硒酸

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硒酸
IUPAC名
Selenic(VI) acid
别名 Selenic acid
识别
CAS号 7783-08-6
ChemSpider 1058
SMILES
RTECS VS6575000
性质
化学式 H2SeO4
摩尔质量 144.9734 g·mol⁻¹
外观 无色潮解性晶体
密度 2.95 g/cm3(固态)
熔点 58 °C (331 K)
沸点 260 °C (533 K) (分解)
溶解性 130 g/100 mL (30 °C)
pKa H2SO4相似
折光度n
D
1.5174 (D-line, 20 °C)
结构
分子构型 tetrahedral at Se
危险性
警示术语 R:23/25-33-50/53
安全术语 S:20/21-28-45-60-61
主要危害 刺激性,高毒
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
2
 
相关物质
其他阴离子 亚硒酸
氢硒酸
硒化氢
其他阳离子 硒酸钠
硒酸钾
相关化学品 硫酸
二氧化硒
三氧化硒
碲酸
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

硒酸是一种无机酸,化学式为H2SeO4。它是硒的含氧酸,它的结构可以更准确地被描述为(HO)2SeO2

根据价层电子对互斥理论的推测,中心的硒是四面体的,其中Se-O键长为161pm。[1]在固态,它为斜方晶系的晶体。[2]

制备[编辑]

由于三氧化硒的不稳定性,不像三氧化硫溶于水生成硫酸,通过在水中溶解三氧化硒得到硒酸是不切实际的。[1]相反地,硒酸必须通过氧化低价态的硒化合物来制取。

制备硒酸的方法之一就是用过氧化氢氧化二氧化硒:

SeO2 + H2O2 → H2SeO4

无水的硒酸被公认为晶体,它可以由硒酸的溶液在140°C (413 K; 284 °F)温度下真空蒸发。[3]

硒酸也可以通过亚硒酸(H2SeO3)被卤素(如氯气)或高锰酸钾氧化制取。[4]然而,用氯气或者溴作为氧化剂会产生盐酸或者氢溴酸作为副产物,它们需要从溶液中去除,因为它们可以将硒酸还原成亚硒酸。[5]

另一种制备硒酸的方法是将单质硒在水中的悬浊液用氯气氧化:[4]

Se + 4 H2O + 3 Cl2 → H2SeO4 + 6 HCl

化学性质[编辑]

类似硫酸,硒酸是一种强酸,有吸湿性,在水中溶解度很强。其浓溶液是粘稠的。已知硒酸有一水合物和二水合物。[4]一水合物的熔点在26°C,而二水合物的熔点在−51.7°C。[1]

硒酸的氧化性比硫酸强,硒酸能将氯离子氧化成氯气,而自身被还原成亚硒酸二氧化硒[4]

H2SeO4 + 2 H+ + 2 Cl → H2SeO3 + H2O + Cl2

硒酸在200°C以上分解,放出氧气,自身被还原成亚硒酸:[4]

2 H2SeO4 → 2 H2SeO3 + O2

硒酸可以和钡盐反应生成沉淀BaSeO4,沉淀和硫酸钡的性质类似。总体上说,硒酸盐和硫酸盐的性质相似,但是在水中的溶解性更好。许多硒酸盐有相同的、和硫酸盐一致的晶体结构[1]

氟磺酸处理硒酸得到硒酰氟(沸点 −8.4 °C):[3]

H2SeO4 + 2 HSO3F → SeO2F2 + 2 H2SO4

热的浓硒酸可以溶解单质,产生红黄色的硒酸金(III):[6]

2 Au + 6 H2SeO4 → Au2(SeO4)3 + 3 H2SeO3 + 3 H2O

后来,人们发现这种红黄色的物质其实是Au2(SeO3)2(SeO4),其中硒的价态被IR和NMR确定。因此,其反应方程式应该为:[7]

2 Au + 4 H2SeO4(浓) → Au2(SeO3)2(SeO4) + H2SeO3 + 3 H2O

同时也能溶解等单质,生成相应的硒酸盐。热硒酸与浓盐酸的混合液像王水一样,能溶解[8]

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Don M. Yost. Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. 2007: 343–346. ISBN 1-4067-7302-6. 
  2. ^ Mathias S. Wickleder. Francesco A. Devillanova, 编. Handbook of chalcogen chemistry: new perspectives in sulfur, selenium and tellurium. Royal Society of Chemistry. 2007: 353. ISBN 0-85404-366-7. 
  3. ^ 3.0 3.1 Seppelt, K. “Selenoyl difluoride” Inorganic Syntheses, 1980, volume XX, pp. 36-38. ISBN 0-471-07715-1. The report describes the synthesis of selenic acid.
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Anil Kumar De. A Text Book of Inorganic Chemistry. New Age International. 2003: 543–545. ISBN 81-224-1384-6. 
  5. ^ Lenher, V.; C. H. Kao. The preparation of selenic acid and of certain selenates. Journal of the American Chemical Society. 1925.June, 47 (6): 1521–1522. doi:10.1021/ja01683a005.  编辑
  6. ^ Lenher, V. Action of selenic acid on gold. Journal of the American Chemical Society. 1902.April, 24 (4): 354–355. doi:10.1021/ja02018a005.  编辑
  7. ^ Mathias S. Wickleder. Au2(SeO3)2(SeO4):  Synthesis and Characterization of a New Noncentrosymmetric Selenite−Selenate. 5860–5864. 2004. doi:10.1021/ic049270z.  编辑
  8. ^ 刘新锦等.无机元素化学(第二版) 氧族元素.北京:科学出版社.2010.01 ISBN 978-7-03-026399-5