נתרן פרכלורט

נתרן פרכלורט
כתיב כימי	NaClO₄
מראה	גביש לבן
מספר CAS	7601-89-0
צפיפות	2.4994 גרם/סמ"ק
מצב צבירה	מוצק
מסיסות	מסיס במים
אנתלפיית התהוות סטנדרטית	−382.75 קילוג'ול למול
NFPA 704	0 2 1 OX

נתרן פרכלורט הוא תרכובת אי-אורגנית עם הנוסחה הכימית NaClO₄. הוא מורכב מקטיוני נתרן Na⁺ ומאניוני פרכלורט ClO−4. זהו מוצק גבישי לבן, היגרוסקופי המסיס מאוד במים ובאתנול. בדרך כלל מופיע כמונוהידראט נתרן פרכלוראט NaClO₄·H₂O. התרכובת היא המסיסה ביותר במים מבין מלחי הפרכלורט הנפוצים.

תכונות

חום היווצרותו הוא $-382.75\,[\mathrm {kJ\cdot mol^{-1}} ]$ , כלומר הוא יציב תרמית עד לטמפרטורות גבוהות. ב־490 מעלות צלזיוס הוא עובר פירוק תרמי, ומייצר נתרן כלורי וחמצן.^[1] הוא מתגבש במערכת הגבישית ההקסגונלית.^[2]

שימושים

חומצה על-כלורית נוצרת על ידי טיפול בנתרן פרכלורט עם חומצה מלחית (HCl). אמוניום פרכלורט ואשלגן פרכלורט, המשמשים ברקטות ובפירוטכניקה, מוכנים על ידי פירוק כפול מתמיסה של נתרן פרכלורט ואמוניום כלוריד או אשלגן כלורי, בהתאמה.

יישומי מעבדה

עקב מסיסותו הגבוהה (2096 גרם/ליטר ב-25 מעלות צלזיוס) וההתנהגות האדישה של פרכלורט מומס, תמיסות של נתרן פרכלורט משמשות לעיתים קרובות כאלקטרוליט רקע לא תגובתי (אלקטרוליט תומך). ואכן, מכיוון שתגובת חמצון-חיזור של פרכלורט מוגבלת מבחינה קינטית גם אם היא תרכובת לא יציבה תרמודינמית, פרכלוראט הוא אניון לא רגיש לחיזור. מעבר לכך, הוא אניון לא קומפלקסי עם יכולת קשירת ליגנדות נמוכה למדי.

בעבר נעשה שימוש נרחב בפרכלורטים בסינתזה של תרכובות קואורדינציה, מכיוון שגודלם הגדול יותר (בהשוואה להלידים) ויכולות החיבור המצוינות בקשר מימן הפכו אותם ליוני נגד יעילים ביותר עבור קומפלקסים עם ליגני אמין, מים והליד, ולעיתים קרובות הניבו תוצרים גבישיים ביותר. עם זאת, בגלל הסיכונים (ראה סעיף בטיחות להלן) הקשורים לשימוש בהם, הם הוחלפו ברוב המעבדות על ידי נגדים הרבה פחות מסוכנים כמו פלואורבוראט (BF₄^–, PF₆^–) ואניונים קשורים.

נתרן פרכלורט הוא קודמן למלחי אמוניום פרכלורט, אשלגן פרכלורט וליתיום פרכלורט. תהליך היצירה שלהם לעיתים קרובות מנצל את המסיסות הנמוכה שלהם במים ביחס לנתרן פרכלורט.^[3]

נתרן פרכלורט משמש לדנטורציה של חלבונים בביוכימיה ובתגובות מיצוי והכלאה סטנדרטיות של DNA בביולוגיה מולקולרית.

ברפואה

ניתן להשתמש בנתרן פרכלורט כדי לחסום את ספיגת היוד לפני מתן חומר ניגוד המכיל יוד בחולים עם יתר-תירואידיזם תת-קליני (מדוכא תירוטרופין).

ייצור

נתרן פרכלורט מיוצר על ידי אלקטרוליזה של נתרן כלורט (NaClO₃) במתכת אצילה, כגון פלטינה.

Na⁺ClO−3 + H₂O → Na⁺ClO−4 + 2 H⁺ + 2 e⁻ (מצע חומצי)

Na⁺ClO−3 + 2 OH⁻ → Na⁺ClO−4 + H₂O + 2 e⁻ (מצע אלקלי)

בטיחות

כל הפרכלורטים הם מחמצנים חזקים. כאשר מערבבים אותם עם תרכובות אורגניות עלולות להיווצר תגובות בעירה קיצוניות, ומכאן השימוש בחומרים כאלה בזיקוקים, חומרי הנעת רקטות פשוטים וחומרי נפץ מאולתרים. תערובות של פרכלורט עם תרכובות אורגניות יכולות להתלקח או להתפוצץ באופן ספונטני ולהיות רגישות לזעזועים.

רעילות חריפה: המינון הקטלני החציוני (LD₅₀) הוא 2–4 גרם/ק"ג (ארנבות, דרך הפה).

רעילות כרונית: הצריכה התכופה של מי שתייה עם ריכוזים נמוכים (בטווח של מיקרוגרם/ליטר) של פרכלורט מזיקה לבלוטת התריס, שכן אניון הפרכלורט מתחרה עם ספיגת יודיד וגורם להפרעה חמורה בתפקוד בלוטת התריס.

השפעות סביבתיות: אניוני פרכלורט נחשבים למזהמים מתמשכים שעלולים לגרום לזיהום ארוך טווח של מי השתייה, והמסיסות הגבוהה של נתרן פרכלורט הופכת אותו לנייד מאוד בסביבה. חששות משמעותיים הועלו לגבי ההשפעות הסביבתיות של פרכלורטים בגלל יכולתם לשבש את ספיגת היוד ואת חילוף החומרים.^[4]

במאדים

נתרן פרכלוראט ופרכלורטים אחרים נמצאו על כוכב הלכת מאדים, שבו זוהו לראשונה על ידי הגשושית של נאס"א פיניקס בשנת 2009. דבר זה אושר מאוחר יותר על ידי ניתוח ספקטרלי על ידי הגשושית MRO בשנת 2015 של מה שנחשב לחילחול מי מלח שעשוי להיות העדות הראשונה לזרימת מים נוזליים המכילים מלחים מומסים על מאדים.^[5]

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא נתרן פרכלורט בוויקישיתוף

נתרן פרכלורט, באתר NIST Chemistry WebBook (באנגלית)

הערות שוליים

^ Devlin, D. J.; Herley, P. J. (1987). "Thermal decomposition and dehydration of sodium perchlorate monohydrate". Reactivity of Solids. 3 (1–2): 75–84. doi:10.1016/0168-7336(87)80019- (לא פעיל 1 בנובמבר 2024). נבדק ב-3 במאי 2023. {{cite journal}}: (עזרה)תחזוקה - ציטוט: DOI inactive as of 2024 (link)
^ Eagleson, Mary (1994). Concise Encyclopedia Chemistry. revised, illustrated. Walter de Gruyter. p. 1000. ISBN 978-3-11-011451-5. נבדק ב-7 במרץ 2013. {{cite book}}: (עזרה)
^ Angus, Patricia M.; Jackson, W. Gregory (1994). "Linkage Isomerism in Cobalt(III) Pentaammine Complexes of 2-Pyridone". Inorganic Chemistry. 33 (3): 477–483. doi:10.1021/ic00081a014.
^ Sijimol, M. J.; Mohan, Mahesh (2014). "Environmental impacts of perchlorate with special reference to fireworks—a review". Environmental Monitoring and Assessment. 186 (11): 7203–7210. Bibcode:2014EMnAs.186.7203S. doi:10.1007/s10661-014-3921-4. PMID 25004859.
^ Wadsworth, Jennifer; Cockell, Charles S. (6 ביולי 2017). "Perchlorates on Mars enhance the bacteriocidal effects of UV light". Scientific Reports. 7 (2017, #4662): 4662. Bibcode:2017NatSR...7.4662W. doi:10.1038/s41598-017-04910-3. PMC 5500590. PMID 28684729. {{cite journal}}: (עזרה)

[1] Devlin, D. J.; Herley, P. J. (1987). "Thermal decomposition and dehydration of sodium perchlorate monohydrate". Reactivity of Solids. 3 (1–2): 75–84. doi:10.1016/0168-7336(87)80019- (לא פעיל 1 בנובמבר 2024). נבדק ב-3 במאי 2023. {{cite journal}}: (עזרה)תחזוקה - ציטוט: DOI inactive as of 2024 (link)

[2] Eagleson, Mary (1994). Concise Encyclopedia Chemistry. revised, illustrated. Walter de Gruyter. p. 1000. ISBN 978-3-11-011451-5. נבדק ב-7 במרץ 2013. {{cite book}}: (עזרה)

[3] Angus, Patricia M.; Jackson, W. Gregory (1994). "Linkage Isomerism in Cobalt(III) Pentaammine Complexes of 2-Pyridone". Inorganic Chemistry. 33 (3): 477–483. doi:10.1021/ic00081a014.

[4] Sijimol, M. J.; Mohan, Mahesh (2014). "Environmental impacts of perchlorate with special reference to fireworks—a review". Environmental Monitoring and Assessment. 186 (11): 7203–7210. Bibcode:2014EMnAs.186.7203S. doi:10.1007/s10661-014-3921-4. PMID 25004859.

[5] Wadsworth, Jennifer; Cockell, Charles S. (6 ביולי 2017). "Perchlorates on Mars enhance the bacteriocidal effects of UV light". Scientific Reports. 7 (2017, #4662): 4662. Bibcode:2017NatSR...7.4662W. doi:10.1038/s41598-017-04910-3. PMC 5500590. PMID 28684729. {{cite journal}}: (עזרה)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]