Quelltext der Seite Chlorsäure

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel  = [[Datei:Chloric acid.svg|150px|Struktur von Chlorsäure]]
| Name            = Chlorsäure
| Andere Namen    = Chlor(V)-säure
| Summenformel    = HClO<sub>3</sub>
| CAS             = {{CASRN|7790-93-4}}
| EG-Nummer       = 232-233-0
| ECHA-ID         = 100.029.303
| PubChem         = 19654
| ChemSpider      = 18513
| DrugBank        = DB14150
| Beschreibung    = farb- und geruchlose, nur als wässrige Lösung existierende Säure<ref name=roempp>{{RömppOnline|ID=RD-03-01573|Name=Chlorsäure|Abruf=2014-07-15}}</ref>
| Molare Masse    = 84,46 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat        = nur in wässriger Lösung bis maximal 40 % existent<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Chlorsäure|ZVG=4710|CAS=7790-93-4|Abruf=2016-02-01}}</ref>
| Dichte          = 1,28 g·[[Meter|cm]]<sup>−3</sup> (40%ige Lösung)<ref name="GESTIS"/>
| Schmelzpunkt    = 20 [[Grad Celsius|°C]] (18%ige Lösung)<ref name="GESTIS"/>
| Siedepunkt      = 40 °C (Zersetzung der 18%igen Lösung)<ref name="GESTIS"/>
| pKs             = −2,7<ref name="HOLLEMAN-WIBERG">{{Holleman-Wiberg|Auflage=102.|Startseite=?}}</ref>
| Löslichkeit     = sehr gut in Wasser<ref name=roempp/>
| Quelle GHS-Kz   = <ref name="GESTIS"/>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|03|05}}
| GHS-Signalwort  = Gefahr
| H               = {{H-Sätze|271|314}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|220|280|305+351+338|310}}
| Quelle P        = <ref name="GESTIS"/>
| MAK             = 
}}

'''Chlorsäure''' ist eine der [[Sauerstoffsäure]]n des [[Chlor]]s, dazu gehören außerdem [[Perchlorsäure]], [[Hypochlorige Säure]] und [[Chlorige Säure]]. Chlorsäure ist als Reinstoff nicht beständig und existiert nur in verdünnter Form. Die farblose Lösung findet als starkes [[Oxidationsmittel]] Verwendung. Die Salze der Chlorsäure, die [[Chlorate]], besitzen zum Teil große technische Bedeutung.

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
Chlorsäure besitzt gemäß dem [[VSEPR-Modell]] eine trigonal-[[Pyramide (Geometrie)|pyramidale]] Struktur.

=== Chemische Eigenschaften ===
{| class="wikitable float-left"
|- style="line-height:133%"
!rowspan="2"| Redox-<br>Paar
!rowspan="2"| Oxidations-<br>stufe
!colspan="2"| Normalpotential bei
|- style="line-height:100%"
! pH = 0
! pH = 14
|-
| HClO<sub>4</sub>&#8239;/&#8239;HClO<sub>3</sub>
| (+VII)&#8239;/&#8239;(+V)
| +1,19 V
| +0,36 V
|-
| HClO<sub>3</sub>&#8239;/&#8239;ClO<sub>2</sub>
| (+V)&#8239;/&#8239;(+IV)
| +1,18 V
| ?
|-
| HClO<sub>3</sub>&#8239;/&#8239;HClO<sub>2</sub>
| (+V)&#8239;/&#8239;(+III)
| ?
| ?
|-
| HClO<sub>3</sub>&#8239;/&#8239;HClO
| (+V)&#8239;/&#8239;(+I)
| +1,43 V
| +0,50 V
|-
| HClO<sub>3</sub>&#8239;/&#8239;Cl<sub>2</sub>
| (+V)&#8239;/&#8239;(0)
| +1,47 V
| +0,48 V
|-
| HClO<sub>3</sub>&#8239;/&#8239;Cl<sup>−</sup>
| (+V)&#8239;/&#8239;(-I)
| +1,45 V
| +0,62 V
|}

Chlorsäure ist eine starke Säure (pK<sub>S</sub> = ca. −2,7<ref name="HOLLEMAN-WIBERG"/>), die in Wasser vollständig in Ionen [[Dissoziation (Chemie)|dissoziiert]] vorliegt. Umgekehrt besitzen die Chlorationen nur eine geringe Neigung, Protonen anzulagern, so dass sie sich in Wasser mit annähernd neutralem pH-Wert lösen.

Das Chloratom der Chlorsäure besitzt die Oxidationsstufe +V. Es hat als typisches Nichtmetall eine starke Tendenz, in chemischen Reaktionen Elektronen aufzunehmen und in eine niedrigere stabilere Oxidationszahl (−I, 0, +I oder +III) überzugehen. Somit ist Chlorsäure ein starkes Oxidationsmittel mit einem hohen [[Redoxpotential]]. Allerdings kann sie auch zur Perchlorsäure (Oxidationszahl: +VII) oxidiert werden. Allgemein steht die Chlorsäure mit anderen Sauerstoffsäuren des Chlors sowie [[Chlordioxid]] und Chlor über [[Disproportionierung|Disproportionierungs]]- und [[Komproportionierung|Komproportionierungsreaktionen]] im Gleichgewicht.
Die Oxidationswirkung ist in sauren Milieus ausgeprägter als in alkalischen, was sich in einem höheren Redoxpotential äußert. Für die einzelnen Zahlenwerte ergeben sich:<ref>{{Holleman-Wiberg|Auflage=91.–100.|Startseite=227}}</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
Die Darstellung von Chlorsäure geht von Chlor aus, das zunächst in Chlorat überführt wird. Die Chlorationen werden anschließend zur Chlorsäure [[Protonierung|protoniert]]. Chlor wird zuerst in heiße [[Natronlauge]] eingeleitet. Dabei disproportioniert es in einer Gleichgewichtsreaktion in Chloridionen und Hypochloritionen (1). Anschließend wird die Lösung teilweise angesäuert, so dass ein Anteil der Hypochloritionen in [[Hypochlorige Säure]] übergeht (2). Die Hypochlorige Säure kann als starkes Oxidationsmittel [[Hypochlorite]] zu Chloraten oxidieren (3). Da im 3. Schritt die Protonen regeneriert werden, müssen beim 2. Schritt nur sehr wenig Protonen zum Ansäuern eingesetzt werden. Die Reaktionsgleichungen für die einzelnen Schritte lauten:

:(1) <math>\mathrm{3\ Cl_2  + 6 Na^+ + 6 OH^ - \rightleftharpoons \ 3\ Cl^ -   + 3\ ClO^ -   + 6\ Na^ +   + 3\ H_2 O}</math>

:(2) <math>\mathrm{3\ ClO^ -   + 2 H^ + \rightleftharpoons \ 2\ HClO + ClO^ - }</math>

:(3) <math>\mathrm{2\ HClO + ClO^ - \rightleftharpoons \ ClO_3^ -   + 2\ Cl^ -   + 2\ H^ + }</math>
---------------------------------------------------------------------------------------
'''Brutto:'''
:<math>\mathrm{3\ Cl_2  + 6\ OH^ - \rightleftharpoons \ 5\ Cl^ -   + ClO_3^ -   + 3\ H_2 O}</math>

Technisch erfolgt die Herstellung von [[Natriumchlorat]] durch die Elektrolyse einer wässerigen [[Natriumchlorid|Kochsalz]]lösung. Dabei entsteht gasförmiger [[Wasserstoff]], Chlor und Natronlauge. Leitet man das Chlorgas wieder zurück in die Lösung bzw. lässt es gar nicht erst gasförmig entweichen, kann es wie oben gezeigt zu einer Natriumchloratlösung reagieren.

Die Herstellung von Chlorsäure erfolgt durch Ansäuern von Lösungen, die Chlorationen enthalten. Geht man von einer [[Bariumchlorat]]lösung aus und versetzt sie mit verdünnter [[Schwefelsäure]], so fällt das schwerlösliche [[Bariumsulfat]] aus. In Lösung verbleibt nur die Chlorsäure.<ref>G. Brauer (Hrsg.): ''Handbook of Preparative Inorganic Chemistry'' 2. Ausgabe, Vol. 1, Academic Press 1963, S. 312–313.</ref>

:<math>\mathrm{Ba(ClO_3 )_2 (aq) + H_2 SO_4 (l) \rightleftharpoons \ 2\ HClO_3 (aq) + BaSO_4 (s)}</math>

Durch wasserentziehende Mittel kann Chlorsäure bis zu einer Konzentration von 40 % aufkonzentriert werden. Höher konzentrierte Lösungen zersetzen sich unter Bildung von [[Chlor]], [[Chlordioxid]] und [[Perchlorsäure]]:

:<math>\mathrm{8\ HClO_3  \longrightarrow \ 4\ HClO_4  + 2\ Cl_2  + 3\ O_2  + 2\ H_2O}</math>

:<math>\mathrm{3\ HClO_3  \longrightarrow \ HClO_4  + 2\ ClO_2  +  H_2O}</math>

== Verwendung ==
Eine handelsübliche Mischung von 40%iger Chlorsäure mit rauchender (38%iger) Salzsäure nennt man Euchlorin (nicht zu verwechseln mit dem [[Euchlorin|gleichnamigen Mineral]]). Die Kombination aus starken sauren und oxidierenden Eigenschaften kann dem Aufschluss von ansonsten unlöslichen Mineralien und der Zerstörung organischer Stoffe dienen. Dabei geht die Oxidationswirkung nicht nur von der Chlorsäure selbst aus, sondern auch von Chlor und Chlordioxid, die bei der Reaktion mit HCl entstehen:

:<math>\mathrm{2\ HClO_3  + 2\ HCl \longrightarrow \ 2\ ClO_2  + Cl_2  + 2\ H_2O}</math>

== Sicherheitshinweise ==
Chlorsäure kann schwere Verätzungen der Haut und Augen hervorrufen, sie zerstört unter anderem die [[Hornhaut]]. Konzentrierte sowie verdünnte Chlorsäure besitzen einen brandfördernden Charakter und dürfen nicht mit organischen Materialien in Kontakt gebracht werden.<ref name="GESTIS"/>

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Chlorsauerstoffsäuren}}

{{SORTIERUNG:Chlorsaure}}
[[Kategorie:Halogensauerstoffsäure]]
[[Kategorie:Chlorverbindung]]