Хлорат калия

Хлорат калия
Общие
Систематическое наименование	Хлорат калия
Химическая формула	KClO3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	Бесцветные кристаллы
Отн. молек. масса	122.55 а. е. м.
Молярная масса	122.55 г/моль
Плотность	2,32 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	356 °C
Температура разложения	~ 400  °C
Энтальпия образования (ст. усл.)	-391,204 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде при 0°C	3,25 г/100 мл
Растворимость в воде при 20°C	7,3 г/100 мл
Растворимость в воде при 100°C	56,2 г/100 мл
Растворимость в воде при 104,2°C	61,5 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	[3811-04-9]

Хлорат калия (бертолетова соль) — KClO₃, калиевая соль хлорноватой кислоты (HClO₃).

История

Впервые получен Клодом Бертолле в 1786 году при пропускании хлора через горячий концентрированный раствор гидроксида калия:

$\mathsf{6KOH + 3Cl_2 \rightarrow KClO_3 + 5KCl + 3H_2O}$

Получение

Промышленное получение хлоратов вообще (и хлората калия в частности) основано на реакции диспропорционирования гипохлоритов, в свою очередь получаемых взаимодействием хлора с растворами щелочей:

$\mathsf{Cl_2 + 2OH^- \rightarrow ClO^- + Cl^- + H_2O}$

$\mathsf{3ClO^- \rightarrow ClO_3^- + 2Cl^-}$

Технологическое оформление процесса может быть различно: поскольку наиболее многотоннажным продуктом является гипохлорит кальция (входящий в состав хлорной извести), то наиболее распространённым процессом является проведение реакции обмена между хлоратом кальция (получающимся из гипохлорита кальция при нагреве) и хлоридом калия, который, в силу относительно низкой растворимости, кристаллизуется из маточного раствора.

Также хлорат калия получают модифицированным методом Бертолле при бездиафрагменном электролизе хлорида калия, образующиеся при электролизе хлор вступает во взаимодействие in situ (в момент выделения, «на месте») с гидроксидом калия с образованием гипохлорита калия, диспропорционирующего далее на хлорат калия и исходный хлорид калия.

Химические свойства

При температуре ~ 400 °C разлагается с выделением кислорода с промежуточным образованием перхлората калия:

$\mathsf{4KClO_3 \rightarrow 3KClO_4 + KCl}$ (400 °C);

$\mathsf{KClO_4 \rightarrow KCl + 2O_2}$ (550—620 °C)

В присутствии катализаторов (MnO₂, Fe₂O₃, CuO и др.) температура разложения значительно снижается (до ~ 200 °C).

$\mathsf{2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2}$ (150—300 °C, кат. MnO₂)

Применение

Взрывчатые вещества

Смеси хлората калия с восстановителями (фосфором, серой, органическими соединениями) взрывчаты и чувствительны к трению и ударам, чувствительность повышается в присутствии броматов и солей аммония.

Из-за высокой чувствительности составов с бертолетовой солью, они практически не применяются для производства промышленных и военных взрывчатых веществ.

Иногда используется в пиротехнике как источник хлора для цветнопламенных составов, входит в состав горючего вещества спичечной головки, и крайне редко в качестве инициирующих взрывчатых веществ (хлоратный порох — «сосис», детонирующий шнур, терочный состав ручных гранат вермахта).

В медицине

Некоторое время растворы хлората калия применялись в качестве слабого антисептика, наружного лекарственного средства для полоскания горла.

Для получения кислорода

В начале XX века использовалась для лабораторных экспериментов — получения кислорода, но из-за высокой опасности её перестали применять.

KClO₃ + C, -2.5mb

Для получения диоксида хлора

Реакция восстановления хлората калия щавелевой кислотой при добавлении серной кислоты используется для получения диоксида хлора в лабораторных условиях:

$\mathsf{2KClO_3 + H_2C_2O_4 \rightarrow K_2CO_3 + 2ClO_2\uparrow + CO_2\uparrow + H_2O}$

Соединения калия

Азид калия (KN₃) • Амид калия (KNH₂) • Ацесульфам (C₄H₄KNO₄S) • Ацетат калия (CH₃COOK) • Ацетиленид калия (K₂C₂) • Бензоат тригидрат калия (Брутто-формула:C₇H₁₁KO₅) • Бромат калия (KBrO₃) • Бромид калия (KBr) • Гексагидроксоплатинат(IV) калия (K₂[Pt(OH)₆]) • Гексагидроксостибат калия (K[Sb(OH)₆]) • Гексанитрокобальтат(III) калия (K₃[Co(NO₃)₆]) • Гексаоксибензол калия (C₆(OK)₆) • Гексафторогерманат калия (K₂[GeF₆]) • Гексафторокупрат(III) калия (K₃CuF₆) • Гексафторомолибдат(III) калия (K₃MoF₆) • Гексафтороплатинат(V) калия (K[PtF₆]) • Гексафторосиликат(IV) калия (K₂[SiF₆]) • Гексафторфосфат калия (KPF₆) • Гексахлоропалладат(IV) калия (K₂[PdCl₆]) • Гексахлороплатинат(IV) калия (K₂[PtCl₆]) • Гексахлоростаннат(IV) калия (K₂[SnCl₆]) • Гексахлорплатинат калия (K₂PtCl₆) • Гексацианоферрат(II) калия (K₄[Fe(CN)₆]) • Гексацианоферрат(II) тригидрат калия (K₄[Fe(CN)₆]•3H₂O) • Гексацианоферрат(III) калия (K₃[Fe(CN)₆]) • Гептафторониобат(V) калия (K₂[NbF₇]) • Гидрид калия (KH) • Гидрокарбонат калия (KHCO₃) • Гидроксид калия (KOH) • Гидроортофосфат калия (K₂HPO₄) • Гидросульфат калия (KHSO₄) • Гидросульфид калия (KHS) • Гидросульфит калия (KHSO₃) • Гидрофторид калия (KHF₂) • Дигидроарсенат калия (KH₂AsO₄) • Дигидроортофосфат калия (KH₂PO₄) • Динитрамид калия (KN(NO₂)₂) • Дисульфат калия (K₂S₂O₇) • Дисульфит калия (K₂S₂O₅) • Дисульфонатнитроксил калия ((KO₃S)₂NO) • Дитионат калия (K₂S₂O₆) • Дихлородиамминпалладий ([Pd(NH₃)₂]Cl₂) • Дихромат калия (K₂Cr₂O₇) • Дицианоаргентат(I) калия (K[Ag(СN)₂]) • Дицианоаурат(I) калия (K[Au(СN)₂]) • Иодат калия (KIO₃) • Иодид калия (KI) • Карбонат калия (K₂CO₃) • Манганат калия (K₂MnO₄) • Метаванадат калия (KVO₃) • Метасиликат калия (K₂SiO₃) • Метафосфат калия (KPO₃) • Надпероксид калия (KO₂ или K₂O₄) • Нитрат калия (KNO₃) • Нитрит калия (KNO₂) • Озонид калия (KO₃) • Оксалат калия (K₂C₂O₄) • Оксалат моногидрат калия (K₂C₂O₄•H₂O) • Оксид калия (K₂O) • Октахлоромолибдат калия (K₄Mo₂Cl₈) • Ортофосфат калия (K₃PO₄) • Пербромат калия (KBrO₄) • Периодат калия (KIO₄) • Перманганат калия (KMnO₄) • Пероксид калия (K₂O₂) • Пероксодикарбонат калия (К₂С₂О₆) • Пероксомоносульфат калия (K₂SO₅) • Пероксодисульфат калия (K₂S₂O₆(O₂)) • Перренат калия (KReO₄) • Перхлорат калия (KClO₄) • Полисульфиды калия (K₂S_n) • Политионаты калия (K₂S_nO₆) • Сегнетова соль (NaKC₄H₄O₆) • Соль Джонсона (K[I(I)₂]•H₂O) • Соль Цейзе (K[Pt(C₂H₄)Cl₃]•H₂O) • Сорбат калия (C₆H₇KO₂) • Сульфат гидрат калия-гадолиния • Сульфат гидрат калия-кальция (K₂Ca(SO₄)₂•H₂O) • Сульфат калия (K₂SO₄) • Сульфат калия-кальция (K₂Ca(SO₄)₂) • Сульфат хрома(III)-калия (KCr(SO₄)₂) Сульфид калия (K₂S) • Сульфит дигидрат калия (K₂SO₃•2H₂O) • Сульфит калия (K₂SO₃) • Тетрагидроалюминат калия (KAlH₄) • Тетрагидроксодиоксоосмат(VI) калия (K₂[OsO₂(OH)₄]) • Тетрагидроортотеллурат калия (K₂H₄TeO₆) • Тетраиодомеркурат(II) калия (K₂[HgI₄]) • Тетранитроплатинат(II) калия (K₂[Pt(NO₂)₄]) • Тетраоксорутенат(VI) калия (K₂RuO₄) • Тетрапероксохромат(V) калия (K₃CrO₈) • Тетрасиликат калия (K₂Si₄O₉•H₂O) • Тетрахлоромолибдат(III) калия (KMoCl₄) • Тетрахлоропалладат(II) калия (K₂[PdCl₄]) • Тетрахлороплатинат(II) калия (K₂[PtCl₄]) • Тетрахлороферрат(III) калия (K[FeCl₄]) • Тетрахлорплатинат калия (K₂PtCl₄) • Тетрацианоникколат(II) калия (K₂[Ni(CN)₄]) • Тетрацианоплатинат(II) калия (K₂[Pt(CN)₄]) • Тиосульфат калия (K₂SO₃S) • Тиоцианат калия (KSCN) • Феррат калия (K₂FeO₄) • Феррооксалат калия (K₃[Fe(C₂O₄)₃]) • Формиат калия (HCOOK) Фталимид калия • Фторид калия (KF) • Фторсульфит калия (KSO₂F) • Хлорат калия (KClO₃) • Хлорид калия (KCl) • Хлорид-триэтилалюминий калия ((C₂H₅)₃Al•KCl) • Хромат калия (K₂CrO₄) • Хромит калия (KCrO₂) • Цианат калия (KOCN) • Цианид калия (KCN) • Цианоаурат калия (K[Au(CN)₂] • Этилксантогенат калия (C₂H₅OC(S)SK) •