Baza sinteza: Sinteza kalijevog klorata (raspadanjem hipoklorita)

Ova metoda dobivanja kalijevog klorata je jedna od najjednostavnijih. Radi se o toplinskoj razgradnji natrijevog hipoklorita, nakon čega se ionskom izmjenom iz natrijevog klorata dobiva kalijev klorat. Prema tome, prva jednadžba jest:

3NaClO _(aq) -› 2NaCl _(aq) + NaClO_{3 (aq)}

dok je druga:

NaClO_{3 (aq)} + KCl _(s) -› NaCl _(aq) + KClO_{3 (aq)}.

Kao izvor natrijevog hipoklorita, korištena je varikina koja se inače koristi za dezinfekciju i izbjeljivanje, te se može naći u svakoj većoj trgovini. Koncentracija natrijevog hipoklorita u takvim proizvodima kreće se najčešće od 4% do 6%. Pošto varikina ne sadrži nikakve druge sasojke, osim vode, može se upotrijebiti u ovoj metodi. Osim navedenog, potreban je i kalijev klorid, koji se može nabaviti u ljekarnama.

S obzirom da je udio natrijevog hipoklorita u varikini 5%, masa NaClO u jednoj litri varikine jest 50 grama, a to je 0.675 mola. Prema jednadžbi toplinske razgradnje hipoklorita, iz 3 mola NaClO, nastaje jedan mol natrijevog klorata. Uzevši u obzir da u ovom slučaju imamo 0.675 mola NaClO, dobit ćemo 0.225 mola NaClO₃. Nadalje, u drugoj reakciji koja prikazuje ionsku izmjenu, vidljivo je da je za nastanak jednog mola kalijevog klorata, potrebno molu natrijevog klorata dodati mol kalijevog klorida. Računajući sa zadanim vrijednostima ispada da otopini natrijevog klorata treba dodati 16.65 grama kalijevog klorida (0.225 mola). Zbog jednostavnijeg vaganja, vrijednost je zaokružena na 17 grama.

Kao prvo, 1000 mL otopine natrijevog hipoklorita treba zagrijati do vrenja u posudi od nehrđajučeg čelika, te tako ostaviti oko pola sata dok se volumen otopine ne smanji do otprilike 140 mL. Nakon toga, otopinu se ostavi da se postepeno ohladi do sobne temperature. Pri tome može kristalizirati nešto natrijevog klorida. U tom slučaju, otopinu se može profiltrirati kako bi postala opet homogena. Do pojave natrijevog klorida može doći zbog prezasićenosti otopine tim spojem. S obzirom da varikina sama po sebi sadrži određeni postotak natrijevog klorida, te uzevši u obzir da samom toplinskom razgradnjom nastaje dodatan NaCl, moglo se i pretpostaviti da će doći do kristalizacije tog spoja.

Nakon hlađenja otopine dodaje se 17 grama kalijevog klorida, te se otopina postepeno opet počinje zagrijavati. Kad se sav kalijev klorid otopi, zagrijavanje se nastavlja do vrenja, te se nakon toga opet ostavi da se otopina ponovno ohladi. Pri sobnoj temperaturi, kalijev klorat se možda još uvijek neće kristalizirati iz otopine, pa zbog toga otopinu treba staviti u zamrzivač da se ohladi na čim nižu temperaturu. Već oko 0 °C, pristojna količina kristala kalijevog klorata, trebala bi biti vidljiva u otopini.

Ti kristali su konačni produkt – kalijev klorat. Pošto su još uvijek u otopini, potrebno je otopinu profiltrirati. Preosala otopina se može opet zagrijati do kad se volumen otopine dodatno ne smanji. Nakon toga, preostala otopina se opet ohladi, tako da se da se dobi čim više kristala iz otopine.

Nakon toga, kalijev klorat dobiven prvom kristalizacijom, dodan je onome dobivenom drugom kristalizacijom. Masa kalijevog klorata bila je 14.1 grama. Nakon eventualnog bilježenja mase, sav KClO₃ se stavi u zdjelicu te se potom ona stavi u veću posudu koja sadrži relativno poznati adsorbent - silika gel. Nakon što su kristali proveli dan u zatvorenoj posudi sa silika gelom, bili su potpuno suhi i spremni za sigurno skladištenje.