Question

Как из гипохлорита калия получить хлорат калия?

Answer 1

Физико-химические основыОбычно хлорированию подвергают известковое молоко с кон­центрацией 130—140 г/л СаО. Реакция идет до полного исчезнове­Ния свободной извести по уравнению:2Са(ОН)2 + 2С12 = Са(С10)2 + СаС12 + 2Н20 + 52,6 ккалПри дальнейшем хлорировании образующаяся при гидролизе Хлора хлорноватистая кислота окисляет гипохлорит кальция в хло­рат:Са(С10)8 + 4НСЮ = Са(С103)2 + 4НС1Образующаяся соляная кислота также реагирует с гипохлори - том, превращая его в хлорид кальция и выделяя малодиссоцииро - ванные молекулы НСЮ:2Са(С10)2 + 4НС1 - 2СаС12 + 4НС10Хлорноватистая кислота окисляет новое количество Са(СЮ)2 и т. д. до тех пор, пока весь гипохлорит не перейдет в хлорат. Та­ким образом, хлорноватистая кислота является лишь катализато­ром — переносчиком кислорода.Суммарная реакция второй стадии процесса выражается урав­нением:ЗСа(С10)2 = Са(С103)2 +2СаС12 +36,7 ккалОбщим уравнением процесса образования хлората при хлори­ровании известкового молока является:6Са(ОН)2 + 6С12 = Са(С103)2 + 5СаС12 + 6Н20 + 194,5 ккалИз этого уравнения видно, что при хлорировании лишь 7в часть щелочи превращается в хлорат, а 5/б. переходят в хлорид. Этим объясняется невыгодность прямого получения хлората калия хло­рированием едкого кали по реакции6КОН + ЗС12 = КС103 + 5КС1 + ЗН20Так как при этом ~83% ценной щелочи КОН, получаемой электро­лизом КС1 с большой затратой энергии, вновь превращаются в КС1. При хлорировании же известкового молока с последующим обмен­ным разложением Са(С10з)2 и КС1 расходуется значительно менее ценная щелочь — Са(ОН)2.Основным фактором, обусловливающим образование хлората из гипохлорита с наибольшей скоростью, является нейтральность среды. В отличие от прежних взглядов, согласно которым стреми­лись создать кислую среду, последующими исследованиями устано­влено 20)>202, что максимальная скорость образования хлората на­блюдается при рН раствора 7—7,4. Окислителем в этом процессе может быть как НСЮ, так и СЮ", и образование хлората можно выразить следующими реакциями:2НС10 + СЮ" = ClOg + 2Н+ + 2СГ - 2С1СГ + НСЮ = CIO3 + Н+ + 2СГЧем выше температура, тем быстрее идет окисление гипохло­рита хлорноватистой кислотой. Однако повышение температуры приводит не только к ускорению образования хлората, но вызывает частичное разложение гипохлорита с потерей кислорода. Опти­мальной температурой хлорирования считается 75—80 , при кото­рой потеря кислорода невелика. Для хлорирования может приме­няться хлор любой концентрации.На рис. 442 изображена клинографическая проекция на гори­зонтальную плоскость диаграммы растворимости в системе 2°з Са(СЮ8)2 + 2КС1 = 2КСЮ3 + СаС12 при 0°. Поле кристаллизации хлората калия занимает почти всю диаграмму, и его окаймляют узкие поля остальных солей. Стабильной является пара КСЮ3 + + СаСЬ, так как линия соприкосновения их полей пересекает сре­динную линию АОС. Поля Са(С103)2-2Н20 и КС1 не соприка­саются, и эти соли не могут находиться совместно в твердой фазе.СаСЬ