Asam perklorat

Asam perklorat
Asam perklorat; Hidroksidotrioksidoklorin	Asam perklorat; Hidroksidotrioksidoklorin
Nama
	Nama IUPAC (sistematis) asam klorat(VII)
	Nama lain Asam hiperklorat
Penanda
Nomor CAS	7601-90-3 ;
Model 3D (JSmol)	Gambar interaktif;
3DMet	{{{3DMet}}}
ChEBI	CHEBI:29221 ;
ChEMBL	ChEMBL1161634 ;
ChemSpider	22669 ;
Nomor EC
PubChem CID	24247;
Nomor RTECS	{{{value}}}
UNII	V561V90BG2 ;
Nomor UN	1873
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID8047004 ;
	InChI InChI=1S/ClHO4/c2-1(3,4)5/h(H,2,3,4,5) Key: VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/ClHO4/c2-1(3,4)5/h(H,2,3,4,5) Key: VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYAD;
	SMILES O[Cl+3]([O-])([O-])[O-];
Sifat
Rumus kimia	HClO4
Massa molar	100.46 g/mol
Penampilan	cairan tak berwarna
Bau	tak berbau
Densitas	1.768 g/cm3
Titik lebur	−17 °C (1 °F; 256 K) (azeotrop); −112 °C (anhidrat)
Titik didih	203 °C (397 °F; 476 K) (azeotrop)
Kelarutan dalam air	larut
Keasaman (pKa)	−15.2 (±2.0); ≈ −10
Basa konjugat	Perklorat
Bahaya
Lembar data keselamatan	ICSC 1006
Piktogram GHS
Keterangan bahaya GHS	{{{value}}}
Pernyataan bahaya GHS	H271, H290, H302, H314, H373
Langkah perlindungan GHS	P210, P280, P303+361+353, P304+340, P310, P305+351+338, P371, P380, P375
Titik nyala	Non-flammable
Senyawa terkait
Senyawa terkait	Asam klorida; Asam hipoklorit; Asam klorit; Asam klorat
	Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
	verifikasi (apa ini ?)
	Referensi

Asam perklorat adalah suatu asam mineral dengan rumus H Cl O₄. Senyawa ini biasa ditemukan sebagai suatu larutan tak berwarna, yang merupakan asam yang lebih kuat dari asam sulfat, asam nitrat dan asam klorida. Senyawa ini merupakan oksidator yang sangat kuat ketika panas, namun larutan berairnya hingga sekira 70% berat pada suhu kamar secara umum bersifat aman, dan hanya menunjukkan sifat keasamannya yang kuat dan tidak menunjukkan sifat pengoksidasinya. Asam perklorat digunakan untuk menyiapkan garam perklorat, terutama amonium perklorat, komponen penting dalam bahan bakar roket. Asam perklorat sangat korosif dan mudah membentuk campuran yang berpotensi menimbulkan ledakan.

Produksi

Asam perklorat diproduksi secara industri melalui dua rute. Metode tradisional memanfaatkan kelarutan air yang tinggi dari natrium perklorat (209 g/100 mL air pada suhu kamar). Perlakuan larutan tersebut dengan asam klorida menghasilkan asam perklorat, mengendapkan natrium klorida padat:

NaClO₄ + HCl → NaCl + HClO₄

Asam pekat dari senyawa ini dapat dimurnikan dengan distilasi. Rute alternatif, yang lebih langsung dan menghindari garam, memerlukan oksidasi anodik klorin berair pada elektroda platinum.^[5]^[6]

Penyiapan laboratorium

Perlakuan barium perklorat dengan asam sulfat mengendapkan barium sulfat, meninggalkan asam perklorat. Senyawa ini dapat pula dibuat dengan mencampurkan asam nitrat dengan amonium perklorat kemudian memanaskannya sambil menambahkan asam klorida. Reaksi ini menghasilkan dinitrogen monoksida dan asam perklorat karena reaksi bersamaan yang melibatkan ion amonium dan dapat dipekatkan dan dimurnikan secara signifikan dengan memanaskan sisa asam nitrat dan asam klorida.

Sifat

Asam perklorat anhidrat adalah cairan berminyak yang tidak stabil pada suhu kamar. Senyawa ini membentuk setidaknya lima hidrat, beberapa di antaranya telah dikarakterisasi secara kristalografis. Padatan ini terdiri dari anion perklorat yang dihubungkan melalui ikatan hidrogen pada pusat H₂O dan H₃O⁺^[7] Asam perklorat membentuk azeotrop dengan air, terdiri dari sekitar 72,5% asam perklorat. Bentuk asam ini stabil tanpa batas waktu dan tersedia secara komersial. Larutan tersebut bersifat higroskopis. Karenanya, jika dibiarkan terbuka ke udara, asam perklorat pekat mengencerkan dirinya sendiri dengan menyerap air dari udara.

Dehidrasi asam perklorat menghasilkan anhidrida diklorin heptoksida:^[8]

2 HClO₄ + P₄O₁₀ → Cl₂O₇ + H₂P₄O₁₁

Kegunaan

Asam perklorat terutama diproduksi sebagai prekursor amonium perklorat, yang digunakan dalam bahan bakar roket. Pertumbuhan peroketan telah menyebabkan peningkatan produksi asam perklorat. Beberapa juta kilogram senyawa ini diproduksi setiap tahun.^[5] Asam perklorat adalah salah satu bahan yang paling terbukti untuk etsa penampil kristal cair dan aplikasi elektronik penting serta ekstraksi bijih dan memiliki sifat unik dalam kimia analitik.^[9] Selain itu, senyawa ini adalah komponen yang berguna dalam etsa krom.^[10]

Sebagai asam

Asam perklorat, sebagai superasam, adalah salah satu asam Brønsted–Lowry yang paling kuat. Nilai pK_anya yang lebih rendah dari −9 menjadi bukti bahwa monohidratnya mengandung sejumlah ion hidronium dan dapat diisolasi sebagai padatan kristal yang stabil, dengan rumus [H₃O⁺][ClO–4].^[11] Perkiraan terbaru mengenai nilai pK_a pada larutan berairnya adalah −15,2±2,0.^[3] Senyawa ini memiliki keasaman yang kuat dengan interferensi minimal lantaran perklorat adalah nukleofil lemah (menjelaskan keasaman HClO₄). Asam lain dari anion tidak terkoordinasi, seperti asam fluoroborat dan asam heksafluorofosfat rentan terhadap hidrolisis, sedangkan asam perklorat tidak. Meskipun bahaya yang terkait dengan ledakan garamnya, asam ini sering lebih disukai dalam sintesis tertentu.^[12] Dengan alasan yang sama, senyawa ini berguna sebagai eluen dalam kromatografi pertukaran ion.

Senyawa ini juga digunakan untuk pemolesan elektro atau pengetsaan aluminium, molibdenum, dan logam-logam lainnya.

Keamanan

Mengingat sifat pengoksidasinya yang kuat, asam perklorat tunduk pada peraturan ekstensif.^[13] Senyawa ini sangat reaktif terhadap logam (misalnya, aluminium) dan bahan organik (kayu, plastik). Pekerjaan yang dilakukan dengan asam perklorat harus dilakukan di lemari asam dengan kemampuan pencucian untuk mencegah akumulasi pengoksidasi di saluran kerja.

Pada 20 Februari 1947, di Los Angeles, California, 17 orang tewas dan 150 terluka ketika bak mandi, yang terdiri dari lebih dari 1000 liter asam perklorat 75% dan volume 25% asetat anhidrida, meledak. Pabrik Electro-Plating O'Connor, 25 bangunan lain, dan 40 mobil musnah, dan 250 rumah di dekatnya rusak. Bak mandi digunakan untuk memoles-elektro furnitur aluminium. Selain itu, senyawa organik ditambahkan ke rendaman panas berlebih ketika rak besi diganti dengan yang dilapisi dengan selulosa asetobutirat (plastik Tenit-2). Beberapa menit kemudian bak mandi tersebut meledak.^[14]^[15]

Lihat pula

Referensi

^ Samuel Fomon. Medicine and the Allied Sciences. 1. hlm. 148.
^ Handling of Perchloric acid^{[pranala nonaktif permanen]} ameslab.gov
^ ^a ^b Trummal, A.; Lipping, L.; Kaljurand, I.; Koppel, I. A.; Leito, I. "Acidity of Strong Acids in Water and Dimethyl Sulfoxide" J. Phys. Chem. A. 2016, 120, 3663-3669. DOI:10.1021/acs.jpca.6b02253.
^ Safety data for concentrated perchloric acid, ca. 70% msds.chem.ox.ac.uk
^ ^a ^b Helmut Vogt, Jan Balej, John E. Bennett, Peter Wintzer, Saeed Akbar Sheikh, Patrizio Gallone "Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. DOI:10.1002/14356007.a06_483.
^ Müler, W.; Jönck, P. (1963). "Herstellung von Perchlorsäure durch anodische Oxydation von Chlor". Chemie Ingenieur Technik. 35 (2): 78. doi:10.1002/cite.330350203. ; German patent DE1031288B; US patent US2846383A.
^ Almlöf, Jan; Lundgren, Jan O.; Olovsson, Ivar "Hydrogen Bond Studies. XLV. Crystal structure of perchloric acid 2.5 hydrate" Acta Crystallographica Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry 1971, volume 27, pp. 898–904. DOI:10.1107/S0567740871003236.
^ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon (2001). Inorganic chemistry. Translated by Mary Eagleson, William Brewer. San Diego: Academic Press. hlm. 464. ISBN 0-12-352651-5.
^ "Perchloric Acid". GFS chemicals. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2015-01-31. Diakses tanggal 2014-01-14.
^ "Metal Etching". Thayer School of Engineering.
^ Kathleen Sellers; Katherine Weeks; William R. Alsop; Stephen R. Clough; Marilyn Hoyt; Barbara Pugh (2006). Perchlorate: environmental problems and solutions. CRC Press. hlm. 16. ISBN 0-8493-8081-2.
^ A. T. Balaban, C. D. Nenitzescu, K. Hafner and H. Kaiser (1973). "2,4,6-Trimethylpyrilium Perchlorate". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 1106.
^ Perchloric Acid, 60%, GR Material Safety Data Sheet Diarsipkan 2012-03-24 di Wayback Machine. Seton Resource Center.
^ R. C. Nester; G. F. Vander Voort (1992). Safety in the Metallographic Laboratory. ASTM Standardization News. hlm. 34.
^ "CALIFORNIA: The Amazing Brew". Time.com. 3 Maret 1947.