Clorato di potassio: preparazione, usi
Il clorato di potassio è un composto in cui il cloro ha numero di ossidazione + 5 e formula KClO3 . Si presenta sotto forma di cristalli monoclini bianchi, scarsamente solubili in acqua fredda ed è particolarmente usato nell’industria.
Il clorato di potassio è usato come:
- Ossidante
- Sostanza in grado di produrre ossigeno
- Disinfettante
- Nella preparazione di esplosivi e fuochi d’artificio
- Nella preparazione della alizarina e del nero di anilina
Preparazione del clorato di potassio
Si ottiene su scala industriale per reazione di scambio tra il cloruro di potassio e il clorato di calcio (processo Liebig). Quest’ultimo composto viene ottenuto per clorurazione del latte di calce secondo la reazione:
6 Ca(OH)2 + 6 Cl2 → Ca(ClO3)2 + 5 CaCl2 + 6 H2O
In tale reazione la sospensione acquosa di idrossido di calcio viene è in torri di clorurazione con una corrente di cloro gassoso. Il cloro assorbito forma dapprima ipoclorito di calcio alla temperatura di 40°C, poi nell’ultima torre operante a 70°C la soluzione di ipoclorito di calcio Ca(OCl)2 viene trasformata in clorato di calcio.
La soluzione contenente il 12-15% di clorato di calcio è miscelata con KCl polverizzato in lieve eccesso; per riscaldamento avviene la reazione:
Ca(ClO3)2 + 2 KCl → 2 KClO3 + CaCl2
Il clorato ottenuto è cristallizzato per raffreddamento della soluzione ed è recuperato per centrifugazione.
La produzione su scala ridotta del clorato di potassio può avvenire tramite una reazione di disproporzione di una soluzione di ipoclorito di sodio:
3 NaClO → 2 NaCl + NaClO3
Il clorato di sodio ottenuto viene fatto reagire con cloruro di potassio secondo la reazione di doppio scambio:
KCl + NaClO3 → NaCl + KClO3
Il clorato di potassio può essere ottenuto facendo passare il cloro gassoso in una soluzione di idrossido di potassio a caldo secondo la reazione:
3 Cl2 + 6 KOH → KClO3 + 5 KCl + 3 H2O
Reazioni
Oltre alla reazione di decomposizione, reagisce con l’acido solforico per formare acido clorico e solfato di potassio:
2 KClO3 + H2SO4 → 2 HClO3 + K2SO4
Usi
Il clorato di potassio fu largamente impiegato nelle armi da fuoco e, solo successivamente fu soppiantato dal perclorato di potassio.
Il clorato di potassio è usato per ottenere ossigeno su piccola scala: se riscaldato, infatti, in presenza di un catalizzatore quale il diossido di manganese MnO2, si decompone secondo la reazione:
2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2
In assenza di catalizzatore il clorato di potassio si decompone per riscaldamento dando il perclorato di potassio secondo la reazione di disproporzione:
4 KClO3 → 3 KClO4 + KCl
Un ulteriore riscaldamento del perclorato di potassio porta alla formazione di cloruro di potassio e ossigeno gassoso:
KClO4 → KCl + 2 O2
Tali reazioni devono avvenire usando reagenti puri e temperatura controllata.
Può reagire con acido solforico per dare acido clorico e solfato di potassio:
2 KClO3 + H2SO4 → 2 HClO3 + K2SO4
Deve essere maneggiato con cura in quanto può bruciare o esplodere spontaneamente se a contatto con combustibili.
Miscelato a lattosio e colofonia è usato per l’ottenimento della fumata bianca che annuncia la nomina del Papa. Dalla sua decomposizione, infatti, si ottiene l’ossigeno necessario per la rapida combustione del lattosio e dei componenti della colofonia da cui si ottengono una grande quantità di particelle solide e goccioline d’acqua condensata che, sospese nell’aria, riflettono la luce, generando il caratteristico colore bianco del fumo.
Questo sistema, adottato a partire dal conclave del 2005, ha sostituito l’antico metodo basato sulla combustione di paglia umida e pece, che talvolta dava luogo a fumate grigie poco chiare.
il 13 Aprile 2013