حمض البيركلوريك

حمض البيركلوريك هو حمض معدني صيغته الكيميائية HClO₄ . _وهو حمض أكسجيني للكلور . يوجد عادةً على شكل محلول مائي ، وهو مركب عديم اللون ، ويُعدّ حمضًا أقوى من حمض الكبريتيك وحمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك . يُعتبر مؤكسدًا قويًا عند تسخينه، ولكن محاله المائية التي تصل إلى تركيز 70% تقريبًا من وزنه عند درجة حرارة الغرفة آمنة عمومًا، إذ تُظهر فقط خصائص حمضية قوية دون أي خصائص مؤكسدة. يُستخدم حمض البيركلوريك في تحضير أملاح البيركلورات ، وخاصة بيركلورات الأمونيوم ، وهو مُكوّن هام في وقود الصواريخ . حمض البيركلوريك مادة أكالة خطيرة ، ويُشكّل بسهولة مخاليط قابلة للانفجار . ^{[ 5 ]}

تمّ تصنيع حمض البيركلوريك لأول مرة (مع بيركلورات البوتاسيوم ) على يد الكيميائي النمساوي فريدريك فون ستاديون ، وأُطلق عليه اسم " حمض الكلوريك المؤكسج " في منتصف العقد الثاني من القرن التاسع عشر. وقد أدخل الصيدلي الفرنسي جورج سيمون سيرولاس التسمية الحديثة بالتزامن مع اكتشافه أحادي هيدرات حمض البيركلوريك الصلب، الذي ظنّه خطأً أنه أنهيدريد . [ ^{6 ] أنتج} بيرزيليوس حمض البيركلوريك المخفف عن طريق التحليل الكهربائي لحمض الكلوريك . وفي أواخر القرن التاسع عشر، قام باحثون ألمان وسويديون بتسويق عملية التحليل الكهربائي. ^{[ 3 ]}

يُنتج حمض البيركلوريك المائي صناعيًا بطريقتين. تعتمد الطريقة التقليدية على الذوبانية العالية لبيركلورات الصوديوم في الماء (209 غ/100 مل من الماء عند درجة حرارة الغرفة). معالجة هذه المحاليل بحمض الهيدروكلوريك ينتج عنها حمض البيركلوريك، مع ترسب كلوريد الصوديوم الصلب.

كلوريد الصوديوم ₄ + حمض الهيدروكلوريك → كلوريد الصوديوم + حمض الهيدروكلوريك ₄

يمكن تنقية الحمض المركز بالتقطير . أما الطريقة البديلة، وهي أكثر مباشرة وتتجنب استخدام الأملاح، فتتضمن الأكسدة الأنودية للكلور المائي عند قطب بلاتيني. ^{[ 3 ] [ 7 ]}

في المختبرات، يُمكن تقطير بيركلورات الأمونيوم من محلول بيركلورات البوتاسيوم في حمض الكبريتيك لإجراء عمليات التخليق على نطاق صغير. ^{[ 8 ]} كما يُمكن تصنيعه بمعالجة بيركلورات الباريوم بحمض الكبريتيك ، مما يؤدي إلى ترسيب كبريتات الباريوم وبقاء حمض البيركلوريك. ويمكن أيضًا تحضيره بمزج حمض النيتريك مع بيركلورات الأمونيوم وغلي المزيج مع إضافة حمض الهيدروكلوريك تدريجيًا. ينتج عن هذا التفاعل أكسيد النيتروز وحمض البيركلوريك نتيجة لتفاعل متزامن يشمل أيون الأمونيوم ، ويمكن تركيزه وتنقيته بشكل ملحوظ عن طريق تبخير حمضي النيتريك والهيدروكلوريك المتبقيين.

يُصنّع حمض البيركلوريك اللامائي عن طريق التقطير الفراغي لمزيج من حمض البيركلوريك المائي الأيزوتروبي والأوليوم (حمض الكبريتيك المدخن). ^{[ 3 ] [ 9 ]}

حمض البيركلوريك اللامائي سائل زيتي غير مستقر في درجة حرارة الغرفة. يُشكّل خمسة هيدرات على الأقل ، وقد تمّ تحديد خصائص العديد منها بلوريًا . تتكوّن هذه المواد الصلبة من أنيون البيركلورات المرتبط بروابط هيدروجينية بجزيئات الماء ₍ H₂O ) وأيون _{الهيدرونيوم} (H₃O⁺ ) ^. [ ^{10 ] ومن} الأمثلة على ذلك بيركلورات الهيدرونيوم . يُشكّل حمض البيركلوريك مزيجًا أزيوتروبيًا مع الماء، يتكوّن من حوالي 72.5% من حمض البيركلوريك. هذا الشكل من الحمض مستقرٌّ إلى أجل غير مسمى ومتوفر تجاريًا. هذه المحاليل ماصة للرطوبة . لذا، إذا تُركت مكشوفة للهواء، فإن حمض البيركلوريك المركز يُخفّف نفسه بامتصاص الماء من الهواء.

يؤدي نزع الماء من حمض البيركلوريك إلى الحصول على أنهيدريد ثنائي كلور هيبتوكسيد : ^{[ 11 ]}

2 HClO ₄ + P ₄ O ₁₀ → Cl ₂ O ₇ + H ₂ P ₄ O ₁₁

يُنتج حمض البيركلوريك بشكل رئيسي كمادة أولية لبيركلورات الأمونيوم ، المستخدمة في وقود الصواريخ. وقد أدى التطور في مجال صناعة الصواريخ إلى زيادة إنتاج حمض البيركلوريك، حيث يُنتج منه ملايين الكيلوغرامات سنويًا. ^{[ 3 ]} يُعد حمض البيركلوريك من أكثر المواد فعالية في حفر شاشات الكريستال السائل وتطبيقات الإلكترونيات الحساسة، بالإضافة إلى استخلاص الخامات، وله خصائص فريدة في الكيمياء التحليلية. ^{[ 12 ]} كما أنه مكون مفيد في حفر الكروم . ^{[ 13 ]}

نظراً لخصائصه المؤكسدة القوية ، يخضع حمض البيركلوريك لأنظمة صارمة لأنه يتفاعل بشدة مع المعادن والمواد القابلة للاشتعال مثل الخشب والبلاستيك والزيوت. ^{[ 17 ]} يجب إجراء العمل الذي يتم فيه استخدام حمض البيركلوريك في خزائن تهوية مزودة بخاصية التنظيف بالماء لمنع تراكم المؤكسدات في مجاري التهوية .

في 20 فبراير 1947، في لوس أنجلوس، كاليفورنيا، لقي 17 شخصًا مصرعهم وأصيب 150 آخرون في كارثة مصنع أوكونور للطلاء . انفجر حوضٌ يحتوي على أكثر من 1000 لتر من حمض البيركلوريك بتركيز 75% وأنهيدريد الخل بتركيز 25%، كان يُستخدم لتلميع أثاث الألمنيوم كهربائيًا . أُضيفت مركبات عضوية إلى الحوض الساخن جدًا عندما استُبدل رف حديدي بآخر مُغطى بأسيتوبوتيرات السليلوز ( بلاستيك تينيت-2 ). وبعد دقائق قليلة، انفجر الحوض. ^{[ 18 ] [ 19 ]} دُمّر مصنع أوكونور للطلاء الكهربائي، و25 مبنى آخر، و40 سيارة، وتضررت 250 منزلًا مجاورًا.

• حمض الكلوريك
• حمض مؤكسد
• معقدات بيركلورات المعادن الانتقالية
• حمض الكبريتيك

• بطاقة السلامة الكيميائية الدولية رقم 1006
• هذا الحمض حوّل طاولة مختبري إلى ركام. حمض البيركلوريك النقي ١٠٠٪ - القوة الكيميائية