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Chloroxoanionen sind negativ geladene polyatomare Ionen, die aus Chlor und Sauerstoff bestehen. Das Chloratom befindet sich in einer ungeraden positiven Oxidationsstufe, und das Atom ist von Sauerstoffatomen und einsamen Elektronenpaaren umgeben. Sie sind alle oxidierend, aber ihre Stabilität variiert, und einige können reduzierende Tendenzen aufweisen. Die vier Arten von Chlor-Oxoanionen sind Hypochlorite, Chlorite, Chlorate und Perchlorate.
Chlor-Oxoanionen
- Hypochlorit: Formel ClO-
- Chlorit: Formel ClO2-
- Chlorat: Formel ClO3-
- Perchlorat: Formel ClO4-
Allgemeine Eigenschaften
Die Oxoanionen des Chlors sind alle recht ungewöhnlich in ihren Eigenschaften. Mit zunehmendem Sauerstoffgehalt des Anions nimmt die Oxidationsfähigkeit des Ions ab, da sie kinetisch schlechtere Oxidationsmittel werden. Anionen mit höherem Sauerstoffgehalt sind stabiler in Bezug auf Oxidation und Reduktion. Bei leichter Erhitzung werden Hypochlorite in Chlorate und Chloride und Chlorate in Perchlorate und Chloride disproportioniert. Perchlorate wandeln sich unter Verlust von Sauerstoff in Chloride um, wenn starke Hitze oder ein Reduktionsmittel vorhanden ist.
Verfügbarkeit
Hypochlorite werden als Bleichlösungen (Natriumhypochlorit) oder als Pulver (Calciumhypochlorit) verkauft. Chlorite sind auch als industrielle Bleichmittel erhältlich. Chlorate und Perchlorate sind manchmal als Unkrautvernichter erhältlich, obwohl die meisten von ihnen aufgrund der Brandgefahr und ihrer Verwendung bei terroristischen Anschlägen aus dem Verkehr gezogen wurden.
Zubereitung
Chloroxoanionensalze können durch Elektrolyse eines Alkalimetallchlorids und bestimmte Spannungen hergestellt werden.
Projekte
- Blitzpulver
- Herstellung von Chlor
Handhabung
Sicherheit
Hypochlorite und Chlorite setzen bei Kontakt mit einer starken Säure Chlor und/oder Chlordioxid frei, die hochgiftig sind. Sie neigen auch dazu, sich langsam zu zersetzen, wobei die oben genannten gasförmigen Produkte sowie Chlorate entstehen. Chlorate und Perchlorate sind starke Oxidationsmittel und müssen von allen Reduktionsmitteln und organischen Verbindungen ferngehalten werden. Sie sind auch giftig, wenn sie verschluckt werden, und können die Schilddrüse angreifen.
Lagerung
Hypochlorite und Chlorite sind instabil und sollten in Plastikflaschen aufbewahrt werden. Chlorate und Perchlorate sind stabiler und können in Glas- oder Plastikflaschen aufbewahrt werden.
Entsorgung
Hypochlorite und Chlorite können mit Natrium- oder Kaliumsulfit, Thiosulfat oder Metabisulfit neutralisiert werden. Chlorate können auch mit angesäuerten Sulfiten, Metabisulfiten oder Thiosulfaten neutralisiert werden, wobei auch eine Mischung aus Schwefelsäure und eisenhaltigem Ammoniumsulfat verwendet werden kann. Perchlorate sind etwas komplizierter zu neutralisieren. Ein starkes Reduktionsmittel, z. B. Eisenpulver, das einer wässrigen Lösung mit Perchlorat zugesetzt und starkem UV-Licht ausgesetzt wird, reduziert das Perchlorat zu Chlorid. Beim Erhitzen von Perchloraten mit elementarem Eisen bei 200 °C für eine Stunde wurden 98 % des Perchlorats zerstört.