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[[Datei:Perchlorate-2D-dimensions.png|mini|Das Perchlorat-[[Anion]]]]
'''Perchlorate''' sind die [[Salze]] der [[Perchlorsäure]] HClO4. Das Perchlorat-[[Anion]] ClO4− ist einfach negativ geladen und hat [[Tetraeder|tetraedrische]] Symmetrie. [[Chlor]] besitzt dabei die [[Oxidationszahl]] +7.

== Natürliche Vorkommen ==
Perchlorate, die durch [[Oxidation|oxidative]] Vorgänge in der Atmosphäre gebildet werden, lagern sich mit dem Staub ab. Dieser Vorgang ähnelt der Bildung von [[Nitrate]]n und [[Iodate]]n. In Gegenden mit regelmäßigen Niederschlägen gelangen die Perchlorate in den [[Wasserkreislauf]] und werden dort durch [[Mikroorganismus|Mikroorganismen]] [[Energiestoffwechsel#oxidativ|abgebaut]]. In [[Arides Klima|ariden]] Wüstengebieten wie der [[Atacamawüste]] und im trockenen Südwesten der USA können sich die Perchlorate bis zu [[Konzentration (Chemie)|Konzentrationen]] von einigen mg/kg anreichern. Beim Abbau des [[Chilesalpeter]]s in der Atacamawüste mussten Perchlorate vor dessen Verwendung als [[Dünger]] entfernt werden.

Perchlorate wurden 2008 auch im Staub des Mars nachgewiesen.<ref>{{Literatur |Autor=M. H. Hecht, S. P. Kounaves, R. C. Quinn u. a. |Titel=Detection of Perchlorate and the Soluble Chemistry of Martian Soil at the Phoenix Lander Site |Sammelwerk=[[Science]] |Band=325 |Nummer=5936 |Datum=2009 |Seiten=64–67 |PMID=19574385 |DOI=10.1126/science.1172466}}</ref> Es handelt sich dabei im Wesentlichen um [[Calciumperchlorat]] und [[Magnesiumperchlorat]] im Verhältnis 40:60 und in Konzentrationen von 0,5 bis 1 %.<ref name="DOI10.1016/j.icarus.2024.116246">Piotr Rzymski, A. Łosiak, Jacob Heinz et al.: ''Perchlorates on Mars: Occurrence and implications for putative life on the Red Planet.'' In: ''Icarus.'' 2024, Band 421, S. 116246 {{DOI|10.1016/j.icarus.2024.116246}}.</ref><ref>{{Internetquelle|autor=Leonard David |url=https://www.space.com/21554-mars-toxic-perchlorate-chemicals.html |titel=Toxic Mars: Astronauts Must Deal with Perchlorate on the Red Planet |werk=space.com | sprache=en |datum=2013-06-13 |abruf=2023-08-02}}</ref> Es macht den Marsboden für einen zukünftigen Anbau von Pflanzen so toxisch, dass selbst robuste Bakterien wie ''[[Bacillus subtilis]]'' innerhalb weniger Minuten abgetötet werden.<ref>{{Internetquelle | autor= | url=https://www.derstandard.at/story/2000060916957/der-mars-ist-viel-lebensfeindlicher-als-bisher-angenommen | titel=Der Mars ist viel lebensfeindlicher als bisher angenommen | werk=[[Der Standard|derstandard.at]] | datum=2017-07-07 |abruf=2023-08-02}}</ref><ref>{{Internetquelle | autor=Anne Voigt | url=https://www.welt.de/wissenschaft/article166345358/Im-Marsboden-verbirgt-sich-lebensfeindliche-Chemie.html | titel=Planet Mars: Im Boden verbirgt sich lebensfeindliche Chemie | werk=[[Die Welt#Online-Ausgabe|welt.de]] | datum=2017-07-06 |abruf=2023-08-02}}</ref>

== Eigenschaften ==
Perchlorate sind [[Oxidationsmittel]] und geben beim Erhitzen [[Sauerstoff]] ab:
: <math>\mathrm{ClO_4{^-} \rightarrow Cl^- + 2 \ O_2\!\uparrow}</math>

Die meisten Perchlorate sind leicht [[löslich]]. Ausnahmen bilden die nur mäßig löslichen Salze [[Kaliumperchlorat]], [[Rubidiumperchlorat]] und [[Caesiumperchlorat]]. Kalium-, Rubidium- und Caesiumsalze können daher durch die Bildung eines weißen [[Fällung|Niederschlages]] mithilfe von Perchlorat [[Nachweis (Chemie)|nachgewiesen]] werden, Beispiel:
: <math>\mathrm{ClO_4{^-} + K^+\rightarrow KClO_4\!\downarrow}</math>

In wässriger Lösung wirken Perchlorate kaum oxidierend, da ihre Reduktion in Lösungen ohne [[Katalysator]] sehr langsam erfolgt. Sie sind [[brandfördernd]] und werden in der [[Pyrotechnik]], in [[Sprengstoff]]en und als [[Raketentreibstoff]] für [[Feststoffrakete]]n verwendet. In der [[ISS]] werden Perchlorat-Kartuschen genutzt, um im Notfall schnell Sauerstoff produzieren zu können.

== Struktur ==
Das Perchlorat-Ion ist perfekt tetraedrisch gebaut, die Chlor-Sauerstoff-Bindungen sind gleich lang und gleichwertig. Die Bindungsverhältnisse können völlig analog zum [[isoelektronisch]]en [[Sulfate|Sulfat-Ion]] durch [[Mesomerie]] mit drei delokalisierten Doppelbindungen oder durch Ladungstrennung mit einem formal dreifach positiv geladenen Chloratom erklärt werden.

== Herstellung ==
Perchlorate werden durch die [[Elektrolyse]] von Chloriden hergestellt. Das entstehende Chlor wird nicht wie bei der [[Chlor-Alkali-Elektrolyse]] abgeleitet, sondern von der sich bildenden [[Alkalische Lösung|Lauge]] [[Absorption (Chemie)|absorbiert]]. Dabei entsteht [[Hypochlorite|Hypochlorit]], das anschließend zu [[Chloride|Chlorid]] und [[Chlorate|Chlorat]] [[Disproportionierung|disproportioniert]]. Durch weitere Elektrolyse entsteht Perchlorat.

:<math>\mathrm{2 \ Cl^- \to Cl_2 + 2 \ e^-}</math>

:<math>\mathrm{3 \ Cl_2 + 6 \ OH^- \to 5 \ Cl^- + {ClO_3}^- + 3 \ H_2O}</math>

:<math>\mathrm{{ClO_3}^- + 3 \ H_2O \to {ClO_4}^- + 2 \ H_3O^+ + 2 \ e^-}</math>

An dotierten Diamantelektroden kann mittels Elektrolyse aus einer Chlorid-, Hypochlorit- oder Chloratlösung Perchlorat mit guter Ausbeute hergestellt werden. Die Mechanismen sind noch nicht vollständig aufgeklärt. Wahrscheinlich ist die Bildung aber auf [[Radikalische Substitution|radikalische Reaktionen]] (OH-, O-Radikale) zurückzuführen:<ref>H. Bergmann, J. Rollin, T. Iourtchouk: ''The occurrence of perchlorate during drinking water electrolysis using BDD anodes.'' In: ''Electrochim. Acta.'' 2009, 54, S. 2102–2107.</ref>

[[Ammoniumperchlorat]] wird durch [[Neutralisation (Chemie)|Neutralisation]] von [[Ammoniak]] mit [[Perchlorsäure]] hergestellt.

== Gesundheitliche Gefahren und lebensmittelrechtliche Regelung ==
Perchlorate hemmen die [[Iod]]-Aufnahme im Körper (Iodination) und somit den [[Stoffwechsel]] der [[Schilddrüse]], sind also [[Goitrogene]]. Perchlorate werden daher als [[Arzneistoff]]e zur Regulierung der Schilddrüsenfunktion eingesetzt.

In der [[Europäische Union|EU]] werden die Höchstmengen an Perchloraten in Lebensmitteln durch die [[Verordnung (EG) Nr. 1881/2006]] geregelt. Die jeweiligen Höchstgrenzen hängen dabei vom Erzeugnis ab und orientieren sich auch daran, was durch [[gute Herstellungspraxis]] oder [[gute landwirtschaftliche Praxis]] erreichbar ist: Obst und Gemüse (0,05 mg/kg), [[Cucurbitaceae]] und [[Grünkohl]] (0,10 mg/kg), [[Blattgemüse]] und frische [[Küchenkraut|Kräuter]] (0,5 mg/kg), [[Tee]], incl. Früchte- und Kräutertee (0,75 mg/kg), Anfangsnahrung und Beikost für [[Säugling]]e und Kleinkinder (0,01 mg/kg) und Babynahrung (0,02 mg/kg).<ref>{{EU-Verordnung|2006|1881|titel=der Kommission vom 19. Dezember 2006 zur Festsetzung der Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln}}, Anhang Abschnitt 9.</ref>

Die Verordnung 1881/2006 ist nicht mehr in Kraft und wurde durch die [[Verordnung (EU) 2023/915|Verordnung 2023/915]] ersetzt.<ref>{{Literatur |Titel=Verordnung (EU) 2023/915 der Kommission vom 25. April 2023 über Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln und zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 (Text von Bedeutung für den EWR) |Datum=2023-04-25 |Online=http://data.europa.eu/eli/reg/2023/915/oj/deu |Abruf=2025-06-23}}</ref>

== Verwendung ==
Perchlorate dienen u. a. als Oxidationsmittel in Raketen und Feuerwerkskörpern.

Bei [[Radiologie|radiologischen]] Untersuchungen wird [[Hyperthyreose|hyperthyreoten]] Patienten vor Gabe des iodhaltigen [[Kontrastmittel]]s Perchlorat verabreicht, da dies die Iod-Aufnahme in der Schilddrüse über eine [[kompetitive Hemmung]] blockiert.<ref>A. Lasserre, L. Blohm: ''Kurzlehrbuch Radiologie.'' 3. Auflage. Urban und Fischer, München 2003, ISBN 3-437-42111-5, S. 25.</ref><ref name="Bergmann">H. Bergmann, T. Iourtchouk, J. Rollin: ''Perbromate – eine neue Synthese- und Nachweismöglichkeit.'' In: ''LABO.'' Juni 2010, S. 8–10.</ref>

== Nachweis ==
Qualitativ können Perchlorate durch deren Reduktion zu [[Chlorid]] nachgewiesen werden. Hierbei wird die Probelösung angesäuert und mit [[Titan(IV)-sulfat]] versetzt. Durch Zugabe von [[Eisen]]- oder [[Zink]]spänen wird das [[Titan (Element)|Ti4+]]-Ion zu Ti3+ reduziert. Dieses wiederum reduziert das ClO4−-Ion zu Cl−.
:<math>\mathrm{{ClO_4}^- + 8 \ Ti^{3+} + 8 \ H^+ \to Cl^- + 8 \ Ti^{4+} + 4 \ H_2O}</math>
Das entstehende Chlorid wird üblicherweise mit [[Silbernitrat]] nachgewiesen.<ref>E. Schweda: ''Jander/Blasius: Anorganische Chemie I – Einführung & Qualitative Analyse.'' 17. Auflage. Hirzel, 2012, ISBN 978-3-7776-2134-0.</ref>

== Vertreter ==
* [[Ammoniumperchlorat]] NH4ClO4
* [[Bariumperchlorat]] Ba(ClO4)2
* [[Kaliumperchlorat]] KClO4
* [[Lithiumperchlorat]] LiClO4
* [[Magnesiumperchlorat]] Mg(ClO4)2
* [[Natriumperchlorat]] NaClO4
* [[Silberperchlorat]] AgClO4
* [[Fluorperchlorat]] FClO4
* [[Nickel(II)-perchlorat]] Ni(ClO4)2

== Weblinks ==
* [https://www.blv.admin.ch/blv/de/home/lebensmittel-und-ernaehrung/lebensmittelsicherheit/stoffe-im-fokus/kontaminanten/perchlorat.html ''Perchlorat im Grundwasser''] – Informationen des [[Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen|Bundesamts für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Stoffgruppe]]
[[Kategorie:Perchlorat|!]]

Perchlorate - Versionsgeschichte

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