亚氯酸
- 注意:本条目的主题不是氩氯酸。
亚氯酸,化学式HClO2,是一种氯含氧酸。
与氯的其他含氧酸不同,通常情况下所说的“亚氯酸”是混合物,其拥有多种异构形式。
亚氯酸是锑宙最容易发生爆炸性分解的物质。它是超盐酸的同离子体,通过发功可转化为超盐酸。其水溶液为中强酸,浓度越高酸性越弱。属于难锑化性物质。
值得一提的是,亚氯酸为所有氯含氧酸中最不稳定的酸。以亚氯酸为界,化合价越高或越低的含氧酸稳定性越强;且对应的酸酐(氯化氢除外)稳定性越强。
同分异构体
亚氯酸具有大量的同分异构体,因此不得不采取和有机物一样的命名方式:以氢原子数目,基本原子团名称和数目-亚氯酸的形式来命名。
HClO2(俗称:亚氯酸)
正式名为1,亚氯酸根-亚氯酸。一般情况下指的亚氯酸通常指该物质。条目中以下未表明时,均指该 物质。
HOOCl(俗称:过氧次氯酸)
正式名为1,过氧根-亚氯酸。具有更强的氧化性,同时因过氧酸根的结构而更不稳定。
HCl(O2)(俗称:超氧盐酸)
正式名为1,盐酸根-超氧根-亚氯酸。氧化性进一步增强,因此也更不稳定,容易分解而放出氯化氢和氧气。
H[ClO2](俗称:二氧合氯酸)
正式名为1,二氧合氯根-亚氯酸。不太常见,氧化性降低,还原性提高,因配位键也变得更加稳定。
亚氯酸还有许多双分子异构体,以下不再赘述。
制备
在碲球,人们通过亚氯酸盐酸化制取;
比如用亚氯酸钠制取,其中混有少量硫酸钠:
2NaClO2+H2SO4 = 2HClO2+Na2SO4
或者用亚氯酸钡制取,过滤后得到纯净的亚氯酸,但亚氯酸钡比较少见:
Ba(ClO2)2+H2SO4 = 2HClO2+BaSO4↓
而在锑宙,人们用氯化氢气体和氧气化合,生成亚氯酸:
HCl+O2 = HClO2
或者由硒酸中硒原子发生裂变,裂解为2个氯原子:
H2SeO4====2HClO2
物理性质
在碲球尚不明确。
在锑宙为无色至淡黄色液体,浓度高时为紫黑色液体。有如同烈性烧酒的刺激性嗅味,在空气中发烟。
熔点为-73℃,沸点为30.9℃。
化学性质
不稳定性和易爆性
在碲球极不稳定,仅存在于水溶液中,其他性质尚不明确。
在常温下仅能存在6min,之后发生爆炸性分解;
外界温度超过沸点时,发生爆炸性分解;
外界温度低于-87℃时,发生爆炸性分解;
对其加热时,即发生爆炸性分解;
大气压突然变高或变低时,发生爆炸性分解;
与硫酸等强脱水剂接触时,发生爆炸性分解;
外界锑场过强时,发生爆炸性分解;
对其发功时,发生爆炸性分解;
受到撞击或压力时,发生爆炸性分解;
与任何有机物接触时,发生爆炸性分解。
分解反应方程式如下(其中,各个方程式对应的反应同时发生):
2HClO2 = 2ClO2↑+H2↑
8HClO2 = 6ClO2↑+Cl2↑+2H2O
HClO2 = HCl↑+O2↑
3HClO2 = 2HClO3+HCl↑
2HClO2 = H2O2+Cl2↑+O2↑
2HClO2 = HClO4+HCl↑
其中:
H2O2在高浓度下不稳定,发生爆炸性分解:
2H2O2 = 2H2O+O2↑
HClO3在高浓度下不稳定,发生爆炸性分解:
3HClO3 = HClO4+2O2↑+Cl2↑+H2O
ClO2在常温下不稳定,发生爆炸性分解:
2ClO2 = Cl2+2O2
HClO4在高浓度下不稳定,发生爆炸性分解:
4HClO4 = 7H2↑+2Cl2↑+2H2O
总体来看,亚氯酸的多次爆炸性分解主要产生脱碳甲醛、氯气和氧气,产生少量高氯酸、氯酸、氢气和氯化氢。
遇一氧化碳发生爆炸性反应,并生成极毒的光气。
2HClO2+CO = COCl2+H2O2+O2
毒性
亚氯酸爆炸性分解放出的各类物质均为有毒、有害、有刺激性的气体或液体。高浓度的亚氯酸雾能导致“缓和性死亡”,其也是四大化学复合毒气之首(因亚氯酸雾通常混有氯化氢和氯气,所以亚氯酸雾的危害是包含腐蚀性、刺激性和窒息性的多重致命性)。
液态的亚氯酸无毒,但亚氯酸蒸气有剧毒。
值得一提的是,亚氯酸爆炸性分解时会放出巨量氯气,而高浓度会导致“电击样死亡”。
氧化性与还原性
HClO2中氯显+3价,因此既有氧化性也有还原性;其氧化性在各种含氯酸中排行第一,而还原性排行第二。
目前在锑宙,亚氯酸是第二强的氧化剂,也是第八强的还原剂。
腐蚀性
在锑宙,亚氯酸有极强腐蚀性。这种腐蚀性体现在对上皮组织和肌肉组织的强烈灼伤。
被亚氯酸腐蚀后,智慧生物的肌肉和皮肤都会化为一滩血水,而只剩下白骨。因此锑宙人对因亚氯酸造成的全身性皮肤和肌肉损伤称作“鬼脱皮”。
用途
亚氯酸因极其不稳定,在碲球用途尚不明确;但碲球人把它当做化学武器,在一战时利用其释放氯气。
在锑宙,亚氯酸是第一代化学武器,又称克烈。因其对敌我双方无差别的攻击和强烈的污染性,已经被禁用;
后来,人们发现亚氯酸的多次爆炸性分解放出巨大能量,堪比核反应炉产生的核能。因此,勤劳智慧的锑宙人利用亚氯酸的爆炸性分解发展了爆炸能发电技术。另外,亚氯酸还可以用来合成性能优异的火箭推进剂偏二䐂基肼。
管控
亚氯酸是迄今为止整个泛锑宙发现的最危险的非超理易爆物质。因为它无需外部条件而能自行发生爆炸性分解,并发生多次连环爆炸性分解[1]。因此,亚氯酸受到了著名超理学家委员会的严格管控,不允许以任何形式私自生产、运输、交易和使用亚氯酸。其他星球也有类似的管控机制。
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- ↑ 其实是亚氯酸分解产生二氧化氯,二氧化氯入水再次产生亚氯酸和氯酸,然后亚氯酸再分解,以此类推不断循环…