高氯酸

高氯酸
Perchloric acid Hydroxidotrioxidochlorine Perchloric acid Hydroxidotrioxidochlorine
別名	Perchloric acid, Hyperchloric acid
識別
CAS編號	7601-90-3  Y
PubChem	24247
ChemSpider	22669
SMILES	OCl(=O)(=O)=O
InChI	1/ClHO4/c2-1(3,4)5/h(H,2,3,4,5)
InChIKey	VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYAD
UN編號	1873
EINECS	231-512-4
ChEBI	29221
RTECS	SC7500000
性質
化學式	HClO4
摩爾質量	100.46 g/mol g·mol⁻¹
外觀	無色液體
密度	1.67 g/cm3
熔點	-17 °C (共沸物) -112 °C (無水)
沸點	203 °C (共沸物)
溶解性（水）	與水互溶
pKa	≈ −10
危險性
警示術語	R：R5, R8, R35
安全術語	S：S1/2, S23, S26, S36, S45
MSDS	ICSC 1006
歐盟編號	017-006-00-4
歐盟分類	Oxidant (O) Corrosive (C)
NFPA 704	0 3 3 OX
相關物質
相關化學品	鹽酸 次氯酸 亞氯酸 氯酸
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

高氯酸（英語：Perchloric acid）是一種無機化合物，化學式為HClO₄，是一種強酸，有強烈的腐蝕性、刺激性，通常以無色水溶液的形式存在。高氯酸的酸酐為Cl₂O₇。高氯酸的酸性強於硫酸、硝酸。熱的高氯酸是一種極強的氧化劑，與有機物、還原劑、易燃物（如硫、磷等）接觸或混合時有引起燃燒爆炸的危險，但室溫下70%以下濃度的高氯酸相對穩定一些。高氯酸常被用來製備一些高氯酸鹽，例如火箭燃料的重要成分——高氯酸銨。總而言之，高氯酸具有相當強的腐蝕性和危險性，並且極易形成易爆炸的混合物。

製備方法

工業製備

高氯酸工業製備有三條路線。傳統方法是利用高氯酸鈉的較大的溶解度(室溫下209g/100ml水)，用鹽酸處理高氯酸鈉的濃溶液，製備得到高氯酸和氯化鈉沉澱:

${\ce {{NaClO_{4}}+{HCl}\to {NaCl}+{HClO_{4}}}}$

製得濃高氯酸可以通過蒸餾來純化。

另一條路線相較於傳統方法而言，更為直接，並避免了高氯酸鹽的使用：利用鉑電極電解氯水，可在陽極生成高氯酸。

工業上也使用電解氯酸鈉的方法生產高氯酸鈉，高氯酸可由高氯酸鈉和濃硫酸經複分解反應製備：

${\ce {{NaClO_{4}}+{H_{2}SO_{4}}\to {NaHSO_{4}}+{HClO_{4}}}}$

實驗室製備

高氯酸鋇和硫酸反應生成硫酸鋇沉澱與高氯酸，也可以通過硝酸氧化氯酸銨製備高氯酸，由於銨根的參與，該反應會得到氮氧化物和高氯酸。

性質

無水高氯酸在室溫下是一種油狀液體。高氯酸可以形成至少五種水合物。在水合物中高氯酸根陰離子通過氫鍵與H₂O和H₃O⁺ 相連。 高氯酸可與水形成72.5%質量分數的共沸物，並且市售高氯酸也多以該共沸物的形式出售。但該共沸物和濃硫酸一樣，具有很強的吸水性，暴露在空氣中會吸收空氣中的水。

高氯酸的脫水反應會得到一種非常危險的產物——七氧化二氯：

${2HClO_{4}}+{P_{4}O_{10}}\to \color {red}Cl_{2}O_{7}\color {black}+{H_{2}P_{4}O_{11}}$

主要用途

高氯酸主要被作為生產高氯酸銨的原料，高氯酸銨一般被用作製造火箭燃料。隨着航天技術的發展，高氯酸的產量也隨之提高，年產量達到了數百萬公斤。 高氯酸也是生產液晶過程中的重要原料，同時也是蝕刻鉻的良好試劑。而由高氯酸為原料生產的高氯酸鎂在鋼鐵工業中也有應用。

酸性

高氯酸是一種很強的質子酸，其K_a值高達10¹⁰。相較於其他非配位陰離子，諸如氟硼酸和六氟磷酸易發生水解，而高氯酸就不會發生水解。儘管高氯酸具有一定的危險性，但在合成中，高氯酸仍然經常被使用。出於類似的原因，高氯酸也常被作為離子交換色譜的洗脫劑。

安全性

高氯酸具有很強的氧化性，高氯酸和金屬（如鋁）以及有機物（如木頭，塑膠等）具有極高的反應活性。高氯酸一定要在具有沖洗功能的通風櫥中操作，以防止高氯酸在管道中的堆積，引發危險。

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