Ácido Perclórico

El ácido perclórico, de formulación HClO4, es un líquido incoloro claro, útil en el laboratorio como oxidante fuerte. Deseable en el procesamiento químico, el ácido perclórico ofrece las propiedades de un ácido mineral, sin introducir iones como el cloruro, el nitrato o el sulfato.

¿Qué es el Ácido Perclórico?

El ácido perclórico es un ácido mineral con la fórmula HClO4. Generalmente se encuentra como una solución acuosa, este compuesto incoloro es un ácido más fuerte que el ácido sulfúrico y el ácido nítrico.

Ácido Perclórico Beneficios

Es un oxidante potente cuando está caliente, pero las soluciones acuosas de hasta aproximadamente un 70% en peso a temperatura ambiente son generalmente seguras, ya que sólo muestran fuertes características ácidas y no tienen propiedades oxidantes.

El ácido perclórico es útil para preparar sales de perclorato, especialmente perclorato de amonio, un componente importante del combustible para cohetes. El ácido perclórico es peligrosamente corrosivo y forma fácilmente mezclas potencialmente explosivas.

Propiedades del Ácido Perclórico

El ácido perclórico anhidro es un líquido oleoso inestable a temperatura ambiente. Forma al menos cinco hidratos, varios de los cuales han sido caracterizados cristalográficamente.

Estos sólidos consisten en el anión perclorato unido mediante enlaces de hidrógeno a los centros H2O y H3O+.

El ácido perclórico forma un azeotrópico con agua, compuesto de aproximadamente un 72,5% de ácido perclórico.

Esta forma de ácido es estable indefinidamente y está disponible comercialmente. Estas soluciones son higroscópicas. Por lo tanto, si se deja abierto al aire, el ácido perclórico concentrado se diluye absorbiendo agua del aire.

La deshidratación del ácido perclórico le da al dicloruro de anhídrido heptóxido.

2 HClO4 + P4O10 → Cl2O7 + «H2P4O11»

Usos del Ácido Perclórico

El ácido perclórico se produce principalmente como precursor del perclorato de amonio, que se utiliza en el combustible para cohetes.

El crecimiento de la cohetería ha llevado a un aumento de la producción de ácido perclórico.

El ácido perclórico es uno de los materiales más probados para el grabado de pantallas de cristal líquido y aplicaciones electrónicas críticas, así como para la extracción de minerales, y tiene propiedades únicas en química analítica.

Además es un componente útil para el grabado de cromo.

Ácido Perclórico Como ácido

El ácido perclórico, un superácido, es uno de los ácidos más fuertes de Brønsted-Lowry.

Proporciona una fuerte acidez con una interferencia mínima porque el perclorato es débilmente nucleófilo (lo que explica la alta acidez del HClO4).

Otros ácidos de aniones no coordinadores, como el ácido fluorobórico y el ácido hexafluorofosfórico, son susceptibles a la hidrólisis, mientras que el ácido perclórico no lo es.

A pesar de los peligros asociados a la explosividad de sus sales, el ácido es a menudo preferido en ciertas síntesis. Por razones similares, es un eluyente útil en la cromatografía de intercambio iónico.

También se utiliza para el electropulido o grabado de aluminio, molibdeno y otros metales.

Peligros del Ácido Perclórico

Este producto químico corrosivo conlleva peligros típicos de la mayoría de los ácidos; es dañino si se ingiere, causando quemaduras digestivas y del tracto respiratorio, y si se expone al exterior de su cuerpo puede causar quemaduras en los ojos y la piel.

Además, el ácido perclórico también es explosivamente inestable bajo ciertas condiciones. El ácido perclórico no es explosivo en solución, sólo es extremadamente corrosivo y nocivo para la respiración.

Esto es una justificación para el uso de una campana de extracción química.

Si el ácido es evacuado en el mismo equipo de ventilación que captura los orgánicos, el residuo de sal del ácido perclórico es saturado por los orgánicos, y se forma una nueva estructura molecular que es altamente inestable.

Esto ocurre cuando se permite que el vapor de ácido perclórico se condense en los conductos y luego se evapore, dejando atrás una sal llamada perclorato.

Los cristales de perclorato son explosivos y pueden detonarse por calor, llama, fricción, percusión o reacción química.

Aunque algo tan pequeño como la vibración del motor del soplador puede causar una reacción violenta, normalmente no se encuentran dificultades adicionales hasta que llegue el momento de desmontar el sistema.

El peligro ocurre cuando un contratista mecánico, sin ser consciente de los peligros que hay en su interior, puede intentar desmantelar o reparar el sistema mecánico y en el proceso desalojar cristales, lo que resulta en una situación catastrófica.

Protección contra el Ácido Perclórico

Afortunadamente, el ácido perclórico puede ser neutralizado con agua y las sales de perclorato se disolverán en el agua.

Las aplicaciones de ácido perclórico requieren equipos especiales que incluyen sistemas completos de lavado, materiales específicos de construcción y sistemas mecánicos específicos.

Puede haber excepciones a lo anterior, especialmente si el ácido es diluido, en pequeñas cantidades, se usa con poca frecuencia y no se calienta.

Se debe tener mucho cuidado para evitar derrames en esta situación. Un ejemplo de este tipo de trabajo son las transferencias perclóricas.

El asunto debe ser tratado con el Oficial de Salud y Seguridad de la instalación, para determinar si la aplicación específica cae dentro de esta categoría.

Producción del Ácido Perclórico

El ácido perclórico se produce industrialmente por dos vías. El método tradicional aprovecha la alta solubilidad acuosa del perclorato de sodio (209 g/100 mL de agua a temperatura ambiente).

El tratamiento de estas soluciones con ácido clorhídrico produce ácido perclórico, que precipita el cloruro de sodio sólido:

NaClO4 + HCl → NaCl + HClO4

El ácido concentrado puede ser purificado por destilación. La ruta alternativa, que es más directa y evita las sales, implica la oxidación anódica del cloro acuoso en un electrodo de platino.

Preparaciones de laboratorio del Ácido Perclórico

El tratamiento del perclorato de bario con ácido sulfúrico precipita el sulfato de bario, dejando ácido perclórico. También se puede hacer mezclando ácido nítrico con perclorato de amonio y hirviendo mientras se añade ácido clorhídrico.

La reacción da óxido nitroso y ácido perclórico debido a una reacción concurrente que involucra el ión amonio y puede concentrarse y purificarse significativamente hirviendo el resto de los ácidos nítrico y clorhídrico.

Seguridad del Ácido Perclórico

La planta de electrochapado O’Connor, otros 25 edificios y 40 automóviles fueron destruidos, y 250 casas cercanas sufrieron daños. La bañera se utilizaba para electro-pulir muebles de aluminio.

Además, se añadieron compuestos orgánicos al baño de sobrecalentamiento cuando se sustituyó un bastidor de hierro por otro recubierto con acetobutirato de celulosa (plástico Tenit-2). Unos minutos más tarde, el baño explotó.

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