Tlenek nadchlorowy , zwany także tlenku chloru (VII) bezwodnik albo nadchlorowy dichloro heptoxide, jest nieorganiczny związek chemiczny o wzorze Cl 2 O7. Jego strukturę przedstawia rysunek 1.
Jest jednym z najbardziej stabilnych tlenków chloru i reaguje z wodą tworząc kwas nadchlorowy: Cl 2 O 7 + H 2 O D 2HClO 4.
Rysunek 1: struktura tlenku nadchlorowego.
Związek otrzymuje się przez staranne odwodnienie kwasu nadchlorowego pięciotlenkiem fosforu w temperaturze -10 ° C.
2HClO 4 + P 2 O 5 »Cl 2 O 7 + 2HPO 3
Związek jest destylowany w celu oddzielenia go od kwasu metafosforowego ze znaczną ostrożnością, biorąc pod uwagę jego wybuchowy charakter. Może również powstać przez zapalenie w mieszaninie chloru i ozonu.
Właściwości fizyczne i chemiczne tlenku nadchlorowego
Tlenek chloru (VII) jest bezbarwną, lotną i oleistą cieczą. Jego masa cząsteczkowa wynosi 182,9 g / mol, gęstość 1900 kg / m3, a jego temperatury topnienia i wrzenia to odpowiednio -91,57 ° C i 82 ° C.
Jest samorzutnie wybuchowy przy uderzeniu lub w kontakcie z płomieniem, a zwłaszcza w obecności produktów jego rozkładu.
Heptotlenek chloru rozpuszcza się w czterochlorku węgla w temperaturze pokojowej i reaguje z wodą, tworząc kwas nadchlorowy. Wybucha w kontakcie z jodem.
W normalnych warunkach jest bardziej stabilny, chociaż ma mniejszą siłę utleniającą niż inne tlenki chloru. Na przykład nie atakuje siarki, fosforu ani papieru, gdy jest zimno.
Dichloroheptotlenek jest silnie kwaśnym tlenkiem, który w roztworze tworzy równowagę z kwasem nadchlorowym. Tworzy nadchlorany w obecności wodorotlenków metali alkalicznych.
Jego termiczny rozkład następuje w wyniku monomolekularnej dysocjacji trójtlenku chloru i rodnika
Reaktywność i zagrożenia
Tlenek nadchlorowy jest związkiem niestabilnym. Rozkłada się powoli podczas przechowywania, wytwarzając kolorowe produkty rozkładu, które są niższymi tlenkami chloru.
Jest samorzutnie wybuchowy, zwłaszcza w obecności produktów jego rozkładu, niekompatybilny z czynnikami redukującymi, mocnymi kwasami i zasadami.
Chociaż jest to najbardziej stabilny tlenek chloru, Cl 2 O 7 jest silnym utleniaczem, a także materiałem wybuchowym, który można zgasić płomieniem, wstrząsem mechanicznym lub przez kontakt z jodem.
Jednak jest mniej utleniający niż inne tlenki chloru i nie atakuje siarki, fosforu ani papieru w stanie zimnym. Ma taki sam wpływ na organizm ludzki jak chlor pierwiastkowy i wymaga takich samych środków ostrożności
Spożycie powoduje poważne oparzenia ust, przełyku i żołądka. Opary są bardzo toksyczne przy wdychaniu.
W przypadku kontaktu z oczami sprawdź, czy nosisz soczewki kontaktowe i natychmiast je zdejmij. Oczy należy płukać bieżącą wodą przez co najmniej 15 minut, trzymając powieki otwarte. Można użyć zimnej wody. Nie należy stosować maści do oczu.
Jeśli substancja chemiczna wejdzie w kontakt z ubraniem, zdejmij ją tak szybko, jak to możliwe, chroniąc własne ręce i ciało. Umieść ofiarę pod prysznicem bezpieczeństwa.
Jeśli substancja chemiczna gromadzi się na odsłoniętej skórze ofiary, takiej jak ręce, zanieczyszczoną skórę należy delikatnie i ostrożnie umyć bieżącą wodą i nieściernym mydłem.
Można użyć zimnej wody. Jeśli podrażnienie utrzymuje się, zasięgnąć porady lekarza. Wyprać zanieczyszczoną odzież przed ponownym użyciem.
W przypadku wdychania, ofiara powinna odpocząć w dobrze wentylowanym miejscu. Jeśli wdychanie jest ciężkie, ofiarę należy jak najszybciej ewakuować w bezpieczne miejsce.
Poluzuj ciasne ubrania, takie jak kołnierzyk, pasek lub krawat. Jeśli poszkodowanemu trudno oddychać, należy podać tlen.
Jeśli ofiara nie oddycha, przeprowadza się resuscytację usta-usta. Zawsze należy pamiętać, że wykonanie resuscytacji usta-usta może być niebezpieczne dla osoby udzielającej pomocy, gdy wdychany materiał jest toksyczny, zakaźny lub żrący.
We wszystkich przypadkach zasięgnij natychmiastowej pomocy lekarskiej.
Aplikacje
Tlenek nadchlorowy nie ma praktycznych zastosowań. Może być stosowany jako środek utleniający lub do produkcji kwasu nadchlorowego, ale jego wybuchowy charakter utrudnia obsługę.
Dichloroheptoksyd może być stosowany jako odczynnik do produkcji nadchloranów lub do badań w różnych reakcjach.
W pracy Kurta Bauma, reakcje tlenku nadchlorowego z olefinami (Baum, 1976), alkohole (Kurt Baum, Reactions of dichlorine heptoxide with alcohols, 1974), jodki alkilu i nadchloran acylu z estrem (Kurt Baum, 1975) otrzymywanie halogenowań i utleniania.
W przypadku alkoholi wytwarza nadchlorany alkilu w reakcji z prostymi alkoholami, takimi jak glikol etylenowy, 1,4-butadienol, 2, 2, 2-trifluoroetanol, 2, 2-dinitropropanol. Reaguje z 2-propanolem, dając nadchloran izopropylu. 2-heksanol i 3-heksanol dają nieuporządkowane nadchlorany i ich odpowiednie ketony.
Propen reaguje z dichloroheptozydem w tetrachlorku węgla, dając nadchloran izopropylu (32%) i nadchloran 1-chloro, 2-propylu (17%). Związek reaguje z cis-butenem, dając nadchloran 3-chlorobutylu (30%) i nadchloran 3-keto, 2-butylu (7%).
Dichloroheptotlenek reaguje z pierwszorzędowymi i drugorzędowymi aminami w roztworze czterochlorku węgla, dając N-nadchlorany:
2 RNH2 + Cl2O7 → 2 RNHClO3 + H2O
2 R2NH + Cl2O7 → 2 R2NClO3 + H2O
Reaguje również z alkenami, dając nadchlorany alkilu. Na przykład, reaguje z propenem w roztworze czterochlorku węgla, tworząc nadchloran izopropylu i nadchloran 1-chloro-2-propylu (Beard i Baum, 1974).
Bibliografia
- Baum, K. (1976). Reakcje heptoksydu dichlorku z olefinami. Org. Chem.41 (9), 1663-1665.
- Beard, CD i Baum, K. .. (1974). Reakcje heptoksydu dichlorku z aminami. Journal of American Chemical Society. 96 (10), 3237-3239.
- Egon Wiberg, NW (2001). Chemia nieorganiczna. Academic Press: Londyn.
- EMBL-EBI. (2009, 25 kwietnia). heptaatlenek dichloriny. Pobrane z ChEBI: ebi.ac.uk.
- Kurt Baum, CD (1974). Reakcje heptoksydu dichlorku z alkoholami. Am. Chem. Soc., 96 (10), 3233-3237.
- Kurt Baum, CD (1975). Reakcje heptotlenku dichlorku i nadchloranów acylu z eterami. Org. Chem., 40 (1), 81-85.
- Kurt Baum, CD (1975). Reakcje heptoksydu dichlorku i podhalogeninów z jodkami alkilu. Org. Chem., 40 (17), 2536-2537.
- Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Hptoksyd dichloriny. Pobrane z chemspider: chemspider.com.