بيركلورات البوتاسيوم

بيركلورات البوتاسيوم هو ملح غير عضوي صيغته الكيميائية KClO₄ . ومثل غيره من البيركلورات ، يُعد هذا الملح مؤكسدًا قويًا عند تسخينه في درجات حرارة عالية، على الرغم من أنه يتفاعل عادةً ببطء شديد في المحلول مع عوامل الاختزال أو المواد العضوية. هذه المادة الصلبة البلورية عديمة اللون مؤكسد شائع الاستخدام في الألعاب _{النارية} ، وكبسولات إطلاق الذخيرة ، ومواد التفجير الأولية ، كما تُستخدم في مواد الدفع ، وتركيبات الوميض ، والنجوم، والشرارات . وقد استُخدمت كوقود صلب للصواريخ ، إلا أنه في هذا التطبيق، استُبدلت في الغالب ببيركلورات الأمونيوم الأكثر كفاءة .

يتميز مركب KClO ₄ بانخفاض ذوبانيته في الماء نسبياً (1.5  غرام في 100  مل من الماء عند درجة حرارة 25  درجة مئوية). ^{[ 3 ]}

يُحضّر بيركلورات البوتاسيوم صناعيًا بمعالجة محلول مائي من بيركلورات الصوديوم بكلوريد البوتاسيوم . يستغل تفاعل الترسيب الأحادي هذا انخفاض ذوبانية بيركلورات البوتاسيوم _، التي تبلغ حوالي 1/100 من ذوبانية بيركلورات الصوديوم ₍ 209.6 غ/100 مل عند 25  درجة مئوية). ^{[ 8 ]}

ويمكن إنتاجه أيضًا عن طريق تمرير غاز الكلور من خلال محلول من كلورات البوتاسيوم وهيدروكسيد البوتاسيوم ، وعن طريق تفاعل حمض البيركلوريك مع هيدروكسيد البوتاسيوم؛ ومع ذلك، لا يتم استخدام هذا على نطاق واسع بسبب مخاطر حمض البيركلوريك.

تتضمن طريقة تحضير أخرى التحليل الكهربائي لمحلول كلورات البوتاسيوم، مما يؤدي إلى تكوين KClO₄ _وترسبه عند المصعد . وتتعقد هذه العملية بسبب انخفاض ذوبانية كل من كلورات البوتاسيوم وبيركلورات البوتاسيوم، حيث قد يترسب الأخير على الأقطاب الكهربائية ويعيق مرور التيار.

_يُعدّ KClO₄ عامل مؤكسد ، يزيد بشكل كبير من معدل احتراق المواد القابلة للاحتراق مقارنةً بالاحتراق في الهواء. ينتج عن احتراقه مع الجلوكوز ثاني أكسيد الكربون وجزيئات الماء وكلوريد البوتاسيوم .

3 KClO ₄ + C ₆ H ₁₂ O ₆ → 6 CO ₂ + 6 H ₂ O + 3 KCl

يُعدّ تحويل الجلوكوز الصلب إلى غاز ثاني أكسيد الكربون _الساخن أساس القوة الانفجارية لهذا الخليط وغيره من الخلائط المماثلة. عند إضافة السكر ، يُنتج _{بيركلورات} البوتاسيوم مادة متفجرة ضعيفة، شريطة توفير بيئة مناسبة. وإلا، فإن هذه الخلائط تحترق ببساطة بلهب أرجواني كثيف مميز للبوتاسيوم . تتكون تركيبات الوميض المستخدمة في الألعاب النارية ، والتي تُعرّف في الولايات المتحدة بأنها تحتوي على 50 ملغ من المسحوق أو أقل، عادةً من خليط من مسحوق الألومنيوم وبيركلورات البوتاسيوم، على الرغم من أن هذه إحدى الحالات النادرة التي لا يزال يُسمح فيها باستخدام كلورات البوتاسيوم كمكون رئيسي. ^{[ 9 ]} يُستخدم هذا الخليط، المسمى مسحوق الوميض، أيضًا في الألعاب النارية الأرضية والجوية . 

يُمكن استخدام بيركلورات البوتاسيوم كمؤكسد بأمان في وجود الكبريت ، على عكس كلورات البوتاسيوم . وتُعزى هذه الخاصية إلى زيادة تفاعلية الكلورات، بينما تُعتبر البيركلورات مؤكسدات أضعف حركيًا . يُمكن للكلورات أن تُنتج حمض الكلوريك ( HClO₃ ) عند ملامستها للكبريت الحمضي غير النقي أو بعض مركبات الكبريت، وهو _حمض غير مستقر للغاية وقد يُؤدي إلى اشتعال مُبكر للمركب. وبخلاف ذلك، فإن حساسية مخاليط البيركلورات/الكبريت تُقارب حساسية مخاليط الكلورات/الكبريت، على الرغم من أن البيركلورات تُخفض درجة حرارة اشتعال مخاليط الكلورات بشكل أكبر. ^{[ 10 ]} في المقابل، يُعد حمض البيركلوريك ₍ HClO₄ ) مستقرًا نسبيًا. ^{[ 11 ]}

يُستخدم بيركلورات البوتاسيوم تجاريًا في الألعاب النارية الاستهلاكية والعرضية، ^{[ 9 ] [ 10 ] : 17-14} وبعض أنواع وقود الصواريخ الصلبة، ^{[ 12 ]} وبدائل البارود الأسود المتخصصة مثل بايرودكس. وتُعدّ التركيبات الدقيقة للأنواع المختلفة أسرارًا تجارية، ولكن صحيفة بيانات السلامة (SDS) تُدرج المكونات على النحو التالي: ^{[ 13 ]}

بحسب نوع الخليط، يُصنّف للشحن إما ضمن الفئة 1.3C أو 1.4C. وتسمح الفئة 1.4C، التي تعني "انعدام خطر الانفجار الكبير"، بشحن ما يصل إلى 75 كيلوغرامًا (165 رطلاً) جوًا. ^{[ 13 ] : 6} 

يمكن استخدام بيركلورات البوتاسيوم كعامل مضاد للغدة الدرقية لعلاج فرط نشاطها ، وعادةً ما يُستخدم مع دواء آخر. ويعتمد هذا الاستخدام على التشابه في نصف القطر الأيوني والخاصية المحبة للماء بين البيركلورات واليود .

أيون البيركلورات ، وهو ملوث شائع للمياه بمستويات منخفضة في الولايات المتحدة الأمريكية نتيجةً لصناعة الطيران ، ثبت أنه يقلل من امتصاص اليود، ولذلك يُصنف كمادة مُسببة لتضخم الغدة الدرقية . يُعد أيون البيركلورات مثبطًا تنافسيًا لعملية تراكم اليود النشط في خلايا جريبات الغدة الدرقية. وقد أظهرت الدراسات التي أُجريت على متطوعين بالغين أصحاء أن المستويات التي تتجاوزعند تركيز 7  ميكروغرام/(كيلوغرام·يوم) ، يبدأ البيركلورات في تثبيط قدرة الغدة الدرقية على امتصاص اليود من مجرى الدم بشكل مؤقت. ومع ذلك، فإن هذا المستوى أعلى بـ 9000 مرة مما تم العثور عليه في أي مصدر مياه . ^{[ 14 ]}

يُحدث خفض مستوى اليود بواسطة البيركلورات تأثيرًا مزدوجًا، فهو يقلل من فرط إنتاج الهرمونات وفرط نشاط الغدة الدرقية من جهة، ويقلل من إنتاج مثبطات الغدة الدرقية وقصورها من جهة أخرى. ولا يزال البيركلورات مفيدًا جدًا عند استخدامه بجرعة واحدة في الاختبارات التي تقيس إطلاق اليود المشع المتراكم في الغدة الدرقية نتيجةً لاضطرابات مختلفة في استقلاب اليود فيها. ^{[ 15 ]}

علاج فرط نشاط الغدة الدرقية (بما في ذلك داء غريفز ) باستخدام600-2000  ملغ من بيركلورات البوتاسيوم (كان تناول 430-1400  ملغ من البيركلورات يوميًا لفترات تمتد لعدة أشهر أو أكثر ممارسة شائعة في الماضي، لا سيما في أوروبا، ^{[ 14 ] [ 16 ]} ولا يزال استخدام البيركلورات بجرعات أقل لعلاج مشاكل الغدة الدرقية مستمرًا حتى يومنا هذا. ^{[ 17 ]} على الرغم من استُخدم في البداية 400 ملغ من بيركلورات البوتاسيوم مقسمة على أربع أو خمس جرعات يومية، وقد وُجد أنها فعالة، ثم تم إدخال جرعات أعلى عندما تبين أن جرعة 400 ملغ/يوم لا تسيطر على فرط نشاط الغدة الدرقية لدى جميع المشاركين. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

تشمل الأنظمة العلاجية الحالية لقصور الغدة الدرقية (بما في ذلك داء غريفز)، عندما يتعرض المريض لمصادر إضافية لليود، عادةً ما يلي:500  ملغ من بيركلورات البوتاسيوم مرتين يومياً لمدة 18-40 يوماً. ^{[ 14 ] [ 18 ]}

في دراسة أخرى ذات صلة، شرب المشاركون لترًا واحدًا فقط (34 أونصة سائلة أمريكية ) من الماء المحتوي على البيركلورات يوميًا بتركيز   10  جزء في المليون ، أي يوميًابعد تناول 10  ملغ من أيونات البيركلورات، لوحظ انخفاض متوسط ​​بنسبة 38% في امتصاص اليود. ^{[ 19 ]}

ومع ذلك، عندما تم تقدير متوسط ​​امتصاص البيركلورات لدى عمال مصانع البيركلورات المعرضين لأعلى مستويات التعرض بحواليعند جرعة 0.5  ملغم/(كغم·يوم) ، كما في الفقرة السابقة، يُتوقع انخفاض امتصاص اليود بنسبة 67%. مع ذلك، لم ترصد الدراسات التي أُجريت على العمال المعرضين لليود بشكل مزمن أي خلل في وظائف الغدة الدرقية، بما في ذلك امتصاص اليود. ^{[ 20 ]} قد يُعزى ذلك إلى التعرض اليومي الكافي، أو تناول كميات كافية، من اليود-127 المستقر لدى هؤلاء العمال، وإلى قصر عمر النصف البيولوجي للبيركلورات في الجسم، والذي يبلغ 8 ساعات. ^{[ 14 ]}

• الكلورات
• اليود

• شميدت، إيكارت دبليو. (2022). "كلورات وبيركلورات المعادن القلوية". مؤكسدات البيركلورات . موسوعة المؤكسدات . دي جرويتر. ص 3752-3761 . doi : 10.1515/9783110750294-028 . ISBN  978-3-11-075029-4.

• صفحة ويب بوك لـ KClO ₄