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10.4: Oxiácidos de Cloro

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    En la\(\PageIndex{1}\) tabla se enumeran los diversos oxiácidos del cloro. Las resistencias relativas aumentan con el número de átomos de oxígeno ya que cuanto más hay, mayor es el grado en que se puede deslocalizar la carga negativa sobre el anión resultante.

    Cuadro\(\PageIndex{1}\): Acidez relativa de oxiácidos de cloro.
    Oxiácido Fórmula pK a
    Hipocloroso HOCl 7.5
    Cloroso HClO 2 1.9
    Clórico HClO 3 -2
    Perclórico HClO 4 -10

    Ácido hipocloroso

    El ácido hipocloroso (HOCl) se puede hacer puro en la fase gaseosa, (10.4.1), mientras que las soluciones ácidas fuertes se pueden hacer a partir de Cl 2 O. En contraste, se obtienen soluciones acuosas diluidos con una suspensión de óxido de mercurio para eliminar el cloruro, (10.4.2).

    \[ \rm H_2O_{(g)} + Cl_2O_{(g)} \rightleftharpoons 2 HOCl_{(g)}\]

    \[ \rm 2 Cl_2 + 2 HgO_{(s)} + H_2O \rightarrow 2 HOCl + HgO \cdot HgCl_2 \downarrow \]

    Las soluciones del anión, OCl -, se obtienen por electrólisis de solución de salmuera; permitiendo que los productos se mezclen a baja temperatura, (10.4.3).

    \[ \rm Cl_2 + 2 OH^- \rightarrow ClO^- + Cl^- + H_2O\]

    El anión (hipoclorito) es un buen oxidante, (10.4.4) y (10.4.5), pero puede sufrir desproporción, (10.4.6); lentamente a 25 °C, pero rápido por encima de 80 °C.

    \[ \rm ClO^- + NH_3 \rightarrow NH_2Cl + OH^-\]

    \[ \rm ClO^- + 2 I^- + 2 H^+ \rightarrow I_2 + Cl^- + H_2O \]

    \[ \rm 3 ClO^- \rightarrow 2 Cl^- + ClO_3^-\]

    Ácido Cloroso

    El ácido cloroso (HocLo) se prepara mediante la reacción de ClO 2 con base, (10.4.7), seguido de la precipitación de la sal ClO 2 - con cloruro de bario, (10.4.8). La sal de bario se seca y luego se hace reaccionar con una cantidad calculada de H 2 SO 4, (10.4.9).

    \[ \rm 2 ClO_2 + 2 OH^- \rightarrow ClO_2^- + ClO_3^- + H_2O\]

    \[ \rm 2 ClO_2^- + BaCl_2 \rightarrow 2 Cl^- + Ba(ClO_2)_2 \downarrow\]

    \[ \rm Ba(ClO_2)_2 + H_2SO_4 \rightarrow Ba(SO_4) + 2 HClO_2\]

    El ácido puro es desconocido ya que es demasiado inestable, sin embargo, las sales se pueden preparar directamente, por ejemplo, (10.4.10).

    \[ \rm 2 ClO_2 + Na_2O_2 \rightarrow 2 NaClO_2 + O_2\]

    El anión (ClO 2 -) es estable en soluciones alcalinas pero en soluciones ácidas se produce la descomposición, (10.4.11).

    \[ \rm 5 HClO_2 \rightarrow 4 ClO_2 + Cl^- + H^+ + 2 H_2O\]

    Al igual que con el hipoclorito, el anión clorito es un oxidante fuerte, (10.4.12).

    \[ \rm ClO_2^- + 4 I^- + 4 H^+ \rightarrow 2 I_2 + 2 H_2O + Cl^-\]

    Ácido clórico

    El anión clórico (ClO 3 -) se elabora a partir de la reacción de gas cloro con álcali caliente (80 °C) o por la electrólisis de solución caliente de NaCl.

    \[ \rm 3 Cl_2 + 6 OH^- \rightarrow ClO_3^- + 5 Cl^- + 3 H_2O\]

    Para obtener una solución del ácido, se precipita ClO 3 - como la sal de bario, (10.4.14), la cual se retira, se seca y se suspende en agua y se trata con una cantidad calculada de H 2 SO 4, (10.4.15). El ácido libre no puede aislarse y se puede obtener una concentración máxima de solo 40% en agua.

    \[ \rm 2 ClO_3^- + BaCl_2 \rightarrow 2 Cl^- + Ba(ClO_3)_2 \downarrow\]

    \[ \rm Ba(ClO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow Ba(SO_4) + 2 HClO_3\]

    El anión ClO 3 es piramidal tanto en sales sólidas como en solución, y se conocen muchas sales; sin embargo, las que tienen cationes orgánicos son explosivas. El anión es un agente oxidante fuerte, (10.4.16) y (10.4.17), y se desproporciona lentamente en solución, (10.4.18).

    \[ \rm ClO_3^- + 6 I^- + 6 H^+ \rightarrow 3 I_2 + 3 H_2O + Cl^-\]

    \[ \rm ClO_3^- + 3 NO_2^- \rightarrow 3 No_3^- + Cl^-\]

    \[ \rm 4 ClO_3^- \rightarrow 3 ClO_4^- + Cl^-\]

    Ácido perclórico

    El anión perclorato (ClO 4 -) se obtiene mejor por oxidación electrolítica del clorato en solución acuosa, (10.4.19). La destilación fraccionada puede concentrar la solución al 72.5% que es una mezcla de ebullición constante. Esta concentración es moderadamente segura de usar, sin embargo, se puede obtener ácido perclórico al 100% por deshidratación con H 2 SO 4.

    \[ \rm ClO_3^- + H_2O \rightarrow ClO_4^- + 2 H^+ + 2 e^-\]

    ADVERTENCIA

    El ácido perclórico es un líquido muy peligroso que explotará si hay rastros de iones metálicos presentes. También es un agente oxidante muy fuerte que convertirá los compuestos orgánicos en CO 2 y H 2 O.

    El ácido perclórico es un ácido muy fuerte que está completamente ionizado en solución acuosa, de tal manera que se puede aislar la sal [H 3 O] [ClO 4]. Se conocen muchas otras sales de perclorato, pero las que tienen cationes orgánicos son explosivas. Las sales de perclorato de metales a menudo se utilizan cuando se estudia la formación de complejos en solución acuosa, debido a que ClO 4 - es un ligando muy débil (PF 6 - es mejor) y es poco probable que forme complejos por sí mismo. Sin embargo, el perclorato se compleja con +3 y +4 cationes.


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