Perchlorsäure

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP), ggf. erweiter
03 – Brandfördernd 08 – Gesundheitsgefährdend 05 – Ätzend 07 – Achtung
Gefahr
H- und P-Sätze H:
  • Kann Brand oder Explosion verursachen; starkes Oxidationsmittel.
  • Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.
  • Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.
  • Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
  • Kann die Organe schädigen (alle betroffenen Organe nennen, sofern bekannt) bei längerer oder wiederholter Exposition
    (Expositionsweg angeben, wenn schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht).
P:
  • Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen und anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.
  • Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/Gehörschutz/… tragen.
  • Bei Berührung mit der Haut [oder dem Haar]: Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen [oder duschen].
  • Bei Einatmen: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen.
  • Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen.
  • Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
  • Bei Großbrand und großen Mengen: Umgebung räumen. Wegen Explosionsgefahr Brand aus der Entfernung bekämpfen.

Perchlorsäure, HClO4, ist eine Sauerstoffsäure des Chlors. Ihre Salze heißen Perchlorate.

Strukturformel
Struktur von Perchlorsäure
Allgemeines
Name Perchlorsäure
Andere Namen
  • Hydrogen-tetraoxochlorat(−I)
  • Chlor(VII)-säure
  • Überchlorsäure
Summenformel HClO4
Kurzbeschreibung farblose, ölige, hygroskopische, an der Luft rauchende Flüssigkeit
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7601-90-3
EG-Nummer 231-512-4
ECHA-InfoCard 100.028.648
PubChem 24247
ChemSpider 22669
Eigenschaften
Molare Masse 100,46 g/mol
Aggregatzustand flüssig
Dichte 1,77 g/cm3
Schmelzpunkt −112 °C
Siedepunkt 130 °C
Dampfdruck 40 hPa (20 °C)
pKS-Wert −10
Löslichkeit mischbar mit Wasser, Essigsäure, Chloroform, Nitromethan, Benzol, Dichlormethan, Dichlorethen und Acetonitril

Eigenschaften

Wasserfreie Perchlorsäure wirkt stark oxidierend, raucht an der Luft und ist hygroskopisch und flüchtig. Perchlorsäure ist eine sogenannte Supersäure, also eine extrem starke Säure (pKS = −10). Sie verursacht schwere Verätzungen und ist hochreaktiv. Beim Erwärmen, vor allem von Perchlorsäure mit über 50 Prozent Massenanteil, besteht Explosionsgefahr, ebenso beim Einengen oder Konzentrieren mit Trocknungsmitteln. Wasserfreie Perchlorsäure kann sich bereits bei Raumtemperatur spontan zersetzen. Zusammen mit einer Vielzahl anderer Stoffe kann es zu stark exothermen Reaktionen, Hitzeentwicklung, Entzündung, Explosion oder Bildung explosiver Gase und Dämpfe kommen. Bei Berührung mit brennbaren Stoffen besteht Brandgefahr, da die Säure wegen ihres hohen Sauerstoffanteils brandfördernd ist.

Anhydrid

Das Anhydrid der Perchlorsäure ist Dichlorheptoxid (Cl2O7). Es kann durch vorsichtige Umsetzung von Perchlorsäure mit Phosphorpentoxid mit einer sich anschließenden Vakuum-Destillation dargestellt werden. Dichlorheptoxid ist hochexplosiv und reagiert mit Wasser wieder zu Perchlorsäure.

Herstellung

Perchlorsäure wird durch Zugabe von starken Säuren, z.B. Schwefelsäure, aus ihren Salzen, z.B. Kaliumperchlorat freigesetzt. Kaliumperchlorat lässt sich durch Disproportionierung aus elektrolytisch hergestelltem Kaliumchlorat KClO3 beim Erhitzen erzeugen.
{\mathrm  {4\ KClO_{3}\longrightarrow \ KCl+3\ KClO_{4}}}

Perchlorsäure entsteht ebenfalls aus der Reaktion von Natriumperchlorat und konzentrierter Salzsäure:

{\mathrm  {\ NaClO_{4}+\ HCl\longrightarrow \ NaCl+\ HClO_{4}}}

Verwendung

Perchlorate sind starke Pflanzengifte und daher in Unkrautbekämpfungsmitteln neben Chloraten enthalten. Als Oxidationsmittel werden Perchlorate auch in manchen Sprengstoffen und Raketentreibstoffen verwendet.

In der Analytik von Schwermetallen wurde früher wegen ihrer stark oxidierenden Wirkung eine konzentrierte (> 60%ige) Perchlorsäure zum Aufschluss fester anorganischer Proben eingesetzt. Dies geschah im Allgemeinen bei hohen Temperaturen. Es besteht die Gefahr, dass sich die Säure dabei unter Abdampfen von Wasser weiter aufkonzentriert. Wegen der Explosionsgefährlichkeit der Perchlorsäure und ihrer Dämpfe wird diese Methode heute nicht mehr empfohlen. Mit organischem Material sollte konzentrierte Perchlorsäure dabei keinesfalls in Berührung kommen.

In der Analytischen Chemie wird Perchlorsäure insbesondere für wasserfreie Titrationen (Aminzahl) eingesetzt. Dazu wird Perchlorsäure in Eisessig (konzentrierte Essigsäure) gelöst. Dabei entstehen Acidiumionen:

{\mathrm  {HClO_{4}\ +\ CH_{3}COOH\ \longrightarrow \ ClO_{4}^{-}\ +\ CH_{3}COOH_{2}^{+}}}

In der Biochemie wird Perchlorsäure zur Fällung von Proteinen eingesetzt. In der klinischen Chemie macht man sich diesen Effekt zur sofortigen Deaktivierung von Enzymen bei der Untersuchung spezieller Stoffwechsel-Parameter (z.B. Pyruvat) zunutze.

Sicherheitshinweise

Perchlorsäure wirkt stark ätzend auf Haut, Atemwege und Schleimhäute. Sie ist in der Lage, lebendes Gewebe zu zerstören. Als starkes Oxidationsmittel wirkt sie brandfördernd. Zusammen mit einer Vielzahl anderer Stoffe kann es zu stark exothermen Reaktionen, Hitzeentwicklung, Entzündung, Explosion oder Bildung explosiver Gase und Dämpfe kommen. Verdünnte Perchlorsäurelösungen sind weniger gefährlich und stabiler.

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Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 24.10. 2021