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氯酸鉀(Potassium Chlorate),化學式為KClO₃,分子量為122.55。

為無色片狀結晶或白色顆粒粉末,味咸而涼,強氧化劑

目錄

簡介

元素組成,化學式為KClO3。它在室溫時是無色晶體或白色粉末,而且是一種強氧化劑,可溶於甘油,不溶於。其折光率為1.5167。有毒,口服5~10克可致死。[1]

常溫下穩定,在400℃ 以上則分解並放出氧氣,與還原劑有機物、易燃物如硫、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物,急劇加熱時可發生爆炸。

因此氯酸鉀是一種敏感度很高的炸響劑,如混有一定雜質,有時候甚至會在日光照射下自爆。

遇濃硫酸會爆炸。可與用二氧化錳催化劑,在加熱條件下反應生成氧氣。由離子構成。氯酸鉀絕不能用以與鹽酸反應製備氯氣,因為會形成易爆的二氧化氯,也根本不能得到純淨的氯氣。

製備

  • 氯酸鉀在工業上屬於氯鹼工業的產品。通過電解熱食鹽水得到氯酸鈉,然後與氯化鉀發生複分解反應。溶解度小的氯酸鉀即可沉澱出來。用重結晶的方法加以提純。此外,工業上也會用熱的石灰乳和氯氣反應,再和氯化鉀複分解,得到氯酸鉀[2]

其他製備方法

氯酸鉀也能通過將氯氣通入熱的氫氧化鉀溶液的方法來製備[3]

NaCl+3H2O→NaClO3+3H2

NaClO3+KCl→KClO3+NaCl

用途

氯酸鉀是傳統火藥的主要成份,這個功能用到現在都未完全被高氯酸鉀取代。

氯酸鹽系的化學物品因為不易潮解,一直受到火藥製造者的歡迎。然而,氯酸鹽與等強還原劑會形成不穩定的爆炸性混合物。因此,氯酸鹽系需於特別設計的設備中使用[來源請求]。氯酸鉀與鋁粉的混合物在密閉體系中爆燃可以產生特別的音效,因此被用作爆竹中的爆鳴劑。

作為一種強氧化劑,氯酸鉀可以與許多還原劑形成爆炸性混合物,亦被用於調節某些炸藥的氧平衡,籍以改善其性能。在第一次世界大戰時,曾出現以塑化劑(e.g.:聚異丁烯)和氯酸鉀為主要成分的塑性炸藥,並被用於手榴彈內。不少的火藥都以氯酸鉀取代爆炸性較弱的硝酸鉀

化學性質

氯酸鉀是強氧化劑。如有催化劑等存在,在較低溫度下就能分解而強烈放出氧氣。這裡特別需要說明的是,氯酸鉀分解放氧是放熱反應。在酸性溶液中有強氧化作用。與碳、磷及有機物或可燃物混合受到撞擊時,都易發生燃燒和爆炸。

受熱分解:2KClO3=2KCl+3O2[有催化劑時(如MnO2等)可加速分解]

濃硫酸反應的化學方程式如下:

KClO3+H2SO4=KHSO4+HClO3

3HClO3=HClO4+2ClO2↑+H2O(氯酸不穩定,會歧化為高氯酸、二氧化氯和水)

2ClO2=Cl2+2O2(二氧化氯也不穩定,會分解為氯氣和氧氣)

總反應方程式:3KClO3+3H2SO4=3KHSO4+HClO4+Cl2↑+2O2↑+H2O

此反應生成的氯酸高氯酸二氧化氯的濃度非常高,極易爆炸。

潛在危險

氯酸鉀和白糖混合後能夠點燃。

由於氯酸鉀與等還原性物質混合後,經摩擦或撞擊後就會發生燃燒或爆燃[4],甚至有自發反應的可能性,所以需小心處理,含氯酸鉀的火藥就要避免和硫磺接觸,否則會出現猛烈爆燃[來源請求]

氯酸鉀能使血紅蛋白變性並分解,誤食會引起急性中毒,致死量10g[5]

參考資料

  1. ICSC 0548 化學品安全說明書
  2. Реми, Г. Курс неорганической химиию, т. 1/Перевод с немецкого под ред. А. В. Новосёловой. Москва:Мир, 1972.- с. 770//(translated from:) Heinrich Remy. Lehrbuch der anorganischen Chemie. XI Auflage. Band 1. Leipzig:Geest & Portig K.-G., 1960.
  3. Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 978-0-07-049439-8
  4. 高等教育出版社. 無機化學. 第四版. 2010: P295. ISBN 978-7-04-028478-2. 
  5. 高等教育出版社. 無機化學. 第四版. 2010: P296. ISBN 978-7-04-028478-2.