Ácido Perclórico: Fórmula, Características y Usos

El ácido perclórico es un ácido mineral muy fuerte, usualmente encontrado como una solución acuosa incolora y sin olor, corrosiva para metales y tejidos. Es un potente oxidante cuando está caliente, pero sus soluciones acuosas (hasta aproximadamente el 70% en peso) a temperatura ambiente son generalmente seguras, mostrando solamente características ácidas fuertes y sin propiedades oxidantes.

El ácido perclórico y sus sales (particularmente perclorato de amonio [NH₄ClO₄, CAS: 7790-98-9], perclorato de sodio [NaClO₄, 7601-89-0], y perclorato de potasio [KClO₄, 7778-74- 7]), encuentran muchas aplicaciones debido a su fuerte poder oxidante.

Su producción ha aumentado debido a su uso como material de partida para la producción de perclorato de amonio puro, un ingrediente básico de explosivos y propulsores sólidos para cohetes y misiles.

El ácido perclórico también se utiliza, a escala limitada, como reactivo con fines analíticos. Sus envases contenedores cerrados pueden romperse violentamente bajo exposición prolongada al calor.

Fórmulas: Ácido perclórico: HClO₄
CAS: 7601-90-3

Estructura en 2D

Estructura en 3D

Características del ácido perclórico

Propiedades físicas y químicas

• Apariencia: líquido incoloro
• Olor: inodoro
• Peso molecular: 100.454 g/mol
• Punto de ebullición: 19 °C
• Punto de fusión: -112 °C
• Densidad: 1.768 g/cm3
• Solubilidad en agua: Miscible
• Acidez (pKa): -15.2 (±2.0)

El ácido perclórico pertenece al grupo de los ácidos oxidantes fuertes.

Inflamabilidad

-Los ácidos oxidantes fuertes generalmente no son inflamables, pero pueden acelerar la combustión de otros materiales proporcionando oxígeno (actuando como agentes oxidantes).

-Las soluciones de ácido perclórico pueden explotar por efecto del calor o la contaminación.

-Cuando se calientan por encima de 160°C, o se involucran en un incendio, pueden descomponerse explosivamente.

-Pueden reaccionar explosivamente con hidrocarburos (combustibles). Puede encender combustibles (madera, papel, aceite, ropa, etc.).

-Los contenedores pueden explotar cuando se calientan.

-La escorrentía puede crear peligro de incendio o explosión.

Reactividad

-Los ácidos oxidantes fuertes generalmente son solubles en agua con la liberación de iones hidrógeno. Las soluciones resultantes tienen pH de 1 o cerca de 1.

-Los materiales de este grupo reaccionan con bases químicas (por ejemplo: aminas y hidróxidos inorgánicos) para formar sales. Estas reacciones de neutralización se producen cuando la base acepta iones de hidrógeno que el ácido dona.

-Las neutralizaciones pueden generar cantidades peligrosamente grandes de calor en espacios pequeños.

-La adición de agua a los ácidos a menudo genera suficiente calor en la pequeña región de la mezcla, como para hacer hervir dicha parte del agua explosivamente, pudiendo producirse salpicaduras de ácido muy peligrosas.

-Estos materiales tienen una capacidad significativa como agentes oxidantes, pero esa capacidad varía entre uno y otro.

-Pueden reaccionar con metales activos (como el hierro y alumínio) y también con muchos metales menos activos, para disolver el metal y liberar hidrógeno y/o gases tóxicos.

-Sus reacciones con sales de cianuro y sus compuestos, liberan cianuro de hidrógeno gaseoso.

-También se generan gases inflamables y/o tóxicos por sus reacciones con ditiocarbamatos, isocianatos, mercaptanos, nitruros, nitrilos, sulfuros y agentes reductores débiles o fuertes.

-Se producen reacciones adicionales generadoras de gas con sulfitos, nitritos, tiosulfatos (para dar H2S y SO3), ditionitos (SO2) e incluso carbonatos: el dióxido de carbono gas de la última no es tóxico pero el calor y las salpicaduras de la reacción pueden ser molesto.

-Las soluciones de ácido perclórico son soluciones ácidas oxidantes fuertes.

-Pueden reaccionar vigorosamente o detonar, cuando se mezcla con materiales oxidables (alcoholes, aminas, boranos, dicianógeno, hidrazinas, hidrocarburos, hidrógeno, nitroalcanos, metales en polvo, silanos y tioles, entre otros).

-El ácido perclórico se enciende al contacto con cloruro de sulfinilo.

Toxicidad

-Los ácidos oxidantes fuertes son corrosivo para los tejidos. Los vapores de ácido irritan los tejidos sensibles (como los ojos y el sistema respiratorio) severamente.

-La inhalación, ingestión o contacto (de la piel, los ojos, etc) con las soluciones de ácido perclórico o con sus vapores o puede causar lesiones graves, quemaduras o la muerte.

-Al entrar em contacto com el fuego pueden producir gases irritantes, corrosivos y/o tóxicos.

-La escorrentía del control de incendios o del agua de dilución puede causar contaminación.

Usos

-El ácido perclórico se utiliza en las áreas de investigación científica y desarrollo, y en la fabricación de productos químicos y equipos eléctricos, electrónicos y ópticos.

-Es usado como precursor en la producción de perclorato de amonio puro, un ingrediente básico de explosivos y propulsores sólidos para cohetes y misiles.

-Los usos del ácido perclórico en el hogar incluyen limpiadores de inodoros, de metal y de desagües, removedores de óxido, en baterías y como imprimación para uñas postizas.

-Los usos industriales incluyen: refinación de metales, plomería, blanqueo, grabado, galvanoplastia, fotografía, desinfección, municiones, fabricación de fertilizantes, limpieza de metales y remoción de óxido.

-El ácido perclórico también se utiliza, a escala limitada, como reactivo con fines analíticos.

Efectos clínicos

Los ácidos causan necrosis por coagulación. Los iones de hidrógeno desecan las células epiteliales, causando edema, eritema, desprendimiento de tejido y necrosis, con formación de úlceras y escaras.

En la exposición a estos ácidos por la vía gastrointestinal, los pacientes pueden desarrollar quemaduras de grado II (ampollas superficiales, erosiones y ulceraciones) que corren el riesgo de sufrir una posterior formación de estenosis, en particular la vía gástrica y el esófago.

También se pueden desarrollar quemaduras profundas y necrosis de la mucosa gastrointestinal. Las complicaciones a menudo incluyen perforación (esofágica, gástrica, rara vez duodenal), formación de fístulas (traqueoesofágico, aortoesofágico) y hemorragia gastrointestinal.

La exposición por inhalación puede causar disnea, dolor torácico pleurítico, tos y broncoespasmo, edema de las vías respiratorias superiores y quemaduras. El edema de las vías respiratorias superiores es común y a menudo amenaza la vida.

La exposición ocular puede producir severa irritación conjuntival y quemosis, defectos epiteliales de la córnea, isquemia límbica, pérdida permanente de la visión y en casos graves de perforación.

La exposición de la dérmica leve puede causar irritación y quemaduras de grosor parcial. Una exposición más prolongada o de alta concentración puede causar quemaduras de grosor completo.

Las complicaciones pueden incluir celulitis, sepsis, contracturas, osteomielitis y toxicidad sistémica.

Seguridad y riesgos 

Declaraciones de peligro del Sistema Globalmente Armonizado de clasificación y etiquetado de productos químicos (SGA)

El Sistema Globalmente Armonizado de clasificación y etiquetado de productos químicos (SGA) es un sistema acordado internacionalmente, creado por las Naciones Unidas y diseñado para reemplazar las diversas normas de clasificación y etiquetado utilizadas en diferentes países mediante el uso de criterios coherentes a nivel mundial.

Las clases de peligro (y su correspondiente capítulo del SGA), las  normas de clasificación y etiquetado, y las recomendaciones para el ácido perclórico son las siguientes (European Chemicals Agency, 2017; Naciones Unidas, 2015; PubChem,2017):

Declaraciones de peligro del GHS

H271: Puede causar fuego o explosión; Oxidante fuerte [Peligro Líquidos oxidantes; Sólidos comburentes – Categoría 1] (PubChem,2017).

H290: Puede ser corrosivo para metales [Advertencia Corrosivo para Metales – Categoría 1] (PubChem,2017).

H302: Nocivo por ingestión [Advertencia Toxicidad aguda, oral – Categoría 4] (PubChem,2017).

H314: Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares [Peligro Corrosión / irritación cutáneas – Categoría 1A, B, C] (PubChem,2017).

H318: Provoca lesiones oculares graves [Peligro Lesiones oculares graves / irritación ocular – Categoría 1] (PubChem,2017).

H371: Puede causar daño a los órganos [Advertencia Toxicidad específica en órganos diana, exposición única – Categoría 2] (PubChem,2017).

Códigos de instrucciones de precaución

P210, P220, P221, P234, P260, P264, P270, P280, P283, P301+P312, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P304+P340, P305+P351+P338, P306+P360, P309+P311, P310, P321, P330, P363, P370+P378, P371+P380+P375, P390, P404, P405, and P501 (PubChem,2017).

Referencias

1. European Chemicals Agency (ECHA). (2016). Perchloric acid. Brief Profile. Recuperado el 08 de febrero del 2017, de: echa.europa.eu.
2. JSmol (2017) Perchloric acid. [imagen] Recuperado de: chemapps.stolaf.edu.
3. NASA (2008) Ares-1 launch 02-2008 [imagen]  Recuperado de: commons.wikimedia.org.
4. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database. (2017). Perchloric Acid – PubChem Structure. [imagen] Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. Oelen, W. (2011) Perchloric acid 60 percent [imagen] Recuperado de: en.wikipedia.org.
6. Wikipedia. (2017). Ácido perclórico. Recuperado 08 de febrero de 2017, a partir de: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. (2017). Perchloric acid. Recuperado 08 de febrero de 2017, a partir de: es.wikipedia.org.