Хлорат натрію

Триоксохлорат натрію
Інші назви	Натрій хлорат(V), Натрій хлорнуватокислий, Sodium chlorate (англ.)
Ідентифікатори
Номер CAS	7775-09-9
PubChem	516902
Номер EINECS	231-887-4
KEGG	C18765
ChEBI	65242
RTECS	FO0525000
SMILES	O=Cl(=O)[O-].[Na+]
InChI	InChI=1S/ClHO3.Na/c2-1(3)4;/h(H,2,3,4);/q;+1/p-1
Властивості
Молекулярна формула	NaClO3
Молярна маса	106.441 г/моль
Зовнішній вигляд	Білий кристалічний порошок
Густина	2.5 г/см^3
Тпл	248 °C
Ткип	розкладається вище 300 °C
Розчинність (вода)	79.6 г/100 мл (0 °C) 95.9 г/100 мл (20 °C) 100.1 г/100 мл: (25 °C) 115 г/100 мл (40 °C) 137 г/100 мл (60 °C) 167 г/100 мл (80 °C) 204 г/100 мл (100 °C) [1]
Розчинність	розчинний у етилендіаміні^[ru] (58.2 г/100 г (25 °C)) у диметилформаміді (23.4 г/100 г (25 °C)), моноетаноламіні (19.7 г/100 г (25 °C)),[2] в ацетоні (51 г/100 г (25 °C)), у гліцерині (20 г/100 г (15.5 °C)), у метанолі (51.35 г/100 г (25 °C)), в етанолі (14.7 г/100 г (25 °C)) [3]
Показник заломлення (nD)	1.515
Структура
Кристалічна структура	кубічна. При швидкому охолодженні розплаву можлива кристалізація у метастабільній моноклінній фазі [2]
Термохімія
Ст. ентальпія утворення ΔfH^o 298	−357.73 кДж·моль^−1
Ст. ентропія S^o 298	126.36 Дж·моль^−1•K^−1
Небезпеки
ГДК (Україна)	20 мг/л (у воді водойм)
ЛД50	1200 мг/кг (пацюки, перорально) 700 мг/кг (собаки, внутрішньошлунково) 6100 мг/кг (морські свинки, внутрішньошлунково) 3600 мг/кг (миші, внутрішньошлунково)
Температура спалаху	відсутня
Небезпеки
ГДК (Україна)	5 мг/м³ (у повітрі робочої зони)
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Хлора́т на́трію — NaClO₃, сіль, що утворена залишком гідроксиду натрію NaOH і триоксохлоратної кислоти HClO₃.

Фізичні властивості

Безбарвні кристали кубічної сингонії, добре розчинні у воді, гігроскопічні. Хлорат натрію розпливається при контакті з вологим повітрям. З водою утворює кріогідрат, що містить 39,7 % мас. хлорату натрію і кристалізується при -17,8 °C.

Одержання

Одержують хлорат натрію електролізом водного розчину натрій хлориду у електролізерах без діафрагми з інтенсивним перемішуванням.

На катоді: 2H₂O + 2e^- = H₂ + 2OH^-

На аноді: 2Cl^- — 2e^- = Cl₂

В розчині: 1) Cl₂ + 2OH^- = ClO^- + Cl^- + H₂O

2) 3ClO^- = ClO^-
₃ + 2Cl^-

В сучасних електролізерах для одержання хлорату натрію застосовуються аноди (з TiO₂, облицьованого благородними металами) і катоди (з м'якої сталі), що розташовані на відстані 3 мм один від одного і пропускають електричний струм густиною до 2700 А/м². Електроди занурені в розчин хлориду натрію концентрацією 80–100 г/л, нагрітий до 60–80 °C. За описаних вище умов, вихід хлорату натрію становить близько 93 % від теоретично можливого, і на виробництво 1т продукту витрачається 565 кг хлориду натрію і 4535 кВт електроенергії. Попутно у даному процесі одержують також газоподібний водень.^[4]

Також NaClO₃ одержують при пропусканні газуватого хлору у нагріті до 70–80 °C розчини гідроксиду натрію, карбонату натрію або гідрокарбонату натрію:

6NaOH + 3Cl₂ = NaClO₃ + 5NaCl + 3H₂O

3Na₂CO₃ + 3Cl₂ = 5NaCl + NaClO₃ + 3CO₂

6NaHCO₃ + 3Cl₂ = 5NaCl + NaClO₃ + 6CO₂ + 3H₂O

Світове виробництво хлорату натрію становило близько 600 000 т/рік (1975 рік), а у 1989–1991 рр. становило уже понад 2 млн т/рік.

Хімічні властивості

При нагріванні до 390–520 °C розкладається за приблизним рівнянням:

5NaClO₃ = 2NaCl + 3NaClO₄ + 1,5O₂ + 183 кДж

У присутності каталізаторів (MnO₂, Co₃O₄) температура розкладу знижується до 200–400 °C, а у суміші продуктів зменшується частка перхлорату натрію NaClO₄. В сухому стані, як і усі інші хлорати, хлорат натрію проявляє властивості сильного окисника — вибухає від удару або тертя у присутності відновників (фосфору, сірки, органічних речовин).

10NaClO₃ + 12P(червоний) → 10NaCl + 3P₄O₁₀

NaClO₃ + Fe → NaCl + FeO + O₂ (дана реакція лежить в основі застосування «кисневих свічок»)^[5]

У розчинах помітно проявляє окисні властивості у кислому середовищі і реагує з багатьма відновниками:

3NO^-
₂ + ClO^-
₃ → 3NO^-
₃ + Cl^-

6Fe²⁺ + ClO^-
₃ + 6H⁺ → 6Fe³⁺ + Cl^– + 3H₂O

2Cl^– + 2ClO^-
₃ + 4H⁺ → Cl₂ + 2ClO₂ + 2H₂O^[2]

Застосування

Хлорат натрію застосовується:

1. для виробництва діоксиду хлору(IV), який використовується для відбілювання паперової маси і тканин, знезараження води тощо.
2. для одержання перхлорату натрію електрохімічним шляхом.
3. як один з компонентів піротехнічних сумішей, хоча гігроскопічність хлорату натрію негативно впливає на їх якість.
4. як джерело кисню (наприклад, у так званих «кисневих свічках»).
5. для одержання інших хлоратів, зокрема бертолетової солі.
6. у виробництві гербіцидів, дефоліантів для бавовни і засобів для сушіння соєвих бобів.^[4]
7. як засіб знищення бур'янів (наприклад, на залізничному полотні).^[6]

Примітки

1. Solubility table^[en]
2. Химическая энциклопедия: В 5 т. / Редкол.: И.Л.Кнунянц (гл. ред.) и др. – М. : Большая Рос. энцикл., 1998. – Т. 2. – 642 с.
3. База данных физико-химических свойств и синтезов веществ
4. Гринвуд Н. Химия элементов: в 2 томах / Н. Гринвуд, А. Эрншо; пер. с англ. В. А. Михайлова [и др.]. — Москва: Бином. Лаб. знаний, 2008. — Т. 2. — 2008. — 670 с. — ISBN ISBN 978-5-94774-374-6
5. Химическая энциклопедия. Кислород
6. Некрасов, Б. В. Основы общей химии / Б. В. Некрасов. — 3-е изд., испр. и доп. — М. : Химия. Т. 1. — 1973. — 656 с.

Посилання

• Химическая энциклопедия. Кислород [1]
• База данных физико-химических свойств и синтезов веществ [2]
• Solubility table Solubility table^[en] (англ.)

Джерела

• Барков С. А. Галогены и подгруппа марганца. Элементы VII группы периодической системы Д. И. Менделеева: пособие для учащихся / С. А. Барков. — М. : Просвещение, 1976. — 112 с. (рос.)
• Гринвуд Н. Химия элементов: в 2 томах / Н. Гринвуд, А. Эрншо; пер. с англ. В. А. Михайлова [и др.]. — Москва: Бином. Лаб. знаний, 2008. — Т. 2. — 2008. — 670 с. — ISBN ISBN 978-5-94774-374-6 (рос.)
• Некрасов, Б. В. Основы общей химии / Б. В. Некрасов. — 3-е изд., испр. и доп. — М. : Химия. Т. 1. — 1973. — 656 с. (рос.)
• Реми Г. Курс неорганической химии. Том 1. — М.: Издательство иностранной литературы, 1963.- 921 с. (рос.)
• Химия: большой энцикл. словарь / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — 2-е изд. — М. : Большая Рос. энцикл., 1998. — 792 с. (рос.)
• Химическая энциклопедия: В 5 т. / Редкол.: И. Л. Кнунянц (гл. ред.) и др. — М. : Большая Рос. энцикл., 1998. — Т. 2. — 642 с. (рос.)