку они созревают. Таким образом, несмотря на то, что это межсезонье, оно способствует росту от цветения до зрелости плодов на лонганских деревьях. В одном исследовании, проведенном Гавайским департаментом сельского хозяйства, опрыскивание хлоридом калия у основания деревьев лонган показало 75% увеличение цветения в межсезонье. Другая группа лонган, обработанная 250-500 г хлората калия, показала лучший урожай плодов.

Обливание почвы хлоратом калия особенно полезно в таких местах, как Флорида, где погода препятствует цветению лонган. Даже в таких странах, как Сингапур, Малайзия, Корея и Таиланд, соединение распыляется для стимулирования межсезонного производства плодов лонган.

Осторожно

При использовании хлората калия следует соблюдать большую осторожность. Поскольку это соединение является сильным раздражителем, никогда не следует трогать или вдыхать это химическое вещество.Раздражение кожи и боль в горле являются одними из побочных эффектов неправильного обращения с хлоратом калия. Поэтому всякий раз, когда вы его используете, обязательно надевайте дыхательную маску, защитные очки и перчатки из ПВХ.

,

Смотрите также