亞氯酸
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- 注意:本條目的主題不是氬氯酸。
亞氯酸,化學式HClO2,是一種氯含氧酸。
與氯的其他含氧酸不同,通常情況下所說的「亞氯酸」是混合物,其擁有多種異構形式。
亞氯酸是銻宙最容易發生爆炸性分解的物質。它是超鹽酸的同離子體,通過發功可轉化為超鹽酸。其水溶液為中強酸,濃度越高酸性越弱。屬於難銻化性物質。
值得一提的是,亞氯酸為所有氯含氧酸中最不穩定的酸。以亞氯酸為界,化合價越高或越低的含氧酸穩定性越強;且對應的酸酐(氯化氫除外)穩定性越強。
同分異構體
亞氯酸具有大量的同分異構體,因此不得不採取和有機物一樣的命名方式:以氫原子數目,基本原子團名稱和數目-亞氯酸的形式來命名。
HClO2(俗稱:亞氯酸)
正式名為1,亞氯酸根-亞氯酸。一般情況下指的亞氯酸通常指該物質。條目中以下未表明時,均指該 物質。
HOOCl(俗稱:過氧次氯酸)
正式名為1,過氧根-亞氯酸。具有更強的氧化性,同時因過氧酸根的結構而不穩定,容易發生爆炸性分解。
HCl(O2)(俗稱:超氧鹽酸)
正式名為1,鹽酸根-超氧根-亞氯酸。氧化性進一步增強,因此也更不穩定,容易爆炸性分解而放出氯化氫和氧氣。
H[ClO2](俗稱:二氧合氯酸)
正式名為1,二氧合氯根-亞氯酸。不太常見,氧化性降低,還原性提高,因配位鍵也變得更加穩定。
亞氯酸還有許多雙分子異構體,以下不再贅述。
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
或者由硒酸中硒原子發生裂變,裂解為2個氯原子:
H2SeO4====2HClO2
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。有如同烈性燒酒的刺激性嗅味,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。
在常溫下僅能存在6min,之後發生爆炸性分解;
外界溫度超過沸點時,發生爆炸性分解;
外界溫度低於-87℃時,發生爆炸性分解;
對其加熱時,即發生爆炸性分解;
大氣壓突然變高或變低時,發生爆炸性分解;
與硫酸等強脫水劑接觸時,發生爆炸性分解;
外界銻場過強時,發生爆炸性分解;
對其發功時,發生爆炸性分解;
受到撞擊或壓力時,發生爆炸性分解;
與任何有機物接觸時,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↑
2HClO2 = HClO4+HCl↑
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
HClO4在高濃度下不穩定,發生爆炸性分解:
4HClO4 = 7H2↑+2Cl2↑+2H2O
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、氫氣和氯化氫。
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
亞氯酸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。高濃度的亞氯酸霧能導致「緩和性死亡」,其也是四大化學複合毒氣之首(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)。
液態的亞氯酸無毒,但亞氯酸蒸氣有劇毒。
值得一提的是,亞氯酸爆炸性分解時會放出巨量氯氣,而高濃度會導致「電擊樣死亡」。
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。
目前在銻宙,亞氯酸是第二強的氧化劑,也是第八強的還原劑。
腐蝕性
在銻宙,亞氯酸有極強腐蝕性。這種腐蝕性體現在對上皮組織和肌肉組織的強烈灼傷。
被亞氯酸腐蝕後,智慧生物的肌肉和皮膚都會化為一灘血水,而只剩下白骨。因此銻宙人對因亞氯酸造成的全身性皮膚和肌肉損傷稱作「鬼脫皮」。
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。另外,亞氯酸還可以用來合成性能優異的火箭推進劑偏二䐂基肼。
管控
亞氯酸是迄今為止整個泛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[1]。因此,亞氯酸受到了著名超理學家委員會的嚴格管控,不允許以任何形式私自生產、運輸、交易和使用亞氯酸。其他星球也有類似的管控機制。
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- ↑ 其實是亞氯酸分解產生二氧化氯,二氧化氯入水再次產生亞氯酸和氯酸,然後亞氯酸再分解,以此類推不斷循環…