คลอเรต

ชื่อ
ชื่ออื่นๆ คลอเรต(V)
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	14866-68-3
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	CHEBI:49709 ion CHEBI:23109กลุ่มเกลือ
เคมสไปเดอร์	94578
อ้างอิง Gmelin	1491
PubChem CID	104770
มหาวิทยาลัย	08Z8093742
หมายเลข UN	1461
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID3073137
อินชิ InChI=1S/ClHO3/c2-1(3)4/h(H,2,3,4)/p-1 รหัส: XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M
รอยยิ้ม O=Cl(=O)[O-]
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	ClO 3 −
มวลโมลาร์	83.4512
โครงสร้าง
รูปร่างโมเลกุล	พีระมิดสามเหลี่ยม
อันตราย
ความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OHS/OSH):
อันตรายหลัก	สารออกซิไดซ์
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
แอนไอออนอื่นๆ	โบรเมต ไอโอเดต
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง	คลอไรด์ ไฮโปคลอไรต์ คลอไรต์ เปอร์คลอเรต
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

คลอเรตเป็นชื่อสามัญของClO⁻ ₃แอนไอออนที่มี อะตอม คลอรีนอยู่ในสถานะออกซิเดชัน +5 คำนี้ยังสามารถหมายถึงสารประกอบทางเคมีที่มีแอนไอออนนี้ด้วย โดยคลอเรตเป็นเกลือของกรดคลอริก ออกซิ แอนไอออน อื่นๆของคลอรีนอาจตั้งชื่อว่า "คลอเรต" ตามด้วยเลขโรมันในวงเล็บที่แสดงสถานะออกซิเดชันของคลอรีน เช่นClO⁻ ₄ไอออนที่เรียกกันทั่วไปว่าเพอร์คลอเรตอาจเรียกว่าคลอเรต(VII) ก็ได้

ตามที่ทฤษฎีการผลักกันของอิเล็กตรอนคู่ในวงโคจรชั้นนอกสุด ได้ทำนายไว้ ไอออนคลอเรตจะมีโครงสร้างแบบพีระมิดสามเหลี่ยม

คลอเรตเป็นสารออกซิไดซ์ ที่มีฤทธิ์รุนแรง และควรเก็บให้ห่างจากสารอินทรีย์หรือวัสดุที่ออกซิไดซ์ได้ง่าย ส่วนผสมของเกลือคลอเรตกับวัสดุที่ติดไฟได้แทบทุกชนิด (เช่น น้ำตาลขี้เลื่อยถ่าน ตัวทำละลายอินทรีย์โลหะ ฯลฯ) จะลุกไหม้ ได้ง่าย ด้วยเหตุนี้ คลอเรตจึงเคยถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในดอกไม้ไฟ แต่การใช้งานลดลงเนื่องจากความไม่เสถียร การใช้งานดอกไม้ไฟส่วนใหญ่ที่เคยใช้คลอเรตในปัจจุบันจึงใช้ เปอร์คลอเรตซึ่งมีความเสถียรมากกว่าแทน

ไอออนคลอเรตไม่สามารถแสดงได้อย่างน่าพอใจด้วยโครงสร้างลูอิส เพียงโครงสร้างเดียว เนื่องจากพันธะ Cl–O ทั้งหมดมีความยาวเท่ากัน (1.49 Å ในโพแทสเซียมคลอเรต^{[ 1 ]} ) และอะตอมคลอรีนมีวาเลนซ์เกินแต่โดยทั่วไปมักคิดว่าเป็นโครงสร้างไฮบริดของโครงสร้างเรโซแนนซ์ หลายโครงสร้าง :

สามารถเตรียมโลหะคลอเรตได้โดยการเติมคลอรีน ลงในโลหะ ไฮดรอกไซด์ร้อนเช่นKOH :

3 Cl ₂ + 6 KOH → 5 KCl + KClO ₃ + 3 H ₂ O

ในปฏิกิริยานี้ คลอรีนจะเกิดปฏิกิริยาการแตกตัว (disproportionation ) ทั้งการรีดักชันและการออกซิเดชัน คลอรีนที่มีเลขออกซิเดชัน 0 จะเกิดเป็นคลอไรด์ (Cl⁻ ^;เลขออกซิเดชัน -1) และคลอเรต(V) ( ClO₄²⁻ )−3(เลขออกซิเดชัน +5) ปฏิกิริยาของไฮดรอกไซด์โลหะในน้ำเย็นกับคลอรีนจะให้ผลผลิตเป็นคลอไรด์และไฮโปคลอไรต์ (เลขออกซิเดชัน +1) แทน

การสังเคราะห์ โซเดียมคลอเรตในระดับอุตสาหกรรมเริ่มต้นจาก สารละลาย โซเดียมคลอไรด์ ในน้ำ (น้ำเกลือ) แทนที่จะใช้ก๊าซคลอรีน หากอุปกรณ์อิเล็กโทรไลซิสสามารถผสมคลอรีนและโซเดียมไฮดรอกไซด์ได้ ปฏิกิริยาการแตกตัวเป็นไอออนดังที่กล่าวมาข้างต้นก็จะเกิดขึ้น การให้ความร้อนแก่สารตั้งต้นจนถึงอุณหภูมิ 50–70 °C นั้นทำได้โดยพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในการอิเล็กโทรไลซิส

การศึกษาในปี 2010 ค้นพบการมีอยู่ของแหล่งสะสมคลอเรตตามธรรมชาติทั่วโลก โดยพบความเข้มข้นค่อนข้างสูงในพื้นที่แห้งแล้งและแห้งแล้งมาก^{[ 2 ]}นอกจากนี้ยังวัดปริมาณคลอเรตในตัวอย่างน้ำฝนได้ โดยปริมาณคลอเรตใกล้เคียงกับเปอร์คลอเรตคาดว่าคลอเรตและเปอร์คลอเรตอาจมีกลไกการก่อตัวตามธรรมชาติร่วมกัน และอาจเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรชีวเคมีของคลอรีน จากมุมมองของจุลินทรีย์ การมีอยู่ของคลอเรตตามธรรมชาติอาจอธิบายได้ว่าทำไมจึงมีจุลินทรีย์หลากหลายชนิดที่สามารถลดคลอเรตให้เป็นคลอไรด์ได้ ยิ่งไปกว่านั้น วิวัฒนาการของการลดคลอเรตอาจเป็นปรากฏการณ์โบราณ เนื่องจากแบคทีเรียที่ลดเปอร์คลอเรตทั้งหมดที่อธิบายไว้จนถึงปัจจุบันก็ใช้คลอเรตเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายเช่นกัน^{[ 3 ]}ควรระบุให้ชัดเจนว่า ปัจจุบันยังไม่พบแร่ธาตุใดที่มีคลอเรตเป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งหมายความว่าไอออนคลอเรตมีอยู่เฉพาะในรูปของการแทนที่ในแร่ธาตุที่รู้จัก หรือในที่สุดก็มีอยู่ในสารละลายที่เติมเต็มรูพรุน^{[ 4 ]}

ในปี 2011 การศึกษาโดยสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียได้เปิดเผยการมีอยู่ของแมกนีเซียมคลอเรตบนดาวอังคาร^{[ 5 ]}

ตัวอย่างของคลอเรต ได้แก่

• โพแทสเซียมคลอเรต , _KClO3
• โซเดียมคลอเรต , _NaClO3
• แมกนีเซียมคลอเรต , Mg(ClO ₃ ) ₂

หากมีเลขโรมันในวงเล็บตามหลังคำว่า "คลอเรต" แสดงว่าออกซิแอนไอออน นั้น มีคลอรีนในสถานะออกซิเดชันที่ระบุไว้ ได้แก่:

ตามหลักการนี้ "คลอเรต" หมายถึง ไอออนออกซิเจนของคลอรีน ใดๆโดยปกติแล้ว "คลอเรต" จะหมายถึงเฉพาะคลอรีนที่มีสถานะออกซิเดชัน +5 เท่านั้น

คลอเรตมีพิษค่อนข้างสูง แม้ว่าจะเกิดเป็นคลอไรด์ซึ่งโดยทั่วไปไม่เป็นอันตรายเมื่อถูกรีดิวซ์ก็ตาม

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับไอออนคลอเรต

• "คลอเรต" สารานุกรมบริแทนนิกาเล่ม 6 (ฉบับที่ 11) 1911 หน้า 254