Acido perclorico: sintesi, usi

L’acido perclorico ha formula HClO4 ed è un acido minerale tra i più forti conosciuti con una costante Ka dell’ordine di 10-10 che lo fa classificare come un superacido. Esso  è estremamente corrosivo e danneggia tutti i tessuti con cui entra in contatto.

È stato dimostrato che l’anione perclorato interrompe l’omeostasi endocrina bloccando in modo competitivo il trasporto dello ioduro nella ghiandola tiroidea e provocando i sintomi associati all’ipotiroidismo.

Le soluzioni concentrate, incolori e inodori, sono circa al 70% m/m in quanto l’acido forma una miscela azeotropica con l’acqua in cui è presente circa il 72.5% di acido. La sostanza è un forte ossidante e reagisce violentemente con materiali combustibili e riducenti, materiali organici e basi forti, causando pericolo di incendio e esplosione. Attacca molti metalli formando gas infiammabile e esplosivo.

struttura
struttura

Alla temperatura di circa 150°C l’acido perclorico, in cui il cloro ha numero di ossidazione +7, mostra elevate capacità ossidanti. A  temperatura ambiente invece esibisce solo le sue proprietà acide.

Si disidrata quando è mescolato a una soluzione di acido solforico concentrato, anidride acetica o al pentossido di fosforo. Si forma l’acido perclorico anidro che è altamente instabile e può dar luogo ad esplosioni o a reazioni di combustione se si trova a contatto con molte sostanze organiche.

Sintesi dell’acido perclorico

Commercialmente, l’acido perclorico viene prodotto mediante reazione di perclorati alcalini con acido cloridrico o ossidazione elettrolitica diretta di acido cloridrico 0.5 M.

Esso è altamente corrosivo, può essere sintetizzato in laboratorio mescolando a caldo perclorato di ammonio aggiungendo, quando la soluzione raggiunge una temperatura di 80°C, acido cloridrico e la soluzione è portata a una temperatura di 135-140°C per circa 30’.

La reazione complessiva di sintesi dell’acido perclorico è la seguente:

34 NH4ClO4 + 36 HNO3 + 8 HCl  → 34 HClO4 + 4 Cl2 + 35 N2O + 73 H2O

Un altro metodo di sintesi prevede la reazione del perclorato di bario con acido solforico secondo la reazione:

Ba(ClO4)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HClO4

che dà il solfato di bario che precipita e l’acido perclorico.

A livello industriale l’acido perclorico è ottenuto dalla reazione tra perclorato di sodio e acido cloridrico:

NaClO4 + HCl → HClO4 + NaCl

Dalla miscela di reazione l’acido è separato per distillazione.

Usi

La sua produzione è aumentata in quanto esso è utilizzato per ottenere di perclorato di ammonio usato come combustibile per razzi. La titolazione degli amminoacidi può essere fatta con una soluzione di acido perclorico in acido acetico.

Esso è usato per pulire i diamanti, per l’ossidazione di composti organici, nell’industria dei computer, in applicazioni elettroniche e come solvente di metalli e leghe.

Alcuni esempi di utilizzo dell’acido perclorico includono la preparazione di sali di perclorato , propellenti per razzi e fuochi d’artificio, come ossidante nella separazione del potassio dal sodio e nella lucidatura e incisione dei metalli.

Trova largo utilizzo nell’ambito della chimica analitica ed è usato, tra l’altro, nella determinazione del cromo, del silicio nel ferrosilicio e dello zolfo nel legno.

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