Natriumchlorat

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Strukturformel
Struktur von Natriumchlorat
Allgemeines
Name Natriumchlorat
Andere Namen

chlorsaures Natrium

Summenformel NaClO3
CAS-Nummer 7775-09-9
Kurzbeschreibung

farbloser, kristalliner, wasserlöslicher, hygroskopischer Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 106,4410 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,49 g·cm−3 (15 °C)[2]

Schmelzpunkt

248 °C[2]

Siedepunkt

Zersetzung ab 300 °C[2]

Löslichkeit

gut in Wasser (916 g·l−1 bei 20 °C)[2]

Brechungsindex

1,5151[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4]
03 – Brandfördernd 07 – Achtung 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 271​‐​302​‐​411
P: 210​‐​221​‐​273 [2]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4]
Brandfördernd Gesundheitsschädlich Umweltgefährlich
Brand-
fördernd
Gesundheits-
schädlich
Umwelt-
gefährlich
(O) (Xn) (N)
R- und S-Sätze R: 9​‐​22​‐​51/53
S: (2)​‐​13​‐​17​‐​46​‐​61
Toxikologische Daten

1200 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

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Natriumchlorat (veraltet auch chlorsaures Natrium) NaClO3 ist das Natriumsalz der Chlorsäure (HClO3).

Darstellung und Gewinnung[Bearbeiten]

Natriumchlorat wird durch Elektrolyse von Natriumchloridlösung hergestellt. Das an der Anode gebildete Chlor (Cl2) reagiert zu Hypochlorit, das seinerseits durch anodische Oxidation in Chlorat übergeht.[6]

Es kann auch durch Einleiten von Chlorgas in eine warme NaOH-Lösung hergestellt werden. Mit anschließender Kristallisation erhält man das Natriumchlorat.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Natriumchlorat bildet farblose, wasserlösliche, kubische Kristalle. Es disproportioniert bei erhöhter Temperatur zunächst in Natriumperchlorat und Natriumchlorid,[6] wobei Natriumperchlorat bei stärkerem Erhitzen weiter in Natriumchlorid und Sauerstoff zerfällt.

\mathrm{ 4 \ NaClO_3 \longrightarrow \ NaCl + 3 \ NaClO_4}

Wässrige Lösungen reagieren schwach sauer.[1]

Verwendung[Bearbeiten]

Natriumchlorat wird größtenteils als Bleichmittel in der Papierindustrie verwendet[7] und ist auch für die Textilindustrie geeignet.[8] Die Elementar-Chlor-Freie-Bleiche (ECF-Bleiche) bei der Zellstoffherstellung führte in den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts zu einer stark wachsenden Erzeugung von Natriumchlorat. Bereits um 1985 wurden fast 80 % der hergestellten Mengen zur Freisetzung von Chlordioxid verwendet.[9] Zurzeit werden etwa 90 % der Weltproduktion zu Chlordioxid weiterverarbeitet.[10] Weiterhin dient Natriumchlorat zur Herstellung von Natriumchlorit, Perchloraten sowie als Unkrautvernichtungsmittel.[6] Chlorate sind jedoch innerhalb der EU als Wirkstoffe in Pflanzenschutzmitteln nicht mehr zugelassen;[11] ein bekannter Handelsname der chlorathaltigen Herbizide war „UnkrautEx“. Früher diente es als Oxidans in einigen Explosivstoffen, doch diese werden wegen ihrer Handhabungsunsicherheit schon lange nicht mehr hergestellt.

Natriumchlorat ist in chemischen Sauerstoffgeneratoren (Sauerstoffkerzen) enthalten, wie sie sich in Passagierflugzeugen über jedem Sitz befinden; sie sind per Schlauch mit einer Sauerstoffmaske verbunden. Bei Druckverlust fallen diese Masken aus einer kleinen Kammer über dem Sitz. Der Sauerstoffgenerator wird durch das Heranziehen der Maske aktiviert. Dabei reagiert das Natriumchlorat mit Eisen zu Natriumchlorid, Eisen(II)-oxid und Sauerstoff.

\mathrm{NaClO_3 + \ Fe \longrightarrow NaCl + FeO + O_2}

Durch die bei dieser Reaktion freigesetzte Wärme wird der Generator bis zu 260 Grad Celsius heiß.[12][13]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Datenblatt Natriumchlorat bei Merck, abgerufen am 18. Januar 2011.
  2. a b c d e Eintrag zu Natriumchlorat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 11. Januar 2008 (JavaScript erforderlich).
  3. David R. Lide (Ed.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90th Edition (Internet Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Index of Refraction of Inorganic Crystals, S. 10-247.
  4. a b Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 7775-09-9 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  5. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  6. a b c A. F. Holleman, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, S. 478–479, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 3-11-012641-9.
  7. Arnold Willmes, Taschenbuch Chemische Substanzen, Harry Deutsch, Frankfurt a. M., 2007.
  8. Umweltbundesamt (PDF; 284 kB)
  9. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemie der Elemente, VCH, 1988, S. 1115–1116; ISBN 3-527-26169-9.
  10. Stichwort "Bleaching" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 7th Edition 2007 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA online edition
  11. Entscheidung 2008/865/EG der Kommission vom 10. November 2008 über die Nichtaufnahme von Chlorat in Anhang I der Richtlinie 91/414/EWG des Rates und die Aufhebung der Zulassungen für Pflanzenschutzmittel mit diesem Stoff
  12. Diplomarbeit Max Mahnken, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, 2006. (PDF; 7,2 MB)
  13. Chemische Sauerstoffgeneratoren in Passagierflugzeugen; PDF, 1,84 MB, Abschnitt 7.3.