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Articulo de referencia

heptóxido de dicloro

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El heptóxido de dicloro es el compuesto químico con la fórmula Cl₂O₇ . Este óxido de cloro es el anhídrido del ácido perclórico .

Síntesis

Se produce mediante la cuidadosa destilación del ácido perclórico en presencia del agente deshidratante pentóxido de fósforo : [ 3 ]

2 HClO 4 + P 4 O 10 → Cl 2 O 7 + H 2 P 4 O 11

El Cl 2 O 7 se puede destilar de la mezcla.

Este método de preparación también produce óxidos de cloro inferiores a menos que el gas producto se destile a través de un tubo de cobre que contenga alambre de óxido de cobre(II) (CuO) recién reducido a cobre. Alternativamente, el P₂O₅ puede tratarse con ozono ( O₃ ) durante 0,5-3 horas antes de llevar a cabo la reacción, seguido del desplazamiento del ozono con oxígeno gaseoso ( O₂ ) . [ 2 ]

También puede formarse mediante la iluminación de mezclas de cloro y ozono con luz azul. [ 4 ] Se hidroliza lentamente de nuevo a ácido perclórico .

Estructura

Cl 2 O 7 es una molécula endergónica , lo que significa que es intrínsecamente inestable, descomponiéndose en sus elementos constituyentes con liberación de energía: [ 5 ]

2 Cl 2 O 7 → 2 Cl 2 + 7 O 2 ( Δ H ° = −132 kcal/mol (−550 kJ/mol)  

El heptóxido de dicloro es un compuesto covalente que consta de dos grupos ClO₃ unidos por un átomo de oxígeno. Tiene una geometría molecular global curvada ( simetría C₂ ), con un ángulo Cl−O−Cl de 118,6°. Las longitudes de enlace cloro-oxígeno son1,709 Å  en la región central y1,405  Å dentro de cada clúster de ClO 3. [ 3 ] En este compuesto, el cloro existe en su estado de oxidación formal más alto de +7.

Química

El heptóxido de dicloro reacciona con aminas primarias y secundarias en solución de tetracloruro de carbono para producir amidas perclóricas: [ 6 ]

2 RNH 2 + Cl 2 O 7 → 2 RNH − ClO 3 + H 2 O
2 R 2 NH + Cl 2 O 7 → 2 R 2 N−ClO 3 + H 2 O

También reacciona con alquenos para dar percloratos de alquilo. Por ejemplo, reacciona con propeno en solución de tetracloruro de carbono para producir perclorato de isopropilo y perclorato de 1-cloro-2-propilo. [ 7 ]

El heptóxido de dicloro reacciona con alcoholes para formar percloratos de alquilo. [ 8 ]

R−OH + O 3 Cl−O−ClO 3 → R−O−ClO 3 + HClO 4

El heptóxido de dicloro es un óxido fuertemente ácido y, en disolución, forma un equilibrio con el ácido perclórico.

Seguridad

Aunque es el óxido de cloro más estable, el Cl₂O₇ es un oxidante fuerte y un explosivo que puede detonar con llama o impacto mecánico, o por contacto con yodo . [ 9 ] Sin embargo, es menos oxidante que los otros óxidos de cloro y no ataca el azufre , el fósforo ni el papel cuando está frío. [ 3 ] Tiene los mismos efectos en el cuerpo humano que el cloro elemental y requiere las mismas precauciones. [ 10 ]

Referencias

  1. ↑ Haynes, William M., ed. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97.ª  ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press . pp. 4–61 . ISBN  9781498754293.
  2. 1 2 3 Schmeisser, M. (1963). "5. Cloro, bromo, yodo - heptóxido de dicloro". En Brauer, Georg (ed.). Manual de química inorgánica preparativa . Vol. 1. Traducido por Riley, Reed F. (2.ª ed.). Nueva York, NY: Academic Press. págs. 305–6 .   
  3. 1 2 3 4 Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ed.), Química inorgánica , traducido por Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlín: Academic Press/De Gruyter, pág. 464, ISBN  0-12-352651-5
  4. ↑ Byrns, AC; Rollefson, GK (1934). "La formación de heptóxido de cloro al iluminar mezclas de cloro y ozono". Journal of the American Chemical Society . 56 (5): 1250– 1. doi : 10.1021/ja01320a506 .
  5. ↑ Martin, Jan ML (2006-10-12). Calores de formación del ácido perclórico, HClO 4 , y del anhídrido perclórico, Cl 2 O 7 . Explorando los límites de la teoría W1 y W2 . La 7.ª Conferencia Trienal de la Asociación Mundial de Químicos Teóricos y Computacionales (WATOC 2005). Journal of Molecular Structure: THEOCHEM . Modelado de la estructura y la reactividad. Vol. 771, n.º 1. pp. 19– 26. arXiv : physics/0508076 . doi : 10.1016/j.theochem.2006.03.035 . ISSN 0166-1280 . S2CID 98385268 .     
  6. ↑ Beard, CD; Baum, K. (1974). "Reacciones del heptóxido de dicloro con aminas". Journal of the American Chemical Society . 96 (10): 3237– 9. doi : 10.1021/ja00817a034 .
  7. ↑ Baum, K. (1976). "Reacciones del heptóxido de dicloro con olefinas". The Journal of Organic Chemistry . 41 (9): 1663– 5. doi : 10.1021/jo00871a048 .
  8. ↑ Baum, K.; Beard, CD (1974-05-01). "Reacciones del heptóxido de dicloro con alcoholes". Journal of the American Chemical Society . 96 (10): 3233– 7. doi : 10.1021/ja00817a033 . ISSN 0002-7863 . 
  9. ↑ Lewis, Robert Alan (1998). Diccionario de toxicología de Lewis . CRC Press. pág. 260. ISBN  1-56670-223-2.
  10. ↑ Stellman, Jeanne Mager, ed. (1998). «Halógenos y sus compuestos» . Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo (4.ª ed.). Organización Internacional del Trabajo. pág. 104.210. ISBN   92-2-109817-6.