硒酸 - Wikiwand
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硒酸

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硒酸
IUPAC名
Selenic(VI) acid
別名 Selenic acid
識別
CAS號 7783-08-6  ✓
PubChem 1089
ChemSpider 1058
SMILES
InChI
InChIKey QYHFIVBSNOWOCQ-UHFFFAOYAI
ChEBI 18170
RTECS VS6575000
KEGG C05697
性質
化學式 H2SeO4
摩爾質量 144.9734 g·mol⁻¹
外觀 無色潮解性晶體
密度 2.95 g/cm3(固態)
熔點 58 °C (331 K)
沸點 260 °C (533 K) (分解)
溶解性 130 g/100 mL (30 °C)
pKa -3.00
折光度n
D
1.5174 (D-line, 20 °C)
結構
分子構型 tetrahedral at Se
危險性
警示術語 R:23/25-33-50/53
安全術語 S:20/21-28-45-60-61
主要危害 刺激性,高毒
NFPA 704
0
3
2
 
相關物質
其他陰離子 亞硒酸
氫硒酸
硒化氫
其他陽離子 硒酸鈉
硒酸鉀
相關化學品 硫酸
二氧化硒
三氧化硒
碲酸
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

硒酸是一種無機酸,化學式為H2SeO4。它是硒的含氧酸,它的結構可以更準確地被描述為(HO)2SeO2

根據價層電子對互斥理論的推測,中心的硒是四面體的,其中Se-O鍵長為161pm。[1]在固態,它為斜方晶系的晶體。[2]

製備

由於三氧化硒的不穩定性,不像三氧化硫溶於水生成硫酸,通過在水中溶解三氧化硒得到硒酸是不切實際的。[1]相反地,硒酸必須通過氧化低價態的硒化合物來製取。

製備硒酸的方法之一就是用過氧化氫氧化二氧化硒:

SeO2 + H2O2 → H2SeO4

無水的硒酸被公認為晶體,它可以由硒酸的溶液在140°C (413 K; 284 °F)溫度下真空蒸發。[3]

硒酸也可以通過亞硒酸(H2SeO3)被鹵素(如氯氣)或高錳酸鉀氧化製取。[4]然而,用氯氣或者溴作為氧化劑會產生鹽酸或者氫溴酸作為副產物,它們需要從溶液中去除,因為它們可以將硒酸還原成亞硒酸。[5]

另一種製備硒酸的方法是將單質硒在水中的懸濁液用氯氣氧化:[4]

Se + 4 H2O + 3 Cl2 → H2SeO4 + 6 HCl

化學性質

類似硫酸,硒酸是一種強酸,有吸濕性,在水中溶解度很強。其濃溶液是粘稠的。已知硒酸有一水合物和二水合物。[4]一水合物的熔點在26°C,而二水合物的熔點在−51.7°C。[1]

硒酸的氧化性比硫酸強,硒酸能將氯離子氧化成氯氣,而自身被還原成亞硒酸二氧化硒[4]

H2SeO4 + 2 H+ + 2 Cl → H2SeO3 + H2O + Cl2

硒酸在200°C以上分解,放出氧氣,自身被還原成亞硒酸:[4]

2 H2SeO4 → 2 H2SeO3 + O2

硒酸可以和鋇鹽反應生成沉澱BaSeO4,沉澱和硫酸鋇的性質類似。總體上說,硒酸鹽和硫酸鹽的性質相似,但是在水中的溶解性更好。許多硒酸鹽有相同的、和硫酸鹽一致的晶體結構[1]

氟磺酸處理硒酸得到硒酰氟(沸點 −8.4 °C):[3]

H2SeO4 + 2 HSO3F → SeO2F2 + 2 H2SO4

熱的濃硒酸可以溶解單質,產生紅黃色的硒酸金(III):[6]

2 Au + 6 H2SeO4 → Au2(SeO4)3 + 3 H2SeO3 + 3 H2O

後來,人們發現這種紅黃色的物質其實是Au2(SeO3)2(SeO4),其中硒的價態被IR和NMR確定。因此,其反應方程式應該為:[7]

2 Au + 4 H2SeO4(濃) → Au2(SeO3)2(SeO4) + H2SeO3 + 3 H2O

同時也能溶解等單質,生成相應的硒酸鹽。熱硒酸與濃鹽酸的混合液像王水一樣,能溶解[8]

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Don M. Yost. Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. 2007: 343–346. ISBN 1-4067-7302-6. 
  2. ^ Mathias S. Wickleder. Francesco A. Devillanova, 編. Handbook of chalcogen chemistry: new perspectives in sulfur, selenium and tellurium. Royal Society of Chemistry. 2007: 353. ISBN 0-85404-366-7. 
  3. ^ 3.0 3.1 Seppelt, K. 「Selenoyl difluoride」 Inorganic Syntheses, 1980, volume XX, pp. 36-38. ISBN 0-471-07715-1. The report describes the synthesis of selenic acid.
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Anil Kumar De. A Text Book of Inorganic Chemistry. New Age International. 2003: 543–545. ISBN 81-224-1384-6. 
  5. ^ Lenher, Victor; Kao, C. H. THE PREPARATION OF SELENIC ACID AND OF CERTAIN SELENATES. Journal of the American Chemical Society (American Chemical Society (ACS)). 1925, 47 (6): 1521–1522. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja01683a005. 
  6. ^ Lenher, Victor. ACTION OF SELENIC ACID ON GOLD.1. Journal of the American Chemical Society (American Chemical Society (ACS)). 1902, 24 (4): 354–355. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja02018a005. 
  7. ^ Wickleder, Mathias S.; Büchner, Oliver; Wickleder, Claudia; el Sheik, Sherif; Brunklaus, Gunther; Eckert, Hellmut. Au2(SeO3)2(SeO4): Synthesis and Characterization of a New Noncentrosymmetric Selenite−Selenate. Inorganic Chemistry (American Chemical Society (ACS)). 2004, 43 (19): 5860–5864. ISSN 0020-1669. doi:10.1021/ic049270z. 
  8. ^ 劉新錦等.無機元素化學(第二版) 氧族元素.北京:科學出版社.2010.01 ISBN 978-7-03-026399-5
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