Anidride perclorica

Anidride perclorica
Formula di struttura
Formula di struttura
Modello 3D della molecola
Modello 3D della molecola
Nome IUPAC
eptossido di dicloro
Nomi alternativi
anidride perclorica, ossido di cloro(VII)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareCl2O7
Massa molecolare (u)182,901
Aspettoliquido incolore
Numero CAS12015-53-1
PubChem123372
SMILES
O=Cl(=O)(=O)OCl(=O)(=O)=O
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)1,9 g/cm3
Solubilità in acquasi idrolizza ad acido perclorico
Temperatura di fusione−91,57 °C (−132,83 °F; 181,58 K)
Temperatura di ebollizione82 °C (180 °F; 355 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Esplosivo Comburente
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L'anidride perclorica[1] o eptossido di dicloro è il composto binario del cloro eptavalente con l'ossigeno, avente formula molecolare Cl2O7. Questo ossido con l'atomo di cloro allo stato di ossidazione di +7, il massimo per Cl, è l'anidride dell'acido perclorico e la sua idratazione riforma l'acido stesso, sebbene la reazione non sia molto rapida.[2]

Può essere ottenuta per cauta distillazione dell'acido perclorico insieme ad adatti agenti disidratanti.[3] A temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore, denso (d = 1,9 g/mL) e di consistenza oleosa, piuttosto volatile.[3]

Struttura

Cl2O7 è un composto endotermico (ΔHƒ° = +272 kJ/mol)[4] e anche endoergonico (ΔGƒ° > 0), il che vuol dire che è intrinsecamente instabile, per cui la reazione di decomposizione a dare cloro e ossigeno:

è decisamente favorita.[5]

La molecola consiste di due frammenti (O=)3Cl– legati da un atomo a ponte di ossigeno (–O–). In ciascun frammento il Cl centrale è circondato da quattro atomi O ai vertici di un tetraedro distorto e la simmetria della molecola risulta essere C2, l'angolo sull'atomo di ossigeno a ponte in Cl2O7 è di 118,6°. La lunghezza del legame Cl-O a ponte è di 170,9 pm e quella di Cl=O è di 140,5 pm.[6] Data la differenza di elettronegatività tra O e Cl, i legami in questa molecola sono covalenti polari e la molecola nel suo complesso è polare, il suo momento di dipolo è pari a 0,72 D.[7]

Sintesi

La produzione di questo composto è molto rischiosa a causa della sua forte tendenza ad esplodere[8].

Si procede distillando una miscela di acido perclorico in presenza di anidride fosforica, avidissima di acqua,[9]che funge da agente disidratante[8]:

Può anche essere formata per illuminazione di miscele di cloro e ozono.[10] Preparare dell'anidride perclorica pura è comunque sconsigliato anche a causa della sua fortissima igroscopicità che in breve la ritrasforma in acido assorbendo l'umidità dell'aria.

Avvertenze

Sebbene sia l'ossido di cloro più stabile, Cl2O7 è un forte ossidante e un esplosivo che può essere innescato con fiamme o shock meccanici, o per contatto con lo iodio. Tuttavia, è meno fortemente ossidante degli altri ossidi di cloro e a freddo non attacca zolfo, fosforo o carta. Ha gli stessi effetti sul corpo umano del cloro elementare e richiede le stesse precauzioni.[11]

Note

  1. ^ (DE) Erwin Riedel e Christoph Janiak, Anorganische Chemie, 10ª ed., De Gruyter, 2022, p. 454, ISBN 978-3-11-069604-2.
  2. ^ Ralf Steudel, Chemie der Nichtmetalle von Struktur und Bindung zur Anwendung, 3., vollst. neu bearb. Aufl, 2008, ISBN 978-3-11-019448-7, OCLC 605305660. URL consultato il 18 febbraio 2023.
  3. ^ a b N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 850, ISBN 0-7506-3365-4.
  4. ^ N. N. Geenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 845, ISBN 0-7506-3365-4.
  5. ^ Jan M. L Martin, Heats of formation of perchloric acid, HClO4, and perchloric anhydride, Cl2O7. Probing the limits of W1 and W2 theory, in Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, Modelling Structure and Reactivity: the 7th triennial conference of the World Association of Theoritical and Computational Chemists (WATOC 2005), vol. 771, n. 1, 12 ottobre 2006, pp. 19-26, DOI:10.1016/j.theochem.2006.03.035, ISSN 0166-1280 (WC · ACNP), arXiv:physics/0508076.
  6. ^ Arnold F. Holleman e Egon Wiberg, Inorganic chemistry, traduzione di Mary Eagleson e William Brewer, San Diego, Academic Press, 2001, p. 464, ISBN 0-12-352651-5.
  7. ^ CALCULLA - Dipole moment of substances table, su calculla.com. URL consultato il 18 febbraio 2023.
  8. ^ a b (EN) Arnold F. Holleman e Egon Wiberg, Inorganic chemistry, Translated by Mary Eagleson, William Brewer, San Diego, Academic Press, 2001, p. 464, ISBN 0-12-352651-5.
  9. ^ N. N. Geenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 505, ISBN 0-7506-3365-4.
  10. ^ A. C. Byrns e G. K. Rollefson, The Formation of Chlorine Heptoxide on Illumination of Mixtures of Chlorine and Ozone, in Journal of the American Chemical Society, vol. 56, n. 5, 1934, pp. 1250-1251, DOI:10.1021/ja01320a506.
  11. ^ Jeanne Mager Stellman (a cura di), Halogens and their compounds, in Encyclopaedia of occupational health and safety, 4th, International Labour Organization, 1998, p. 104.210, ISBN 92-2-109817-6.

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