Хлорат — это общее название ClO−
3анион, атом хлора которого находится в степени окисления +5 . Термин может также относиться к химическим соединениям, содержащим этот анион, при этом хлораты являются солями хлорноватой кислоты . Другие оксианионы хлора могут быть названы «хлоратом», за которым следует римская цифра в скобках, обозначающая степень окисления хлора: например, ClO−
4ион, обычно называемый перхлоратом, также может называться хлоратом(VII).
Как и предсказывает теория отталкивания электронных пар валентной оболочки , анионы хлората имеют тригонально-пирамидальную структуру .
Хлораты являются мощными окислителями и должны храниться вдали от органических веществ или легко окисляемых материалов. Смеси хлоратных солей практически с любым горючим материалом (сахаром, опилками , древесным углем, органическими растворителями , металлами и т. д.) легко дефлагрируют . Хлораты когда-то широко использовались в пиротехнике по этой причине, хотя их использование сократилось из-за их нестабильности. Большинство пиротехнических приложений, которые ранее использовали хлораты, теперь используют более стабильные перхлораты .
Ион хлората не может быть удовлетворительно представлен только одной структурой Льюиса , поскольку все связи Cl–O имеют одинаковую длину (1,49 Å в хлорате калия [1] ), а атом хлора является гипервалентным . Вместо этого его часто рассматривают как гибрид нескольких резонансных структур :
Хлораты металлов можно получить путем добавления хлора к горячим гидроксидам металлов, таким как KOH :
В этой реакции хлор подвергается диспропорционированию , как восстановлению, так и окислению. Хлор, степень окисления 0, образует хлорид Cl − (степень окисления −1) и хлорат(V) ClO−
3(степень окисления +5). Реакция холодных водных гидроксидов металлов с хлором вместо этого дает хлорид и гипохлорит (степень окисления +1). [ необходима цитата ]
Промышленный синтез хлората натрия начинается с водного раствора хлорида натрия (рассола), а не с газообразного хлора. Если электролизное оборудование позволяет смешивать хлор и гидроксид натрия , то происходит описанная выше реакция диспропорционирования. Нагрев реагентов до 50–70 °C осуществляется электрической энергией, используемой для электролиза . [ требуется цитата ]
Исследование 2010 года обнаружило наличие природных отложений хлората по всему миру, с относительно высокими концентрациями, обнаруженными в засушливых и гиперзасушливых регионах. [2] Хлорат также был измерен в образцах осадков с количеством хлората, аналогичным перхлорату . Предполагается, что хлорат и перхлорат могут иметь общий естественный механизм образования и могут быть частью цикла биогеохимии хлора. С микробной точки зрения, присутствие природного хлората также может объяснить, почему существует множество микроорганизмов, способных восстанавливать хлорат до хлорида. Кроме того, эволюция восстановления хлората может быть древним явлением, поскольку все описанные на сегодняшний день бактерии, восстанавливающие перхлорат, также используют хлорат в качестве конечного акцептора электронов. [3] Следует четко указать, что в настоящее время не известны минералы с преобладанием хлората. Это означает, что анион хлората существует только как замещение в известных минеральных видах или — в конечном итоге — присутствует в растворах, заполняющих поры. [4]
В 2011 году исследование Технологического института Джорджии выявило наличие хлората магния на планете Марс. [5]
Примеры хлоратов включают:
Если после слова «хлорат» стоит римская цифра в скобках, это означает, что оксианион содержит хлор в указанной степени окисления, а именно:
Используя это соглашение, «хлорат» означает любой оксианион хлора. Обычно «хлорат» относится только к хлору в степени окисления +5.
Хлораты относительно токсичны, хотя при восстановлении они образуют обычно безвредные хлориды.
