高氯酸（Perchloric acid），別名過氯酸，是一種無機強酸，為無色透明的發煙液體，高氯酸在無機含氧酸中酸性最強。分子式為HClO4，分子量為100.46，熔點為-112℃，沸點為130°C，相對密度（水）為1.76，能溶于水、乙醇和三氯甲烷，無水高氯酸具有吸潮性，溶于水可以生成一系列水合物。高氯酸的濃酸極不穩定，放置即可進行分解，受熱后會分解成二氧化氯、水和氧，能與活潑金屬反應放出氫氣，加熱會爆炸，還具有強氧化性，冷的高氯酸沒有氧化性。高氯酸在接觸炭、紙屑、有機化合物質、還原性有機物、還原劑、易燃物如硫、磷等時會引起爆炸。稀酸（60%以下）較穩定，能夠形成含72.4%高氯酸的最高沸點混合物。
高氯酸可以用來制備高氯酸鹽，在生產砂輪中用于除去炭粒等雜質，化工生產中用作強氧化劑，分析化學中用作色譜分析試劑，以及用于金屬溶解。另外，高氯酸還用于電拋光、鉛電鍍、人造金剛石提純，以及生產煙花、炸藥、火藥和電影膠片等。由于高氯酸具有酸性和強氧化性，因而高氯酸溶液對皮膚、眼睛和呼吸道粘膜有強刺激性和腐蝕性，濺在皮膚上產生疼痛并可引起嚴重灼傷。
相關歷史
1816年奧地利化學家弗里德里希·馮·斯塔迪翁（Friedrich·von·Stadion）通過對硫酸和氯酸鉀的混合物進行真空蒸餾以及對二氧化氯的飽和水溶液的電解合成了高氯酸。
19世紀30年代早期法國藥劑師喬治·西蒙·塞魯拉斯(Georges·Simon·Serullas)引入了高氯酸的名稱。
在分析化學中，最早利用高氯酸氧化能力的是1893年舍爾巴茨（Stcherbak）在進行基耶達分解時加入高氯酸鉀，以及高斯（Goss）在1917年用高氯酸鉀分解食品。從那時起，特別是卡赫納（Kahane）和史密斯（G.F.Smith）等人，發表了用高氯酸溶解金屬和合金以及破壞有機物質的許多方法。
理化性質
物理性質
高氯酸為無色透明的發煙液體，極易吸濕，熔點112℃，蒸氣壓2.00kPa（14℃），沸點為130°C，相對密度（水）1.76，分子量為100.46。高氯酸能溶于水、乙醇和三氯甲烷。
化學性質
高氯酸的濃酸極不穩定，放置即可進行分解；受熱后會分解成二氧化氯、水和氧，能與活潑金屬反應放出氫氣，加熱會爆炸，還具有強氧化作用。高氯酸在接觸炭、紙屑、有機化合物質、還原性有機物、還原劑、易燃物如硫、磷等時會引起爆炸。稀酸（60%以下）較穩定，冷的高氯酸沒有氧化性。可形成含72.4%高氯酸的最高沸點混合物。高氯酸能與水以任意比例互溶，無水高氯酸極不穩定，只能制得水合物，其水合物有6種。
高氯酸能與鹽反應，如可以與氯化鉀、氯化銨、碳酸鎂反應，反應式分別為：
高氯酸與水可以形成含72.4%的HClO4恒沸混合物，在25℃時，HClO4本身有一種微弱的離解反應發生，反應為：
工業用濃高氯酸在常壓加熱下，在近92°C時可爆炸性地分解為氧氣、水和氯氣，該反應可用下列方程式表示
高氯酸能與活潑金屬反應生成氫氣，冷的高氯酸水溶液和Zn或Fe作用后放出氫氣，而高氯酸根離子并未還原，反應為：
應用領域
礦石加工
高氯酸與氫氟酸聯合使用，或再加上鹽酸、硝酸等組成混合酸，普遍用于多種巖石、礦物的分解中。試樣分解后只要使高氯酸煙冒盡，很容易轉換成其他溶液的介質，也可以制成稀的高氯酸溶液。高氯酸對鉻鐵礦的分解能力十分出眾，將鉻氧化為高價鉻，然后用鹽酸或氯化鈉將鉻以氯化鉻的形式除去，這種方法至今仍是鉻鐵礦的有效分解方法。但是，高氯酸不能用于輝銻礦及其他含銻硫化物礦物的分解。
脫碳
高氯酸的濃熱溶液是過氧苯甲酰凝膠劑，與易燃物質（如有機化合物）相遇，容易發生強烈的反應。應用這個特點，在對水泥全黑生料測鐵時，用硫酸磷酸混合酸溶解試樣的流程中，加入少量高氯酸可以實現快速脫碳，且收效良好。
人造金剛石提純
人造金剛石合成后，用酸或電解法清除合金，然后用高氯酸清除石墨，接著用氫氧化鈉清除葉臘石，從而達到提純的目的。
拋光
高氯酸溶液可以用來拋光，經過拋光之后物體表面的光澤度要比宏觀拋光更好，而對于預先用軟拋光機械擦光過的表面給予了極好的結果。
刻蝕
高氯酸可以作為鉻的濕法腐蝕液來進行刻蝕，其刻蝕速率較快，均勻性好，鉆蝕效果好，尺寸控制精準。
航空航天
在航空航天領域中，固體火箭推進劑是由燃燒劑、氧化劑和各種添加劑等組成的混合物。其種類很多，常用的有雙基推進劑、復合推進劑和復合改進雙基推進劑等。其中，復合推進劑一般用高氯酸作為氧化劑，用塑料黏合劑作為燃燒劑，為了提高性能，還會添加少量鋁粉。另外，高氯酸可以制備高氯酸銨，高氯酸用于火箭燃料的生成。
醫藥
高氯酸可以用來篩選溫度敏感突變型細胞。雖然高氯酸本身不具有毒性，但它與硝酸還原酶結合被催化形成的次氯酸鹽是具有毒性的，可殺死生長的細胞。在許可的培養條件下形成細胞克隆，再在低溫或高溫的條件下培養可出現突變型的細胞，然后轉入含有高氯酸的培養基中培養，含有高量硝酸還原酶、生長迅速的細胞將被淘汰，則低含量或不含有硝酸還原酶的細胞則能夠存活下來，所選擇的突變型細胞就可以在低溫或高溫條件下生存。
分析化學
高氯酸為無機酸，可用于非蛋白含氮物組織提取液制備，其原理與有機酸三氯乙酸相似，使蛋白質分子由親水性膠體轉變為疏水性膠體而沉淀。另外，在檢測稀土尾礦、鎂砂、富渣等礦物質中二氧化硅含量時，可使用高氯酸脫水-重量法來測定二氧化硅含量。
制備方法
電解法
氯酸鈉溶解后，電解生成高氯酸鈉。加入鹽酸進行反應，濾出結晶氯化鈉，濾液濃縮至高氯酸含量60%左右，即為工業高氯酸。如果需要更高濃度的高氯酸，需再次進行真空精餾。其反應式如下：
高氯酸鹽法
高氯酸可通過用高氯酸鹽與硫酸反應來制取，如用濃硫酸與高氯酸鉀作用，可制得高氯酸，具體反應如下：
然后用減壓蒸餾方法，就可以把HCIO4從反應混合物中分離出來。
安全事宜
毒理數據
鼠經口LD50：1100mg/kg，鼠皮下注射LD50：250mg/kg，狗經口LD50：400mg/kg。
GHS分類
H271（100%）：可能引起火災或爆炸；
H290（10.77%）：可能對金屬有腐蝕性；
H302（18.46%）：吞咽有害；
H314（100%）：造成嚴重的皮膚灼傷和眼睛損傷；
H373（14.87%）：長期或反復接觸可能對器官造成損害。
危害
吸入高氯酸蒸氣或霧氣會引起鼻子和喉嚨的灼熱感，咳嗽時會有肺部刺激；長期或過度接觸可能會導致嘔吐和劇烈咳嗽。食入高氯酸會導致口腔和胃部起泡和灼傷。與眼睛或皮膚接觸會導致水痘和灼傷。
應對措施
急救
長時間吸入高濃度高氯酸引起中毒者，應送醫院搶救，對癥治療。皮膚沾染后，可用水或碳酸氫鈉之類稀堿溶液或肥皂水沖洗。若不慎濺入眼睛，一般用水或碳酸氫鈉溶液沖洗即可，若有嚴重損傷，應立即送往醫院眼科治療。
泄漏與消防
高氯酸發生泄漏時可以用干土、干沙或其他不燃材料覆蓋，然后用塑料布覆蓋，以盡量減少擴散或與雨水接觸，最后使用干凈、無火花工具收集材料并將其放入松散覆蓋的塑料容器中，以備后用。發生火災時，干砂土、泡沫滅火器、二氧化碳滅火器均可用來撲滅火災。滅火人員要穿防護服，戴防毒面具。
儲存和運輸
高氯酸適合儲存在石棉瓦頂貨棚中，保持容器密封。氧化劑儲存溫度一般不宜超過30℃，儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料，嚴禁與木屑、稻草、紙張、木材等有機化合物接觸，否則會釀成火災。運輸過程中搬運時應輕裝輕卸，防止包裝破損。操作人員應穿戴防護用品如工作服、橡皮手套、橡皮或塑料圍身、長筒套鞋及眼睛/面保護等。
相關法律限制
根據中國《危險化學安全管理條例》（國務院令第591號）第23條規定，高氯酸被列入《易制爆危險化學品名錄》（2017年版），屬于氧化性液體，其濃度＞72%、濃度50%～72%危險性為類別1，濃度≤50%危險性為類別2。并按照《易制爆危險化學品治安管理辦法》執行管控。
相關事件
1947年2月20日，位于洛杉磯市東比克大道的奧康納電鍍廠里一個裝有高氯酸與乙酸酐的電解槽在進行電解拋光時發生爆炸，導致至少17人死亡，超過150人受傷。爆炸將附近11座建筑物炸為廢墟，另有百余座建筑不同程度受損，1平方英里范圍內的所有窗戶被震碎，根據當時的新聞報道，地面上被炸出一個直徑25英尺，深6英尺的大坑。
1988年5月4日，美國內華達州亨德森市美國一家生產高氯酸銨的太平洋工程制造公司（Pacific Engineering Production Company，PEPCON.），因工人們在對一座被風損壞的建筑進行修復時，焊機產生的火花意外點燃了鋼鐵和玻璃纖維結構的建筑物進而引發火災，由于火災未能及時撲滅，導致其倉庫里存放超過4000噸的高氯酸銨被引爆，爆炸蘑菇云升空恍如核戰爆發，大爆炸產生的破壞能量接近1000噸Tnt爆炸，甚至驚動了科羅拉多州的地震儀，使其測出了里氏3.5級地震，事故造成有近400人在事故中受傷，兩個人喪命。
2023年9月15日，美國內布拉斯加州北普拉特市，一節裝有高氯酸的火車車廂在該州爆炸，并且引發了火災。
參考資料 >
Perchloric Acid | HClO4 | CID 24247 - PubChem.PubChem.2024-03-25
公安部公布2017年版易制爆危險化學品名錄.中國政府網.2024-02-03
危險化學品安全管理條例.中國政府網.2024-02-03
易制爆危險化學品治安管理辦法.中國政府網.2024-02-03
4000噸火箭燃料原料爆炸，蘑菇云升空恍如核戰爆發.澎湃新聞.2024-02-05
一節裝有高氯酸的火車車廂在美國內布拉斯加州爆炸.俄羅斯衛星通訊社.2024-02-05