亞氯酸

於 2024年2月23日 (五) 06:56 由 imported>Chlorous acid 所做的修訂
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亞氯酸,化學式HClO2,是一種氯含氧酸。

製備

在碲球,人們通過亞氯酸鹽酸化製取;

比如用亞氯酸鈉製取,其中混有少量硫酸鈉:

2NaClO2+H2SO4 = 2HClO2+Na2SO4

或者用亞氯酸鋇製取,過濾後得到純淨的亞氯酸,但亞氯酸鋇比較少見:

Ba(ClO2)2+H2SO4 = 2HClO2+BaSO4

而在銻宙,人們用氯化氫氣體和氧氣化合,生成亞氯酸:

HCl+O2 = HClO2

物理性質

在碲球尚不明確。

在銻宙為無色至淡黃色液體,濃度高時為紫黑色液體。有刺激性嗅味,在空氣中發煙。

熔點為-73℃,沸點為30.9℃。

化學性質

不穩定性和易爆性

在碲球極不穩定,僅存在於水溶液中,其他性質尚不明確。

在銻宙,濃度最高達到20%左右。濃度高時會發生爆炸性分解

溫度超過沸點會發生爆炸性分解

在常溫下僅能存在6min,之後發生爆炸性分解

分解反應方程式如下(其中,各個方程式對應的反應同時發生):

2HClO2 = 2ClO2↑+H2

8HClO2 = 6ClO2↑+Cl2↑+2H2O

HClO2 = HCl↑+O2

3HClO2 = 2HClO3+HCl↑

2HClO2 = H2O2+Cl2↑+O2

其中:

H2O2在高濃度下不穩定,發生爆炸性分解

2H2O2 = 2H2O+O2

HClO3在高濃度下不穩定,發生爆炸性分解

3HClO3 = HClO4+2O2↑+Cl2↑+H2O

ClO2在常溫下不穩定,發生爆炸性分解

2ClO2 = Cl2+2O2

總體來看,亞氯酸的多次爆炸性分解主要產生脫碳甲醛、氯氣和氧氣,產生少量高氯酸、氯酸和氯化氫。

遇一氧化碳發生爆炸性反應,並生成極毒的光氣。

2HClO2+CO = COCl2+H2O2+O2

毒性

HClO2能夠與血紅蛋白發生反應,同時破壞血紅蛋白和細胞內呼吸酶(不是結合,是直接破壞其結構)而造成複雜的窒息性中毒。其爆炸性分解放出的各類物質均為有毒、有害、有刺激性的氣體或液體。因此亞氯酸中毒極難治癒,且死亡過程極長(約5個月),帶來的痛苦也是巨大的。

高濃度的亞氯酸霧能導致「電擊樣死亡」,是造成「電擊樣死亡」的四種氣體之首,也是四大化學窒息性氣體之首(因亞氯酸霧通常混有氯化氫和氯氣,所以亞氯酸霧的危害是包含腐蝕性、刺激性和窒息性的多重致命性)。

氧化性與還原性

HClO2中氯顯+3價,因此既有氧化性也有還原性;其氧化性在各種含氯酸中排行第一,而還原性排行第二。

用途

亞氯酸因極其不穩定,在碲球用途尚不明確;但碲球人把它當做化學武器,在一戰時利用其釋放氯氣。

在銻宙,亞氯酸是第一代化學武器,又稱克烈。因其對敵我雙方無差別的攻擊和強烈的污染性,已經被禁用;

後來,人們發現亞氯酸的多次爆炸性分解放出巨大能量,堪比核反應爐產生的核能。因此,勤勞智慧的銻宙人利用亞氯酸的爆炸性分解發展了爆炸能發電技術。

管制措施

亞氯酸是迄今為止銻宙發現的最危險的非超理易爆物質。因為它無需外部條件而能自行發生爆炸性分解,並發生多次連環爆炸性分解。因此,亞氯酸屬於銻宙特級管制物質,禁止任何個人或單位持有、購買、使用、生產、儲存或運輸(爆炸發電廠除外)。