Перхлорат калия представляет собой неорганическую соль с химической формулой KClO4 . Как и другие перхлораты , эта соль является сильным окислителем , хотя обычно очень медленно реагирует с органическими веществами. Это, обычно получаемое в виде бесцветного кристаллического твердого вещества, является распространенным окислителем, используемым в фейерверках , капсюлях для боеприпасов , капсюлях для взрывчатых веществ , а также используется по-разному в порохах , составах для вспышек , звездах и бенгальских огнях . Он использовался в качестве твердого ракетного топлива, хотя в этом применении его в основном заменяли более эффективным перхлоратом аммония .
Перхлорат калия получают промышленным способом обработкой водного раствора перхлората натрия хлоридом калия . В этой реакции однократного осаждения используется низкая растворимость KClO 4 , которая составляет примерно 1/100 от растворимости NaClO 4 (209,6 г/100 мл при 25 °C). [8]
Его также можно получить путем барботирования газообразного хлора через раствор хлората калия и гидроксида калия, [ нужна ссылка ] и путем реакции хлорной кислоты с гидроксидом калия; однако он не используется широко из-за опасности хлорной кислоты.
Другой способ приготовления включает электролиз раствора хлората калия, в результате чего на аноде образуется и выпадает в осадок KClO 4 . Эта процедура осложняется низкой растворимостью как хлората, так и перхлората калия, последний из которых может осаждаться на электродах и препятствовать прохождению тока.
KClO 4 является окислителем в том смысле, что он экзотермически переносит кислород к горючим материалам, значительно увеличивая скорость их горения по сравнению с воздухом . Так, с глюкозой он дает углекислый газ:
Превращение твердой глюкозы в горячий газообразный CO 2 лежит в основе взрывной силы этой и других подобных смесей. С сахаром KClO 4 дает слабовзрывчатое вещество при условии необходимой локализации. В противном случае такие смеси просто сгорят с интенсивным фиолетовым пламенем, характерным для калия . Флэш-составы, используемые в петардах, обычно состоят из смеси алюминиевого порошка и перхлората калия. Эту смесь, иногда называемую светящимся порошком, также используют в наземных и воздушных фейерверках.
В качестве окислителя перхлорат калия можно безопасно использовать в присутствии серы , тогда как хлорат калия — нет. Характерна большая реакционная способность хлората – перхлораты являются кинетически более бедными окислителями. Хлорат образует хлорную кислоту , которая весьма нестабильна и может привести к преждевременному возгоранию состава. Соответственно, хлорная кислота достаточно стабильна. [9]
При коммерческом использовании его смешивают 50/50 с нитратом калия для создания заменителя черного пороха Pyrodex , и, когда он не сжимается в дульнозарядном огнестрельном оружии или в патроне, горит с достаточно медленной скоростью, чтобы его нельзя было отнести к категории черного пороха как дымного пороха. от слабовзрывоопасного до «огнеопасного».
Перхлорат калия можно использовать в качестве антитиреоидного средства для лечения гипертиреоза , обычно в сочетании с другим лекарством. В этом приложении используется схожий ионный радиус и гидрофильность перхлората и йодида .
Введение известных зобогенных веществ также можно использовать в качестве профилактики снижения биопоглощения йода (будь то пищевой нерадиоактивный йод-127 или радиоактивный йод, радиоактивный йод - чаще всего йод-131 , поскольку организм не может различать различные изотопы йода ). Было показано, что ионы перхлората , распространенный загрязнитель воды в США из-за деятельности аэрокосмической промышленности , снижают поглощение йода и поэтому классифицируются как зобогенные вещества . Перхлорат-ионы являются конкурентным ингибитором процесса активного отложения йодида в фолликулярных клетках щитовидной железы. Исследования с участием здоровых взрослых добровольцев показали, что при уровнях выше 0,007 миллиграммов на килограмм в день (мг/(кг·сут)) перхлорат начинает временно подавлять способность щитовидной железы поглощать йод из кровотока («ингибирование поглощения йода», таким образом, перхлорат известный зобоген). [10] Уменьшение пула йодида перхлоратом имеет двойной эффект: снижение избыточного синтеза гормонов и гипертиреоза, с одной стороны, и снижение синтеза ингибиторов щитовидной железы и гипотиреоза - с другой. Перхлорат остается очень полезным в качестве однократного применения в тестах, измеряющих выброс радиоактивного йодида, накопленного в щитовидной железе в результате множества различных нарушений дальнейшего метаболизма йодида в щитовидной железе. [11]
Лечение тиреотоксикоза (включая болезнь Грейвса) с помощью 600–2000 мг перхлората калия (430–1400 мг перхлората) ежедневно в течение нескольких месяцев или дольше когда-то было обычной практикой, особенно в Европе, [10] [12] и использование перхлората при Использование более низких доз для лечения проблем с щитовидной железой продолжается и по сей день. [13] Хотя изначально использовалось 400 мг перхлората калия, разделенное на четыре или пять ежедневных доз, и оно оказалось эффективным, более высокие дозы были введены, когда было обнаружено, что 400 мг / день не контролируют тиреотоксикоз у всех субъектов. [10] [11]
Современные схемы лечения тиреотоксикоза (включая болезнь Грейвса), когда пациент подвергается воздействию дополнительных источников йода, обычно включают 500 мг перхлората калия два раза в день в течение 18–40 дней. [10] [14]
Было обнаружено , что профилактика с использованием воды, содержащей перхлорат, в концентрации 17 частей на миллион , что соответствует индивидуальному приему в дозе 0,5 мг/(кг в сутки), если человек весит 70 кг и потребляет 2 литра воды в день, снижает исходное поглощение радиоактивного йода на 67% [10] ] Это эквивалентно приему всего 35 мг ионов перхлората в день. В другом аналогичном исследовании, когда испытуемые выпивали всего 1 литр воды, содержащей перхлорат, в день в концентрации 10 частей на миллион, т.е. ежедневно потреблялось 10 мг ионов перхлората, наблюдалось среднее снижение поглощения йода на 38%. [15]
Однако если средняя абсорбция перхлората у работников перхлоратного завода, подвергшихся наибольшему воздействию, оценивается примерно в 0,5 мг/(кг сут), как указано в приведенном выше параграфе, можно ожидать снижения поглощения йода на 67%. Однако исследования рабочих, хронически подвергающихся воздействию, до сих пор не выявили каких-либо нарушений функции щитовидной железы, включая поглощение йода. [16] это вполне может быть связано с достаточным ежедневным воздействием или потреблением здорового йода-127 среди рабочих и коротким 8-часовым биологическим периодом полураспада перхлората в организме. [10]
Поэтому полностью блокировать поглощение йода-131 путем целенаправленного добавления ионов перхлората в систему водоснабжения населения, стремясь к дозировке 0,5 мг/(кг в сутки) или концентрации в воде 17 частей на миллион, было бы совершенно недостаточно для реального снижения поглощение радиойода. Концентрация перхлорат-ионов в системе водоснабжения региона должна быть намного выше, по крайней мере, 7,15 мг/кг массы тела в день или концентрация воды 250 частей на миллион , если предположить, что люди пьют 2 литра воды в день, чтобы быть действительно полезными для здоровья. населения в предотвращении биоаккумуляции при воздействии радиоактивного йода в среде [10] [14] независимо от доступности йодата или препаратов йодида .
Постоянное распространение таблеток перхлората или добавление перхлората в систему водоснабжения должно продолжаться не менее 80–90 дней, начиная сразу после обнаружения первоначального выброса радиоактивного йода, по прошествии 80–90 дней. 131 распался бы до уровня менее 0,1% от своего первоначального количества, и в это время опасность биопоглощения йода-131 практически миновала. [17]
