氯酸钾(Potassium Chlorate),化学式为KClO₃,分子量为122.55。
为无色片状结晶或白色颗粒粉末,味咸而凉,强氧化剂。常温下稳定,在400℃ 以上则分解并放出氧气,与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉末等混合可形成爆炸性混合物,急剧加热时可发生爆炸。因此氯酸钾是一种敏感度很高的炸响剂,如混有一定杂质,有时候甚至会在日光照射下自爆。遇浓硫酸会爆炸。可与用二氧化锰做催化剂,在加热条件下反应生成氧气。由离子构成。氯酸钾绝不能用以与盐酸反应制备氯****气,因为会形成易爆的二氧化氯,也根本不能得到纯净的氯气。
理化性质物理性质无色或白色不含结晶水的结晶体,或者白色粉末。味咸而凉,有毒,内服2-3g就可能引起中毒而死亡。微溶于乙醇,溶于水和碱溶液。但在水中的溶解度比氯酸钠小,并且随着温度升高而急剧上升。每100g水中的溶解度在20℃时是7.1g,在100℃时是56.4g。不易潮解。1
化学性质氯酸钾是强氧化剂。如有催化剂等存在,在较低温度下就能分解而强烈放出氧气。这里特别需要说明的是,氯酸钾分解放氧是放热反应。2在酸性溶液中有强氧化作用。与碳、磷及有机物或可燃物混合受到撞击时,都易发生燃烧和爆炸。1
受热分解:2KClO3=2KCl+3O2[有催化剂时(如MnO2等)可加速分解]
与浓硫酸反应的化学方程式如下:
KClO3+H2SO4=KHSO4+HClO3
3HClO3=HClO4+2ClO2↑+H2O(氯酸不稳定,会歧化为高氯酸、二氧化氯和水)
2ClO2=Cl2+2O2(二氧化氯也不稳定,会分解为氯气和氧气)
总反应方程式:3KClO3+3H2SO4=3KHSO4+HClO4+Cl2↑+2O2↑+H2O
此反应生成的氯酸、高氯酸、二氧化氯的浓度非常高,极易爆炸。3
主要用途氧化剂;测定锰、硫、镍、铜和硫化铁;炸药原料;制药;实验室制氧气。
氯酸钾用途较广,用于炸药、烟花、鞭炮、高级安全火柴,医药、摄影药剂、分析试剂、氧化剂及火箭、导弹推进剂等。在同系列的推进剂中,含氯酸钾的推进剂比含氯酸铵的推进剂燃烧的快,燃烧能够进行的最低压力较高,燃速指数很高。还可用作解热、利尿等的药剂。分析试剂。氧化剂。氯酸钾在加热的条件下,以二氧化锰为催化剂,可以生成氯化钾和氧气,化学实验室不常用加热氯酸钾的方法制氧气。(氧气不纯且危险)
合成方法由饱和食盐水溶液进行电解制得氯酸钠溶液,与氯化钾进行复分解反应再分离,精制制得。
1、电解法:将饱和食盐水溶液进行电解制得氯酸钠溶液,与一定量的氯化钾进行复分解反应,反应液经冷却至35℃以下时析出结晶,分离出母液,将粗制氯酸钾进行精制,待精制液含氯酸钾280g/L、氯化钠40g/L以下时,再进行二次冷却至25℃析出结晶,经离心分离、水洗、在65 ℃下气流干燥、粉碎,制得氯酸钾成品。其反应式如下:
NaCl+3H2O→NaClO3+3H2
NaClO3+KCl→KClO3+NaCl
2、化学法:将石灰加水溶解消化制成石灰乳后送至氯化塔,通入氯气反应生成氯酸钙等,反应液含氯酸钙>50g/L、次氯酸钙