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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:BaSO4.png|250px|Elementarzelle von Kaliumperchlorat]]
| Kristallstruktur = ja
| Strukturhinweis = {{Farbe |#C6C6C6 |Kreis=1}} [[Kalium|K]]+ {{0}} {{Farbe |#FFFF00 |Kreis=1}} [[Chlor|Cl]]7+{{0}} {{Farbe |#E20000 |Kreis=1}} [[Sauerstoff|O]]2−
| Kristallsystem = orthorhombisch
| Raumgruppe = {{Raumgruppe|Pnma|kurz}}
| Gitterkonstanten = ''a'' = 8,834 [[Ångström (Einheit)|Å]], ''b'' = 5,65 Å, ''c'' = 7,24 Å<ref name="Kristallstruktur" />
| Name = Kaliumperchlorat
| Andere Namen = * Perchlorsaures Kalium
* Überchlorsaures Kalium
| Summenformel = KClO4
| CAS = {{CASRN|7778-74-7}}
| EG-Nummer = 231-912-9
| ECHA-ID = 100.029.011
| PubChem = 516900
| ChemSpider =
| DrugBank = DB09418
| ATC-Code = {{ATC|H03|BC01}}
| Beschreibung = weißes, geruchloses Pulver<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Kaliumperchlorat|ZVG=500037|CAS=7778-74-7|Abruf=2023-01-03}}</ref>
| Molare Masse = 138,55 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest<ref name="GESTIS" />
| Dichte = 2,52 g·cm−3<ref name="GESTIS" />
| Schmelzpunkt = Zersetzung > 400 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" /><ref>{{Literatur |Autor=D. Seetharamacharyulu, R. M. Mallya, V. R. Pai Verneker |Titel=Differential thermal analysis of potassium perchlorate |Sammelwerk=Journal of thermal analysis |Band=22 |Nummer=1 |Verlag= |Datum=1981 |Seiten=17–24 |DOI=10.1007/BF01915691}}</ref>
| Dampfdruck =
| Löslichkeit = * schlecht in Wasser (17 g·l−1 bei 20 °C)<ref name="GESTIS" />
* praktisch unlöslich in [[Ethanol]]<ref name="Josef Köhler, Rudolf Meyer">{{Literatur|Autor=Josef Köhler, Rudolf Meyer |Titel=Explosivstoffe |Verlag=Wiley |ISBN=978-3-527-62583-3 |Datum=2009 |Online={{Google Buch |BuchID=V8uai9vmAKAC |Seite=416 }} |Seiten=416 }}</ref>
| CLH = {{CLH-ECHA|ID=100.029.011|Name=Potassium perchlorate|Abruf=2016-02-01}}
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|03|07}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|271|302}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|210|220|264|270|280|301+312}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK =
}}
[[Datei:Kaliumperchlorat.jpg|mini|Kaliumperchlorat, mikroskopische Aufnahme mit polarisiertem Licht]]
'''Kaliumperchlorat''', das [[Kaliumsalz]] der [[Perchlorsäure]] mit der chemischen Formel KClO4, ist ein weißer kristalliner Feststoff, der stark [[brandfördernd]] wirkt und mit vielen [[Oxidation|oxidierbaren]] Stoffen explosionsfähige Gemische bilden kann. Bei Kaliumperchlorat liegt [[Chlor]] in der [[Oxidationsstufe]] +VII vor, der höchsten, die es einnehmen kann.

== Vorkommen ==
Kaliumperchlorat kommt in einer Konzentration von bis zu 4 % in chilenischem Nitratdünger (Chilesalpeter) vor, was bereits 1886 von H. Beckhurts und 1896 von B. Sjollema berichtet wurde.<ref name="dtic.mil">Joseph C. Schumacher: [https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA406294.pdf History of Establishing a Source of Potassium and Ammonium Perchlorates for Use in Solid Propellant Rockets], AIAA Paper 99-2926, 35th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, 20-24. Juni 1999, Los Angeles, California, abgerufen am 22. Februar 2026.</ref><ref name="Richard Escales">{{Literatur|Autor=Richard Escales |Titel=Chloratsprengstoffe |Verlag=De Gruyter |ISBN=978-3-11-269552-4 |Datum=1911 |Online={{Google Buch |BuchID=ASC3EAAAQBAJ |Seite=70 }} |Seiten=70 }}</ref>

== Herstellung ==
Die Herstellung von Kaliumperchlorat wurde zuerst 1816 vom österreichischen Grafen [[Friedrich von Stadion]] beschrieben. Er mischte [[Kaliumchlorat]] mit konzentrierter [[Schwefelsäure]], behandelte die Mischung mit Rühren und vorsichtigem Erwärmen, bis sie ihre Farbe und ihren Geruch verloren hatte und filterte das ausgefallene Kaliumperchlorat ab. Diese Methode ist ineffektiv und durch die Bildung Zwischenprodukten wie [[Chlorsäure]] und dem explosiven [[Chlordioxid]] gefährlich. Im Jahr 1840 entdeckte der britische Chemiker [[Frederick Penny]], dass der Ersatz von Schwefelsäure durch [[Salpetersäure]] den Vorgang wesentlich sicherer machte, da kein Chlordioxid entstand, aber die Ausbeute an Kaliumperchlorat blieb gering.<ref name="K. L. Kosanke">{{Literatur|Autor=K. L. Kosanke, B. J. Kosanke, Barry T. Sturman, Robert M. Winokur |Titel=Encyclopedic Dictionary of Pyrotechnics |Verlag=Journal of Pyrotechnics, Incorporated |ISBN=978-1-889526-21-8 |Datum=2012 |Online={{Google Buch |BuchID=AK8zAwAAQBAJ |Seite=863 }} |Seiten=863 }}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Friedrich von Stadion |Titel=Von den Verbindungen der Chlorine mit dem Sauerstoff |Sammelwerk=Annalen der Physik |Band=52 |Nummer=2 |Verlag= |Datum=1816 |Seiten=197–224 |DOI=10.1002/andp.18160520204}}</ref>

:<chem>3 KCIO3 + 2 H2SO4 -> KCIO4 + 2 KHSO4 + H2O + 2 ClO2</chem>

Die Herstellung von Kaliumperchlorat erfolgt heutzutage in Perchloratzellen, in denen wässrige Lösungen von [[Natriumchlorat]] elektrolysiert werden.<ref name="Randolph Norris Shreve, Nicholas Basta, George T. Austin">{{Literatur|Autor=Randolph Norris Shreve, Nicholas Basta, George T. Austin |Titel=Sre Shreves Chemical Process Industries Handbook, 5/E |Verlag=McGraw-Hill Education |ISBN=978-0-07-135011-2 |Datum=1984 |Online= |Seiten=256 }}</ref><ref name="Jean Billiter">{{Literatur|Autor=Jean Billiter |Titel=Die technische Elektrolyse der Nichtmetalle |Verlag=Springer Vienna |ISBN=978-3-7091-5726-8 |Datum=2013 |Online={{Google Buch |BuchID=7EWnBgAAQBAJ |Seite=367 }} |Seiten=367 }}</ref><ref name="Hampel">{{Literatur |Autor=Clifford A. Hampel, P. W. Leppla |Titel=Production of Potassium Perchlorate |Sammelwerk=Transactions of The Electrochemical Society |Band=92 |Nummer=1 |Verlag= |Datum=1947 |Seiten=55–65 |DOI=10.1149/1.3071804}}</ref> Die entstandene [[Natriumperchlorat]]lösung wird mit [[Kaliumchlorid]] versetzt, wodurch Kaliumperchlorat ausfällt. Als Anodenmaterial dienen in Perchloratzellen meist [[Platin]]<ref name="Hampel" /><ref name="Jean Billiter" />, ähnliche Edelmetalle oder chemisch resistente elektrisch leitfähige [[Oxide]] wie beispielsweise [[Mangan(IV)-oxid|Braunstein]] oder [[Bleidioxid]]. Noch vorhandenes Natriumchlorat kann mit [[Reduktionsmittel]]n wie [[Salzsäure]] oder [[Natriumsulfit]] entfernt werden. Elektrolytische Verfahren zur Herstellung von Perchloraten wurden bereits 1818 entwickelt.<ref name="K. L. Kosanke" /> Die erste kommerzielle Herstellung von Kaliumperchlorat auf elektrolytischen Wege wurde ab 1895 durch [[Oscar Carlson]] in Schweden betrieben.<ref>{{Literatur|Autor= |Titel=Comprehensive Treatise of Electrochemistry |Verlag=Springer US |ISBN=978-1-4684-3785-0 |Datum= |Online={{Google Buch |BuchID=5EXUBwAAQBAJ |Seite=210 }} |Seiten=210 }}</ref>

:<chem>NaClO4 + KCl -> KClO4 + NaCl</chem>

Alternativ kann Kaliumperchlorat durch chemische Oxidation von [[Kaliumchlorat]] erhalten werden, indem man wässrige Kaliumchloratlösungen mit starken [[Oxidationsmittel]]n wie [[Persulfate]]n oder [[Permanganat]]en und geeigneten [[Katalysator]]en versetzt.

Eine dritte Methode zur Herstellung von Kaliumperchlorat ist die thermische [[Disproportionierung]] von [[Kaliumchlorat]].<ref name="Uwe Böhme">{{Literatur|Autor=Uwe Böhme |Titel=Anorganische Chemie kompakt für Dummies |Verlag=John Wiley & Sons, Incorporated |ISBN=978-3-527-68982-8 |Datum=2014 |Online={{Google Buch |BuchID=GFlwBQAAQBAJ |Seite= }} |Seiten= }}</ref>
:<chem>4 KClO3 -> KCl + 3 KClO4</chem>

Ebenfalls möglich ist die Synthese durch Umsetzung von löslichen Kaliumsalzen mit Natriumperchlorat oder [[Perchlorsäure]].<ref name="Josef Köhler, Rudolf Meyer" />

== Eigenschaften ==
Kaliumperchlorat bildet in reiner Form rhombische [[Prisma (Geometrie)|Prismen]], die einige Zentimeter groß werden können. Das Kristallsystem ist [[orthorhombisches Kristallsystem|orthorhombisch]], {{Raumgruppe|Pnma|lang}} mit den [[Gitterparameter]]n ''a'' = 8,834 [[Ångström (Einheit)|Å]], ''b'' = 5,65 Å und ''c'' = 7,24 Å isotyp zu [[Bariumsulfat]].<ref name="Kristallstruktur">C. Gottfried, C. Schusterius: ''Die Struktur von Kalium- und Ammoniumperchlorat''. In: ''Zeitschrift für Kristallographie, Kristallgeometrie, Kristallphysik, Kristallchemie'', 84, 1932, S. 65–73, {{doi|10.1524/zkri.1933.84.1.65}}.</ref> Selbst leicht unreines Kaliumperchlorat bildet nur höchst feine Kristallnadeln. Es ist in kaltem Wasser wenig löslich, ist nicht [[Hygroskopie|hygroskopisch]] und bildet keine [[Hydrate]]. In polaren organischen Lösungsmitteln ist es eher schlecht löslich.<ref name="Long"/>

:{| class="wikitable left" style="text-align:center; font-size:90%;"
|-
| class="hintergrundfarbe6" colspan="13" | '''Löslichkeit in verschiedenen Lösungsmitteln bei 25 °C'''<ref name="Long">Long, J.R.: ''Perchlorate safety: Reconciling inorganic and organic guidelines'' in Chem. Health Safety 9 (2002) 12–18, {{DOI|10.1016/S1074-9098(02)00294-0}}.</ref><ref name="Willard">Willard, H.H.; Smith, G.F.: ''The Perchlorates of the Alkali and Alkaline Earth Metals and Ammonium. Their Solubility in Water and Other Solvents'' in [[J. Am. Chem. Soc.]] 45 (1923) 286–297, {{DOI|10.1021/ja01655a004}}.</ref>
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Lösungsmittel]]
| || [[Wasser]] || [[Methanol]] || [[Ethanol]] || [[n-Propanol|''n''-Propanol]] || [[Aceton]] || [[Ethylacetat]]
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Löslichkeit]]
| in g/100 g Lösungsmittel || 2,062 || 0,105 || 0,012 || 0,010 || 0,155 || 0,001
|}

Außerdem wirkt es stark brandfördernd, da die Freisetzung von [[Sauerstoff]] aus Kaliumperchlorat ein schwach [[exotherm]]er Vorgang ist. Die freiwerdende [[Energie]] ist allerdings sehr gering und reicht nicht aus, um weiteres [[Perchlorat]] über die Zersetzungstemperatur hinaus zu erwärmen, weshalb sich reines Kaliumperchlorat nicht explosiv zersetzen kann.<ref name="Georg Schwedt">{{Literatur|Autor=Georg Schwedt |Titel=Chemische Grundlagen der Pyrotechnik |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |ISBN=978-3-662-57986-2 |Datum=2019 |Online={{Google Buch |BuchID=KcWgDwAAQBAJ |Seite=23 }} |Seiten=23 }}</ref>

In wässriger Lösung hingegen wirkt Kaliumperchlorat viel schwächer oxidierend, als die mit ihm verwandten, niedriger oxidierten Chlor-Sauerstoff-Salze, wie zum Beispiel [[Kaliumhypochlorit]]. So oxidiert Kaliumperchlorat selbst kochende [[Salzsäure]] nur in verschwindend geringen Maßen, wohingegen Kaliumhypochlorit oder [[Kaliumchlorat]] schon bei [[Zimmertemperatur]] unter starkem Aufschäumen und heftiger [[Chlor]]freisetzung mit Salzsäure reagiert.<ref name="Alfons Bujard">{{Literatur|Autor=Alfons Bujard |Titel=Leitfaden der Pyrotechnik |Verlag=A. Bergsträsser |ISBN= |Datum=1899 |Online={{Google Buch |BuchID=oMMJAAAAIAAJ |Seite=41 }} |Seiten=41 }}</ref><ref name="Friedrich Krafft">{{Literatur|Autor=Friedrich Krafft |Titel=Kurzes Lehrbuch der Chemie |Verlag=Deuticke |ISBN= |Datum=1898 |Online={{Google Buch |BuchID=PAsTAlMzXtIC |Seite=148 }} |Seiten=148 }}</ref>

== Verwendung ==
Kaliumperchlorat wurde früher in Sprengstoffen für den Bergbau verwendet, was in den 1890er Jahren vom schwedischen Chemiker und Unternehmer Oscar Carlson untersucht wurde. Mischungen aus Kaliumperchlorat und [[Magnesium]]- oder [[Aluminium]]pulver wurden auch als [[Blitzlichtpulver]] in der Fotografie verwendet.<ref name="Josef Köhler, Rudolf Meyer" />

Kaliumperchlorat wird aufgrund seiner stark oxidierenden Wirkung, seiner vergleichsweise geringen [[Hygroskopie|Hygroskopizität]] und seiner hohen thermischen Stabilität häufig in der Pyrotechnik eingesetzt. Bereits 1850 stellte der deutsche Chemiker [[Julius Hutstein]] für den Bergmann und Pyrotechniker [[Martin Websky]] (1824–1886) Kaliumperchlorat her.<ref name="Josef Köhler, Rudolf Meyer" /> Es dient dort vor allem als [[Oxidationsmittel]] in Blitzknallsätzen, Leuchtfeuern und Zündmischungen, da es gegenüber anderen Oxidationsmitteln weniger empfindlich gegenüber Reibung und Schlag ist und sich gut lagern lässt. Diese Eigenschaften tragen zu einer erhöhten Sicherheit bei der Verarbeitung und Lagerung pyrotechnischer Erzeugnisse bei.

Eine Mischung aus Kaliumperchlorat und [[Asphalt]] (im Verhältnis 3:1) wurde 1942 vom amerikanischen Forscher [[John Whiteside Parsons]] entwickelt und war der erste gießbare Treibstoff für [[Feststoffrakete]]n. Diese Mischung wurde in Jet-Assisted Take-Off ([[JATO]])-Einheiten für Flugzeuge eingesetzt.<ref name="Josef Köhler, Rudolf Meyer" /> Heute findet Kaliumperchlorat in der Raketentechnik findet hingegen nur noch selten Verwendung. Es wurde in diesem Bereich weitgehend durch das chemisch verwandte [[Ammoniumperchlorat]] verdrängt, da dieses einen höheren [[Spezifischer Impuls|spezifischen Impuls]] ermöglicht und sich besser für leistungsstarke [[Feststoffraketentriebwerk|Feststoffraketentreibstoffe]] eignet.<ref>{{Literatur |Autor=Fritz Ullmann |Titel=Ullmanns Encyklopädie Der Technischen Chemie: Deutsch und Englisch. Zwischenregister zu Band 7-18 |Verlag=Verlag Chemie |Ort= |Datum=1980 |ISBN=978-3-527-20000-9 |Seiten=105}}</ref> Zudem zersetzt sich Ammoniumperchlorat unter Sauerstofffreisetzung günstiger für den Antrieb, während Kaliumperchlorat eher feste Rückstände bildet, die die Effizienz von Raketentriebwerken beeinträchtigen können.

Kaliumperchlorat kann auch zur Behandlung von [[Hyperthyreose]]n eingesetzt werden (orale Dosen von 0,4 bis 1,2 g je Tag), da die Substanz die Iodaufnahme in die [[Schilddrüse]] und damit die Hormonsynthese hemmt. Dabei kann anfänglich kann eine VergröBerung der Schilddrüse auftreten.<ref name="P. H. List, Ludwig Hörhammer">{{Literatur|Autor=P. H. List, Ludwig Hörhammer |Titel=Chemikalien und Drogen (H-M) |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |ISBN=978-3-642-65643-9 |Datum=2013 |Online={{Google Buch |BuchID=z6emBgAAQBAJ |Seite=378 }} |Seiten=378 }}</ref> Als Nebenwirkungen sind außer allergischen Reaktionen auch Schädigungen des Knochenmarks bekannt.<ref>{{Literatur |Autor=Hans-Ludwig Krüskemper |Titel=Kaliumperchlorat als Ursache von Leukopenie, Agranulozytose und aplastischer Anämie |Sammelwerk=DMW - Deutsche Medizinische Wochenschrift |Band=87 |Nummer=28 |Verlag= |Datum=1962 |Seiten=1427–1431 |DOI=10.1055/s-0028-1112084}}</ref>

== Sicherheitshinweise ==
Mischungen von Kaliumperchlorat mit [[Phosphor]], [[Schwefel]] oder Metallpulvern können sich schon bei niedrigen Temperaturen entzünden.<ref name="K. L. Kosanke" /> Sie können u. U. mit einem einfachen Hammerschlag heftig zur [[Explosion]] gebracht werden. Daher ist auch bei der Aufbewahrung von [[Chlorate]]n und [[Perchlorate]]n darauf zu achten, dass möglichst keine Verschmutzungen im Aufbewahrungsgefäß vorhanden sind.

Allerdings sind Perchlorate gegenüber Chloraten (auf Grund der [[Oxidationsstufe]] des Chlors von +VII) stabiler und haben daher die Chlorate bei der Verwendung in [[Pyrotechnik|pyrotechnischen]] Mischungen abgelöst. Wobei allerdings bei Streichholzköpfen und Spielzeugmunition immer noch eine Chloratkomposition verwendet wird, da Perchlorate hier zu unreaktiv sind.

== Weblinks ==
* {{Webarchiv | url=http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Campus/5361/chlorate/chlorate.html | wayback=20071106135606 | text=''The Chlorates and Perchlorates'' – Herstellung über Elektrolyse}} (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Kaliumverbindung]]
[[Kategorie:Perchlorat]]

Kaliumperchlorat - Versionsgeschichte

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