Kali chlorat

Kali chlorat là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là KClO₃. Ở dạng tinh khiết, nó là một chất kết tinh màu trắng. Nó là chlorat phổ biến nhất trong sử dụng công nghiệp và là chlorat có nhiều ứng dụng nhất. Đây là muối của acid chloric, là một chất oxy hóa mạnh tác dụng được với nhiều phi kim và kim loại (carbon, lưu huỳnh, phosphor, nhôm, magnesi…). Nó là một chất oxy hóa mạnh và ứng dụng quan trọng nhất của nó là trong các que diêm an toàn. Trong các ứng dụng khác, nó hầu như đã lỗi thời và đã được thay thế bằng các giải pháp thay thế an toàn hơn trong những thập kỷ gần đây.

Kali chlorat
Mẫu kali chlorat
Tên khác	Kali chlorat(V) Potcrate
Nhận dạng
Số CAS	3811-04-9
PubChem	6426889
Số EINECS	223-289-7
Số RTECS	FO0350000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [K+].[O-]Cl(=O)=O
InChI	đầy đủ 1/ClHO3.K/c2-1(3)4;/h(H,2,3,4);/q;+1/p-1
UNII	H35KS68EE7
Thuộc tính
Công thức phân tử	KClO3
Khối lượng mol	122,5492 g/mol
Bề ngoài	bột hoặc tinh thể trắng
Khối lượng riêng	2,32 g/cm³
Điểm nóng chảy	356 °C (629 K; 673 °F)
Điểm sôi	400 °C (673 K; 752 °F)
Độ hòa tan trong nước	3,13 g/100 mL (0 ℃) 4,46 g/100 mL (10 ℃) 8,15 g/100 mL (25 ℃) 13,21 g/100 mL (40 ℃) 53,51 g/100 mL (100 ℃) 183 g/100 g (190 ℃) 2930 g/100 g (330 ℃)[1]
Độ hòa tan	hòa tan trong glycerol tan ít trong aceton, amonia[2]
Độ hòa tan trong glycerol	1 g/100 g (20 ℃)[2]
Chiết suất (nD)	1,40835
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Đơn nghiêng
Nhiệt hóa học
Enthalpy hình thành ΔfHo298	-391,2 kJ/mol[2][3]
Entropy mol tiêu chuẩn So298	142,97 J/mol·K[2][3]
Nhiệt dung	100,25 J/mol·K[2]
Các nguy hiểm
MSDS	ICSC 0548
Phân loại của EU	O N Xn
Chỉ mục EU	017-004-00-3
NFPA 704	0 2 3
Chỉ dẫn R	R9, R20/22, R51/53
Chỉ dẫn S	S2, S13, S16 , S27, S61
LD50	1870 mg/kg (đường miệng, chuột)[4]
Ký hiệu GHS	[5]
Báo hiệu GHS	Nguy hiểm
Chỉ dẫn nguy hiểm GHS	H271, H302, H332, H411[5]
Chỉ dẫn phòng ngừa GHS	P220, P273[5]
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Kali bromat Kali iodat
Cation khác	Amoni chlorat Natri chlorat Bari chlorat
Hợp chất liên quan	Kali chloride Kali hypochlorit Kali chlorit Kali perchlorat
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Y kiểm chứng (cái gì YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Tính chất

1. Là chất rắn tan nhiều trong nước nóng, ít tan trong nước lạnh, không tan trong cồn tuyệt đối (≈ 100%)
2. Bị nhiệt phân:
   • Ở 400 ℃: 4KClO₃ → 3KClO₄ + KCl
   • Ở 500 ℃: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂↑, phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nếu như có xúc tác MnO₂, thường dùng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm.

Ứng dụng

Kali chlorat được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp: thuốc pháo, ngòi nổ, thuốc đầu diêm… và nông nghiệp: thuốc giúp nhãn ra hoa…

Điều chế

• Ở quy mô công nghiệp, kali clorat được tạo ra bằng phản ứng trao đổi muối của natri clorat và kali clorua:
• NaClO3 + KCl → KClO3 + NaCl
• Nó được điều chế bằng cách cho KOH tác dụng với khí chlor ở nhiệt độ trên 80 ℃:

6KOH + 3Cl₂ → KClO₃ + 5KCl + 3H₂O

• Ngoài ra kali chlorat còn được điều chế bằng cách điện phân dung dịch KCl 25% ở 70–75 ℃ , trong đó nguyên tố clo hình thành ở cực dương phản ứng với KOH tại chỗ. Độ hòa tan thấp của KClO3 trong nước làm cho muối dễ dàng tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng bằng cách kết tủa ra khỏi dung dịch.

2KCl + 2H₂O → 2KOH + H₂↑ + Cl₂↑

6KOH + 3Cl₂ → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

Sự an toàn

Kali chlorat nên được xử lý cẩn thận. Nó phản ứng mạnh mẽ và trong một số trường hợp tự bốc cháy hoặc phát nổ khi trộn với nhiều vật liệu dễ cháy. Nó cháy mạnh khi kết hợp với hầu hết mọi vật liệu dễ cháy, ngay cả những vật liệu thường chỉ bắt lửa nhẹ (kể cả bụi và xơ vải thông thường). Hỗn hợp kali clorat và nhiên liệu có thể bốc cháy khi tiếp xúc với axit sulfuric, do đó cần tránh xa thuốc thử này. Nên tránh sử dụng lưu huỳnh trong các chế phẩm pháo hoa có chứa kali clorat, vì những hỗn hợp này dễ bị cháy tự phát. Hầu hết lưu huỳnh đều chứa một lượng nhỏ axit chứa lưu huỳnh và chúng có thể gây cháy tự phát - "Hoa lưu huỳnh" hoặc "lưu huỳnh thăng hoa", mặc dù có độ tinh khiết tổng thể cao nhưng vẫn chứa một lượng đáng kể axit lưu huỳnh. Ngoài ra, hỗn hợp kali clorat với bất kỳ hợp chất nào có đặc tính kích thích đánh lửa (ví dụ: antimon(III) sulfua) rất nguy hiểm khi điều chế vì chúng cực kỳ nhạy cảm với sốc.

Tham khảo

1. Seidell, Atherton; Linke, William F. (1952). Google Books Solubilithies of Inorganic and Organic Compounds Kiểm tra giá trị |url= (trợ giúp). Van Nostrand. Truy cập ngày 29 tháng 5 năm 2014.
2. http://chemister.ru/Database/properties-en.php?dbid=1&id=331
3. Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. tr. A22. ISBN 0-618-94690-X.
4. http://chem.sis.nlm.nih.gov/chemidplus/rn/3811-04-9
5. Potassium chlorate

Đọc thêm

• Sách giáo khoa Hóa học 10 nâng cao, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.
• Hóa học vô cơ, tập hai, Hoàng Nhâm, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.