塩素酸 化学特性,用途語,生産方法
種類
塩素酸は、主に関連物質である安定な塩素酸塩の状態で販売されています。塩素酸ナトリウムや塩素酸カリウムなどが一般的です。
遊離酸の製品は存在しません。また、名前が類似している物質に次亜塩素酸水や亜塩素酸水などがありますが、これらも塩素酸の水溶液とは別物であるため注意が必要です。
性質
塩素酸の分子量は84.46であり、10%以下の濃度の水溶液の融点は-20℃、沸点は40℃です。水溶液の色は無色、10%水溶液の密度は1.0594g/mLです。水への溶解度は、40g/100mL (20 °C) とされます。
塩素酸の冷たい水溶液はおよそ30%まで安定であり、そこから慎重に減圧することで40%まで濃縮できます。
解説
HClO3(84.46)．塩素酸バリウムに硫酸を作用させてつくる．水溶液としてのみ知られ，光を当てなければ安定である．水溶液は無色で，40％ 以上の濃厚水溶液は分解して塩素と酸素を生じる．強酸で希薄水溶液ではほとんど完全に電離しており，安定で沸点まで熱しても分解しない．強力な酸化剤である．多くの金属は水素を発生して溶解し，塩素酸塩を生じる．硫黄，セレンなどは酸化されて，それぞれ硫酸，セレン酸になる．有機物とは爆発的に反応する．オゾン，過酸化水素により酸化されて過塩素酸となる．化学試薬，塩素酸塩の製造，酸化剤などに用いられる．
森北出版「化学辞典（第2版）
用途
酸化剤
合成
図. 塩素酸の合成
塩素酸は希硫酸と塩素酸バリウム水溶液を混合することで合成が可能です。この反応では、不溶性の硫酸バリウムが析出して塩素酸水溶液を生じます。析出した硫酸バリウムの沈殿を取り除くことで塩素酸水溶液を得ることが可能です。
説明
Chloric acid, HClO3, is an oxoacid of chloride, and
the formal precursor of chlorate salts. It is a strong
acid (pKa＝-1) and a strong oxidizing agent. It is stable
in cold aqueous solution up to a concentration of
approximately 30%, and solution of up to 40% can be
prepared by careful evaporation under reduced pressure.
Above these concentrations, and on warming,
chloric acid solutions decompose to give a variety of
products, for example:
8HClO3→4HClO4＋2H2O＋2Cl2＋3O2
Note that it disproportionates into perchloric acid
in which the chlorine atom has a＋7 oxidation state
and also the zero oxidation state of chlorine gas (an
oxidation–reduction reaction). Thus, under the proper
conditions, it can also be used to make perchloric acid.
3HClO3→HClO4＋H2O＋2ClO2
化学的特性
can occur only in an aqueous solution; oxidizing agent; preparation: reaction between H2SO4 and barium chlorate; used as a catalyst in the polymerization of acrylonitrile, as an oxidizing agent [MER06] [HAW93]
使用
Oxidizing agent; with H2SO3 as catalyst in acrylonitrile polymerization.
一般的な説明
CHLORIC ACID is a colorless liquid. CHLORIC ACID will accelerate the burning of combustible materials and can ignite most on contact. CHLORIC ACID is corrosive to metals and tissue. CHLORIC ACID is used as a reagent in chemical analysis and to make other chemicals.
空気と水の反応
Water soluble.
反応プロフィール
Self-reactive. Concentrations of CHLORIC ACID above 40% decompose [Mellor 2 Supp. 1:576 1956]. Antimony sulfide and concentrated solutions of CHLORIC ACID react with incandescence [Mellor Supp. II Part I:584 1956]. Arsenic sulfide and concentrated solutions of CHLORIC ACID react with incandescence . Reacts with vigor even explodes with other metal sulfides, i.e. copper sulfide [Mellor Supp. II Part I:584 1956]. In contact with oxidizable materials, including ammonia, reactions can be extremely violent. Filter paper ignites after soaking in CHLORIC ACID, [Mellor, 1946, Vol. 2, 310]. Explosions have been recorded by mixtures of CHLORIC ACID solution with metals such as: antimony, bismuth, and iron. This is due to the formation of explosive compounds including hydrogen.
危険性
Toxic by ingestion and inhalation. Strong
oxidizer, ignites organic materials on contact.
健康ハザード
Inhalation, ingestion or contact (skin, eyes) with vapors or substance may cause severe injury, burns or death. Fire may produce irritating, corrosive and/or toxic gases. Runoff from fire control or dilution water may cause pollution.
火災危険
These substances will accelerate burning when involved in a fire. Some may decompose explosively when heated or involved in a fire. May explode from heat or contamination. Some will react explosively with hydrocarbons (fuels). May ignite combustibles (wood, paper, oil, clothing, etc.). Containers may explode when heated. Runoff may create fire or explosion hazard.
水溶液有害性
塩素酸水溶液は、GHS分類で下記のように指定されている物質です。取り扱いの際には、適切な局所排気装置や、個人用保護具 (保護衣・保護メガネなど) を使用することが必要です
- 酸化性液体: 区分1～2
- 金属腐食性物質: 区分1
化学反応
図. 塩素酸の分解反応
塩素酸は、減圧下で濃縮することにより約40%の溶液を得ることができますが、40％以上に濃縮すると分解して各種塩素化合物と酸素を発生します。このとき生じる塩素化合物には、過塩素酸や、二酸化塩素、塩素など様々なものがあります。
また、塩素酸水溶液は接触により有機材料が発火するとされています。有機物、金属粉末、アンモニアと爆発性混合物を作るため、これらの物質との混合は避けるべきです。
特にセルロース、硫化銅、酸化性物質は混触危険物質に指定されています。危険有害な分解生成物は、腐食性を有する塩素、酸化作用を有する酸素とされています。
類似物
塩素酸の関連物質には、下記の各種の塩素酸塩が挙げられます。いずれも不安定で取り扱いに注意を要する物質です。
- 塩素酸ナトリウム
- 塩素酸カリウム
- 塩素酸アンモニウム
- 塩素酸カルシウム
- 塩素酸バリウム
- 塩素酸亜鉛
- 塩素酸銀(I)
使用用途
塩素酸の関連物質である塩素酸ナトリウムは、EUにおいて環境への影響のため除草剤としての使用が2009年に禁止されています。
1. 酸化剤・漂白剤
塩素酸の水溶液は強酸であり、強い酸化力を持つ物質です。強力な漂白効果を有しており、パルプを始め様々な物質の漂白剤として工業的に利用されています。
また、多くの金属とその酸化物、水酸化物、炭酸塩を溶解させることで、塩素酸塩 (、、塩素酸アンモニウム、塩素酸亜鉛など) の原材料としても利用されています。
2. 火薬・爆薬
塩素酸の塩は、火薬や爆薬の原料としても使用されてきた歴史があります。純度98%の塩素酸ナトリウムが農薬として使用されていたこともありましたが、爆発の危険性が高く、また非合法の爆発物として利用される例が頻発して社会問題となりました。
これにより、1970年代以降はなどが配合された薬剤が主流となっています。
安全性プロファイル
A poison. A strong
irritant by ingestion and inhalation.
Dangerous fire hazard; ignites organic
matter upon contact. A very powerful
oxidizing agent. Violent or explosive
reaction with oxidlzable materials. Aqueous
solutions decompose explosively during
evaporation. Solutions greater than 40% are
unstable. Reacts violently with NH3, Sb,
Sb2S3, AsS3， Bi, CuS, PHI4+ SnS2, SnS.
Reaction with cellulose causes ignition after
a delay period. Dangerous reaction with
metal sulfides and metal chlorides (e.g.,
incandescent reaction with antimony
trisulfide, arsenic trisulfide, tin(lI)sulfide,
tin(Iv> sulfide, explosion on contact with
copper sulfide). Reaction with metals (e.g.,
antimony, bismuth, iron) forms explosive
products. When heated to decomposition it
emits toxic fumes of Cl-. See also
CHLORATES and CHLORINE.
塩素酸 上流と下流の製品情報
原材料
準備製品