Kaliumchloraat

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Kaliumchloraat
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van kaliumchloraat
Structuurformule van kaliumchloraat
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
KClO3
IUPAC-naam kaliumchloraat
Andere namen anforstan, Berthollets zout, fekabit, kaliumoxymuriaat
Molmassa 122,5495 g/mol
SMILES
[O-]Cl(=O)=O.[K+]
InChI
1S/ClHO3.K/c2-1(3)4;/h(H,2,3,4);/q;+1/p-1
CAS-nummer 3811-04-9
EG-nummer 223-289-7
PubChem 24187813
Vergelijkbaar met kaliumperchloraat, natriumchloraat
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Oxiderend Schadelijk Milieugevaarlijk
Gevaar
H-zinnen H271 - H302 - H332 - H411
EUH-zinnen geen
P-zinnen P220 - P273
Opslag Verwijderd houden van ontvlambare stoffen, hitte, vonken en open vlammen
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand vast
Kleur wit
Dichtheid 2,32 g/cm³
Smeltpunt 356 °C
Kookpunt (ontleedt) ± 400 °C
Oplosbaarheid in water 73 g/L
Goed oplosbaar in ethanol, water
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Kaliumchloraat (KClO3) is het kaliumzout van chloorzuur. De stof komt voor als een wit kristallijn poeder, dat matig oplosbaar is in koud water en goed oplosbaar is in heet water. Het zout is een sterke oxidator en in staat zuurstofgas te produceren volgens de chemische reactie:

\mathrm{2\ KClO_3\ \longrightarrow\ 2\ KCl\ +\ 3\ O_2}

Synthese[bewerken]

Kaliumchloraat kan eenvoudig door middel van elektrolyse worden bereid. Hiervoor is een anode nodig, die bestand is tegen het agressieve milieu in de cel. Chloorgas is namelijk erg corrosief. Geschikt anodemateriaal is titanium, dat gecoat is met een zogeheten mixed metal oxide-coating, die vaak ruthenium(IV)oxide bevat. Verder is grafiet ook wel bruikbaar, maar dit geeft erg veel vervuiling in het elektrolyt (koolstofdeeltjes komen los van de poreuze grafietelektrode). Het ideale anodemateriaal is platina, maar dat is relatief duur. De kathode kan vrijwel van elk geleidend materiaal worden gemaakt. De voeding moet minimaal enkele ampères kunnen leveren, en moet een uitgangsspanning van 5 volt hebben.

Wat er precies bij elektrolyse van een alkali-chloride-zout naar een chloraat-zout gebeurt is nog steeds niet helemaal bekend. Volgende theorie is het meest aannemelijk. Aan de anode treedt oxidatie op van chloride-ionen naar chloorgas:

\mathrm{2\ Cl^-\ \longrightarrow\ Cl_2\ +\ 2\ e^-}

Aan de kathode treedt reductie van water tot hydroxide-ionen en waterstofgas op:

\mathrm{2\ H_2O\ +\ 2\ e^-\ \longrightarrow\ 2\ OH^-\ +\ H_2}

Daarna volgt een reactie tussen het hydroxide-ion en chloorgas, waardoor het hypochloriet-anion wordt gevormd:

\mathrm{2\ OH^-\ +\ Cl_2\ \longrightarrow\ 2\ ClO^-\ +\ H_2}

Vervolgens wordt het hypochloriet-anion geoxideerd tot het chloraat-anion. Deze reactie dient plaats te grijpen in zuur milieu, maar de oplossing wordt basisch door de gevormde hydroxide-anion. Daarom moet waterstofchloride (hierbij wordt giftig chloorgas gevormd) worden toegevoegd. De temperatuur moet minimaal 40°C bedragen, opdat deze reactie plaatsvindt.

\mathrm{5\ ClO^-\ +\ 4\ H^+\ \longrightarrow\ ClO_3^-\ +\ 2\ Cl_2\ +\ 2\ H_2O}

Toepassingen[bewerken]

Kaliumchloraat wordt gebruikt in pyrotechnische sassen. Het mengsel met poedersuiker of andere gepoederde brandstoffen is heel brandbaar, maar niet explosief. Door het te kneden met vaseline in de verhouding 9:1 wordt het wel explosief, wanneer dit wordt geïnitieerd door een detonator.

Toxicologie en veiligheid[bewerken]

Het mengen van zwavel en kaliumchloraat levert potentieel gevaarlijke situaties door de vorming van zwavelzuur (H2SO4) aan de lucht. Zwavelzuur en kaliumchloraat zullen reageren tot chloorzuur (HClO3). Chloorzuur is een sterk anorganisch zuur, dat instabiel is boven concentraties van 30%. Het ontleedt tot chloordioxide, hetgeen spontaan kan exploderen, en het sterke perchloorzuur (HClO4). Kaliumchloraat is schadelijk bij opname door de mond.

Externe links[bewerken]