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Chlorsäure
Chlorsäure ist eine der Sauerstoffsäuren des Chlors (dazu gehören weiterhin Perchlorsäure, Hypochlorige Säure und Chlorige Säure). Chlorsäure ist als Reinstoff nicht beständig und existiert nur in verdünnter Form. Die farblose Lösung findet als starkes Oxidationsmittel Verwendung. Die Salze der Chlorsäure, die Chlorate, besitzen zum Teil große technische Bedeutung. Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
EigenschaftenPhysikalische EigenschaftenDie räumliche Struktur der Chlorsäure ist pyramidal. Chemische EigenschaftenChlorsäure ist eine starke Säure (pKS = ca. -1), die in Wasser vollständig in Ionen dissoziiert vorliegt. Umgekehrt besitzen die Chlorationen nur eine geringe Neigung, Protonen anzulagern, so dass sie sich in Wasser mit annähernd neutralem pH-Wert lösen. Das Chloratom der Chlorsäure besitzt die Oxidationsstufe +V. Es hat als typisches Nichtmetall eine starke Tendenz, in chemischen Reaktionen Elektronen aufzunehmen und in eine niedrigere, stabile Oxidationszahl (-I, 0, +I oder +III) überzugehen. Somit ist Chlorsäure ein starkes Oxidationsmittel mit einem hohen Redoxpotenzial. Allerdings kann Chlorsäure auch zur Perchlorsäure (Oxidationzahl: + VII) aufoxidiert werden. Allgemein steht die Chlorsäure mit anderen Sauerstoffsäuren des Chlors, sowie Chlordioxid und Chlor über Disproptionierungs- und Komproportionierungsreaktionen im Gleichwicht. Die Oxidationswirkung ist im Sauren ausgeprägter als im Alkalischen, was sich in einem höheren Redoxpotenzial äußert. Für die einzelnen Zahlenwerte ergeben sich [3] :
Gewinnung und DarstellungDie Darstellung von Chlorsäure geht von Chlor aus, das zunächst in Chlorat überführt wird. Die Chlorationen werden anschließend zur Chlorsäure protoniert. Chlor wird zuerst in heiße Natronlauge eingeleitet. Dabei disproportioniert das Chlor in einer Gleichgewichtsreaktion in Chloridionen und Hypochloritionen (1). Anschließend wird die Lösung teilweise angesäuert, so dass ein Anteil der Hypochloritionen in Hypochlorige Säure übergeht (2). Die Hypochlorige Säure kann als starkes Oxidationsmittel Hypochlorite zu Chloraten oxidieren (3). Da im 3. Schritt die Protonen regeneriert werden, müssen beim 2. Schritt nur sehr wenig Protonen zum Ansäuern eingesetzt werden. Die Reaktionsgleichungen für die einzelnen Schritte lauten: (1) (2) (3) Brutto: Technisch erfolgt die Herstellung von Natriumchlorat durch die Elektrolyse einer wässerigen Kochsalzlösung. Dabei entsteht gasförmiger Wasserstoff und Chlor und Natronlauge. Leitet man das Chlorgas wieder zurück in die Lösung bzw. lässt es gar nicht erst gasförmig entweichen, so kann es in oben geschilderter Weise zu einer Natriumchloratlösung reagieren. Die Herstellung von Chlorsäure erfolgt durch Ansäuern von Lösungen die Chlorationen enthalten. Geht man von einer Bariumchloratlösung aus und versetzt sie mit verdünnter Schwefelsäure, so fällt das schwerlösliche Bariumsulfat aus. In Lösung verbleibt nur die Chlorsäure.
Durch wasserentziehende Mittel kann Chlorsäure bis zu einer Konzentration von 40 % aufkonzentriert werden. Höher konzentrierte Lösungen zersetzen sich unter Bildung von Chlor, Chlordioxid und Perchlorsäure:
VerwendungEine handelsübliche Mischung von Chlorsäure mit rauchender Salzsäure nennt man Euchlorin (40 % HClO3 + 38 % HCl). Die Kombination aus starken sauren und oxidierenden Eigenschaften kann dem Aufschluss von ansonsten unlöslichen Mineralien und der Zerstörung organischer Stoffe dienen. Dabei geht die Oxidationswirkung nicht nur von der Chlorsäure selbst aus, sondern auch von Chlor und Chlordioxid, die bei der Reaktion mit HCl entstehen:
SicherheitshinweiseAuch verdünnte Chlorsäure besitzt brandfördernden Charakter und darf nicht mit organischen Materialien in Kontakt gebracht werden. Quellen
Kategorien: Brandfördernder Stoff | Ätzender Stoff | Chlorverbindung | Chlorat | Mineralsäure |
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Chlorsäure aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |