Acid selenic

Axit selenic
Selenic acid
Selenic acid
Danh pháp IUPAC	Selenic(VI) acid
Tên khác	Selenic acid
Nhận dạng
Số CAS	7783-08-6
Số RTECS	VS6575000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ OSe(O)(=O)O
Thuộc tính
Công thức phân tử	H2SeO4
Khối lượng mol	144,9734 g/mol
Bề ngoài	Tinh thể không màu
Khối lượng riêng	2,95 g/cm³, rắn
Điểm nóng chảy	58 °C (331 K)
Điểm sôi	260 °C (533 K) (phân hủy)
Độ hòa tan trong nước	130 g/100 mL (30 °C)
Độ axit (pKa)	tương tự như H2SO4
Chiết suất (nD)	1,5174 (D-line, 20 °C)
Cấu trúc
Hình dạng phân tử	tứ diện tại Se
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	Ăn mòn, độc tính cao
NFPA 704	0 3 2
Chỉ dẫn R	23/25-33-50/53
Chỉ dẫn S	20/21-28-45-60-61
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Selenat
Cation khác	Ion selenoyl, SeO2^2+
Hợp chất liên quan	Axit sulfuric Axit teluric Axit polonic Axit selenơ Selen dioxit
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Tham khảo hộp thông tin

Axit selenic là một hợp chất hóa học với công thức H₂SeO₄. Đây là một oxit axit của selen, cấu trúc chính xác hơn của nó được mô tả bằng công thức (HO)₂SeO₂. Nó là một hợp chất không màu. Mặc dù nó có ít ứng dụng, nhưng một trong những muối của nó, natri selenate được sử dụng trong sản xuất thủy tinh và thức ăn gia súc.^[1] Dạng monohydrat nóng chảy ở 26 °C, còn dạng dihydrat nóng chảy ở −51,7 °C^[2].

Cấu trúc và liên kết

Theo dự đoán của lý thuyết VSEPR, trung tâm của axit là selen và có dạng tứ diện, với độ dài liên kết Se-O là 161 pm^[2]. Trong trạng thái rắn, nó kết tinh ở dạng cấu trúc trực thoi^[3].

Tính chất hóa học

Axit selenic loãng có các tính chất như các axit thường khác:

• Tác dụng với kim loại giải phóng khí Hydro:

H₂SeO₄ + Ca → CaSeO₄ + H₂↑

• Tác dụng với base tạo thành muối và nước:

H₂SeO₄ + 2RbOH → Rb₂SeO₄ + 2H₂O

• Tác dụng với oxit base tạo thành muối và nước:

H₂SeO₄ + CuO → CuSeO₄ + H₂O

• Tác dụng với muối tạo thành axit mới và muối mới:

H₂SeO₄ + K₂SO₄ → K₂SeO₄ + H₂SO₄

Axít selenic đậm đặc có những tính chất hóa học riêng:

• Tác dụng với đồng:

Cu + 2H₂SeO₄ → CuSeO₄ + 2H₂O + SeO₂

Giống như axit sulfuric, axit selenic là một axit mạnh háo nước và cực kỳ dễ hòa tan trong nước. Các dung dịch đậm đặc thì có tính nhớt. Các dạng mono và dihydrat đã được biết đến^[4].

Axit selenic là chất oxy hóa mạnh hơn axit sunfuric,^[5] có khả năng giải phóng chlor khỏi ion clorua , bị khử thành axit selenơ :

H
2SeO
4 + 2H+
+ 2Cl−
→ H
2SeO
3 + H
2O + Cl
2

Nó phân hủy ở nhiệt độ trên 200 °C, tạo thành axit selenơ va giải phóng khí oxy:^[4]

2H
2SeO
4 → 2H
2SeO
3 + O
2

Axit selenic phản ứng với muối bari để kết tủa BaSeO
4 tương tự như BaSO
4.

Ba2+
+ H
2SeO
4 →BaSeO
4 + 2H+

Nói chung, muối selenat rất giống muối sunfat, nhưng dễ tan hơn. Nhiều muối selenat có cấu trúc tinh thể giống như muối sunfat tương ứng.^[2]

Xử lý axit selenic bằng acid fluorosulfuric thu được selenoyl florua:^[6]

H
2SeO
4 + 2HSO
3F → SeO
2F
2 + 2H
2SO
4

Axit selenic đặc nóng phản ứng với vàng, tạo thành dung dịch vàng(III) selenat có màu vàng đỏ:^[7]

2Au + 6H
2SeO
4 → Au
2(SeO
4)
3 + 3SeO
3 + 3H
2O

Sản xuất

Vì selen trioxit không bền nên không thể sản xuất axit selenic bằng cách hòa selen trioxit vào nước như cách sản xuất axit sulfuric^[2] mà phải oxy hóa các hợp chất selen ở trạng thái oxy hóa thấp hơn.

Phương pháp thường được sử dụng để sản xuất axit selenic hiện nay là oxy hóa selen dioxide trong dung dịch H₂O₂:

SeO
2 + H
2O
2 → H
2SeO
4

Để có được axít selenic khan ở dạng chất rắn kết tinh, người ta làm bốc hơi dung dịch axít selenic ở nhiệt độ dưới 140 °C (413 K; 284 °F) trong chân không^[6].

Axít selenic cũng có thể tạo ra bởi các quá trình oxy hóa H₂SeO₃ với halogen, ví dụ như clo hoặc brom, hoặc với kali pemanganat^[4]. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng clo hoặc brom làm tác nhân oxy hóa cũng đồng thời sản xuất ra axit clohydric hoặc axit bromhydric là các phụ phẩm cần loại bỏ, do chúng có thể khử axit selenic thành axit selenơ^[8].

Ngoài các cách trên còn có một phương pháp nữa, đó là oxy hóa selen nguyên tố bằng dung dịch clo:

Se + 3Cl
2 + 4H
2O → H
2SeO
4 + 6HCl

An toàn

Axít selenic mạnh hơn axit sulfuric nên khi rơi vào da sẽ làm bỏng, thậm chí đi sâu vào tác dụng với xương, tủy, gây hậu quả nghiêm trọng.

Giống như các hợp chất của selen, axit selenic có độc tính cao, vì vậy cần phải hết sức cẩn thận khi làm việc với hóa chất này.

Do có tính háo nước nên tuyệt đối không pha loãng bằng cách đổ nước vào axit, nếu làm vậy nước sẽ sôi lên và mang theo axit bắn ra xung quanh.

Tham khảo

1. Bernd E. Langner "Selenium and Selenium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a23_525.
2. ^ Don M. Yost (2007). Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. tr. 343–346. ISBN 1-4067-7302-6.
3. Mathias S. Wickleder (2007). Francesco A. Devillanova (biên tập). Handbook of chalcogen chemistry: new perspectives in sulfur, selenium and tellurium. Royal Society of Chemistry. tr. 353. ISBN 0-85404-366-7.
4. ^ Anil Kumar De (2003). A Text Book of Inorganic Chemistry. New Age International. tr. 543–545. ISBN 81-224-1384-6.
5. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (ấn bản thứ 2), Oxford: Butterworth-Heinemann, tr. 782, ISBN 0-7506-3365-4
6. ^ Seppelt K. "Selenoyl difluoride" Inorganic Syntheses, 1980, số XX, tr. 36-38. ISBN 0-471-07715-1. Báo cáo mô tả quá trình tổng hợp axit selenic.
7. Lenher, V. (tháng 4 năm 1902). “Action of selenic acid on gold”. Journal of the American Chemical Society. 24 (4): 354–355. doi:10.1021/ja02018a005.
8. Lenher V.; C. H. Kao (6-1925). "The preparation of selenic acid and of certain selenates". Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, 47 (6): 1521–1522. doi:10.1021/ja01683a005