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氯酸钾(Potassium Chlorate),化学式为KClO₃,分子量为122.55。
为无色片状结晶或白色颗粒粉末,味咸而凉,强氧化剂。
简介
由钾、氯和氧元素组成,化学式为KClO3。它在室温时是无色晶体或白色粉末,而且是一种强氧化剂,可溶于水和甘油,不溶于醇。其折光率为1.5167。有毒,口服5~10克可致死。[1]
常温下稳定,在400℃ 以上则分解并放出氧气,与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉末等混合可形成爆炸性混合物,急剧加热时可发生爆炸。
因此氯酸钾是一种敏感度很高的炸响剂,如混有一定杂质,有时候甚至会在日光照射下自爆。
遇浓硫酸会爆炸。可与用二氧化锰做催化剂,在加热条件下反应生成氧气。由离子构成。氯酸钾绝不能用以与盐酸反应制备氯气,因为会形成易爆的二氧化氯,也根本不能得到纯净的氯气。
制备
- 氯酸钾在工业上属于氯碱工业的产品。通过电解热食盐水得到氯酸钠,然后与氯化钾发生复分解反应。溶解度小的氯酸钾即可沉淀出来。用重结晶的方法加以提纯。此外,工业上也会用热的石灰乳和氯气反应,再和氯化钾复分解,得到氯酸钾[2]。
其他制备方法
氯酸钾也能通过将氯气通入热的氢氧化钾溶液的方法来制备[3]:
- NaCl+3H2O→NaClO3+3H2
NaClO3+KCl→KClO3+NaCl
用途
氯酸钾是传统火药的主要成份,这个功能用到现在都未完全被高氯酸钾取代。
氯酸盐系的化学物品因为不易潮解,一直受到火药制造者的欢迎。然而,氯酸盐与硫、磷等强还原剂会形成不稳定的爆炸性混合物。因此,氯酸盐系需于特别设计的设备中使用[来源请求]。氯酸钾与铝粉的混合物在密闭体系中爆燃可以产生特别的音效,因此被用作爆竹中的爆鸣剂。
作为一种强氧化剂,氯酸钾可以与许多还原剂形成爆炸性混合物,亦被用于调节某些炸药的氧平衡,籍以改善其性能。在第一次世界大战时,曾出现以塑化剂(e.g.:聚异丁烯)和氯酸钾为主要成分的塑性炸药,并被用于手榴弹内。不少的火药都以氯酸钾取代爆炸性较弱的硝酸钾。
化学性质
氯酸钾是强氧化剂。如有催化剂等存在,在较低温度下就能分解而强烈放出氧气。这里特别需要说明的是,氯酸钾分解放氧是放热反应。在酸性溶液中有强氧化作用。与碳、磷及有机物或可燃物混合受到撞击时,都易发生燃烧和爆炸。
受热分解:2KClO3=2KCl+3O2[有催化剂时(如MnO2等)可加速分解]
与浓硫酸反应的化学方程式如下:
KClO3+H2SO4=KHSO4+HClO3
3HClO3=HClO4+2ClO2↑+H2O(氯酸不稳定,会歧化为高氯酸、二氧化氯和水)
2ClO2=Cl2+2O2(二氧化氯也不稳定,会分解为氯气和氧气)
总反应方程式:3KClO3+3H2SO4=3KHSO4+HClO4+Cl2↑+2O2↑+H2O
潜在危险
氯酸钾和白糖混合后能够点燃。
由于氯酸钾与硫、磷、碳等还原性物质混合后,经摩擦或撞击后就会发生燃烧或爆燃[4],甚至有自发反应的可能性,所以需小心处理,含氯酸钾的火药就要避免和硫磺接触,否则会出现猛烈爆燃[来源请求]。
氯酸钾能使血红蛋白变性并分解,误食会引起急性中毒,致死量为10g[5]。
参考资料
- ↑ ICSC 0548 化学品安全说明书
- ↑ 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.
- ↑ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 978-0-07-049439-8
- ↑ 高等教育出版社. 无机化学. 第四版. 2010: P295. ISBN 978-7-04-028478-2.
- ↑ 高等教育出版社. 无机化学. 第四版. 2010: P296. ISBN 978-7-04-028478-2.