Хлористый водород представляет собой газ, примерно в 1,3 раза тяжелее воздуха. Он без цвета, но с резким удушливым и характерным запахом. При температуре минус 84С хлористый водород переходит из газообразного в жидкое состояние, а при минус 112С затвердевает. Хлороводород растворяется в воде. Один литр H2O способен поглотить до 500 мл газа. Раствор его называется хлороводородной или соляной кислотой. Концентрированная соляная кислота при 20С характеризуется максимально возможной основного вещества, равной 38 %. Раствор — это сильная одноосновная кислота (на воздухе «дымит», а при наличии влаги образует кислотный туман), она имеет также и другие названия: хлористоводородная, а по украинской номенклатуре — хлоридная кислота. Химическая формула может быть представлена в таком виде: HCl. Молярная масса составляет 36,5 г/моль. Плотность соляной кислоты концентрированной при 20С равняется 1,19 г/см³. Это вредное вещество, которое относится ко второму классу опасности.
В «сухом» виде хлороводород не может взаимодействовать даже с активными металлами, но при наличии влаги реакция протекает достаточно энергично. Эта сильная хлористоводородная кислота способна реагировать со всеми металлами, которые стоят левее водорода в ряду напряжений. Кроме того, оно взаимодействует с основными и амфотерными окислами, основаниями, а также с солями:
- Fe + 2HCl → FeCl2 + H2;
- 2HCl + CuO → CuCl2 + H2O;
- 3HCl + Fe(OH)3 → FeCl3 + 3H2O;
- 2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2;
- HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3.
Кроме общих свойств, характерных для каждой сильной кислоты, соляная кислота обладает восстановительными свойствами: в концентрированном виде реагирует с различными окислителями, выделяя свободный хлор. Соли этой кислоты называют хлоридами. Почти все они хорошо растворяются в воде и полностью диссоциируют на ионы. Слаборастворимыми являются: хлористый свинец PbCl2, хлористое серебро AgCl, хлорид одновалентной ртути Hg2Cl2 (каломель) и хлорид одновалентной меди CuCl. Хлористый водород способен вступать в реакцию присоединения к с двойной или тройной связью, при этом образуются хлорпроизводные органические соединения.
В условиях лаборатории хлороводород получается при воздействии на сухой серной кислотой концентрированной. Реакция в разных условиях может протекать с образованием солей натрия (кислой или средней):
- H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl
- H2SO4 + 2NaCl → Na2SO4 + 2HCl.
Первая реакция идет до конца при слабом нагревании, вторая — при более высоких температурах. Поэтому в лаборатории хлороводород лучше получать первым способом, для чего количество серной кислоты рекомендуется брать из расчета получения кислой соли NaHSO4. Затем, растворением хлористого водорода в воде получается соляная кислота. В промышленности ее получают, сжигая в атмосфере хлора водород или воздействуя на сухой хлорид натрия (только по второму серной кислотой концентрированной. Также хлороводород получается как побочный продукт при хлорировании насыщенных органических соединений. В промышленности хлористый водород, полученный одним из приведенных выше способов, растворяют в специальных башнях, в которых жидкость пропускают сверху вниз, а газ подают снизу вверх, то есть по принципу противотока.
Соляная кислота транспортируется в специальных гуммированных цистернах или контейнерах, а также в бочках полиэтиленовых емкостью 50 л или бутылях стеклянных вместимостью 20 л. При существует риск образования взрывоопасных водородовоздушных смесей. Поэтому должен быть полностью исключен контакт образовавшегося в результате реакции водорода с воздухом, а также (с помощью антикоррозионных покрытий) контакт кислоты с металлами. Перед выводом аппаратов и трубопроводов, где она хранилась или транспортировалась, в ремонт, необходимо проводить продувки азотом и контролировать состояние газовой фазы.
Хлороводород широко применяется в промышленных производствах и в лабораторной практике. Он используется для получения солей и в качестве реактива в аналитических исследованиях. Соляная кислота техническая выпускается по ГОСТ 857-95 (текст идентичен международному стандарту ИСО 905-78), реактив — по ГОСТ 3118-77. Концентрация технического продукта зависит от марки и сорта и может быть 31,5 %, 33 % или 35 %, а внешне продукт бывает желтоватого цвета из-за содержания примесей железа, хлора и других химических веществ. Реактивная кислота должна быть бесцветной и прозрачной жидкостью с массовой долей от 35 до 38 %.
Как кислоты. Программа образования предусматривает запоминание учениками названий и формул шести представителей этой группы. И, просматривая предоставленную учебником таблицу, вы замечаете в списке кислот ту, которая стоит первой и заинтересовала вас в первую очередь, - соляную. Увы, на занятиях в школе ни свойства, ни любая другая информация о ней не изучается. Поэтому жаждущие получить знания вне школьной программы ищут дополнительные сведения во всяческих источниках. Но частенько многие не находят нужную информацию. И поэтому тема сегодняшней статьи посвящается именно данной кислоте.
Определение
Соляная кислота является сильной одноосновной кислотой. В некоторых источниках ее могут называть хлоро- и хлористоводородной, а также хлористым водородом.
Физические свойстваОна представляет собой бесцветную и дымящуюся на воздухе едкую жидкость (фото справа). Однако техническая кислота из-за наличия в ней железа, хлора и других добавок имеет желтоватый цвет. Самая большая ее концентрация при температуре 20 о С равняется 38%. Плотность соляной кислоты с такими параметрам равна 1,19г/см 3 . Но это соединение в разной степени насыщенности имеет совершенно разные данные. При уменьшении концентрации происходит снижение числового значения молярности, вязкости и температуры плавления, однако повышается удельная теплоемкость и температура кипения. Затвердевание соляной кислоты любой концентрации дает различные кристаллогидраты.
Химические свойства
Все металлы, которые стоят до водорода в электрохимическом ряду их напряжения, могут взаимодействовать с этим соединением, образуя соли и выделяя газообразный водород. Если их заменить оксидами металлов, то продуктами реакции станут растворимая соль и вода. Такой же эффект будет и при взаимодействии соляной кислоты с гидроксидами. Если же к ней добавить любую соль металлов (например, карбонат натрия), остаток которой был взят из более слабой кислоты (угольной), то образуются хлорид этого металла (натрия), вода и газ, соответствующий кислотному остатку (в данном случае - углекислый).
Получение
Обсуждаемое сейчас соединение образуется, когда в воде растворяют газообразный хлороводород, который можно получить, сжигая водород в хлоре. Соляная кислота, которую получили при помощи такого способа, носит название синтетической. Также источником для добывания этого вещества могут служить абгазы. И такую соляную кислоту будут называть абгазной. В последнее время уровень производства соляной кислоты с помощью этого метода гораздо выше, чем ее получение синтетическим способом, хотя последний дает соединение в более чистом виде. Это все пути его добывания в промышленности. Однако в лабораториях соляную кислоту получают тремя способами (первые два отличаются только температурой и продуктами реакции) при помощи различных видов взаимодействия химических веществ, таких как:
- Воздействие насыщенной серной кислоты на хлорид натрия при температуре 150 о С.
- Взаимодействие приведенных выше веществ в условиях с температурой 550 о С и выше.
- Гидролиз хлоридов алюминия или магния.
Гидрометаллургия и гальванопластика не могут обойтись без использования соляной кислоты, где она нужна, чтобы очищать поверхность металлов при лужении и паянии и получать хлориды марганца, железа, цинка и других металлов. В пищевой промышленности это соединение знают как пищевую добавку E507 - там это регулятор кислотности, необходимый для того, чтобы изготовить сельтерскую (содовую) воду. Концентрированная соляная кислота также находится в желудочном соке любого человека и помогает переваривать пищу. Во время данного процесса ее степень насыщенности уменьшается, т.к. этот состав разбавляется едой. Однако при продолжительном голодании концентрация соляной кислоты в желудке понемногу увеличивается. А так как данное соединение очень едкое, это может привести к язве желудка.
Заключение
Соляная кислота может быть как полезной, так и вредной для человека. Ее попадание на кожу приводит к появлению сильных химических ожогов, а пары данного соединения раздражают дыхательные пути и глаза. Но если обращаться с этим веществом осторожно, оно может не раз пригодиться в
В воде называется соляной кислотой (HCl ).
Физические свойства соляной кислоты
При обыкновенных условиях соляная кислота - прозрачная жидкость без цвета, имеет резкий неприятный запах.
В концентрированной соляной кислоте содержится 37% хлористого водорода. Такая кислота «дымит», на воздухе. Из неё выделяется хлористый водород, который с водяными парами, находящимися в воздухе, образует «туман», состоящий из мелких капелек соляной кислоты. Соляная кислота немного тяжелее воды (удельный вес 37-процентной соляной кислоты равен 1,19).
В школьных лабораториях пользуются большей частью разбавленной соляной кислотой.
Химические свойства соляной кислоты
Раствор соляной кислоты обладает кислым вкусом. Лакмус в этом растворе имеет красный цвет, а фенолфталеин остаётся бесцветным.
Вещества, окраска которых изменяется от действия щелочей и кислот, называются индикаторами.
Лакмус, фенолфталеин - индикаторы на кислоты и щёлочи. С помощью индикаторов можно определить, имеется ли в растворе кислота или щёлочь.
Соляная кислота реагирует со многими металлами. Особенно бурно происходит взаимодействие соляной кислоты с натрием. В этом легко убедиться на опыте, который можно провести в приборе.
В пробирку наливают примерно до 1 / 4 её объема концентрированной соляной кислоты, укрепляют в штативе и опускают в неё небольшой кусочек натрия (величиной с горошину). Из пробирки выделяется водород, который можно поджечь, а на дно пробирки оседают мелкие кристаллики поваренной соли.
Из этого опыта следует, что натрий вытесняет водород из кислоты и соединяется с оставшейся частью её молекулы:
2Na + 2HCl = 2NaCl + H 2 ?
При действии соляной кислоты на цинк выделяется водород, а в растворе остаётся вещество хлористый цинк ZnCl 2 .
Так как цинк двухвалентен, то каждый атом цинка замещает два атома водорода в двух молекулах соляной кислоты:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 ?
Так же действует соляная кислота на железо, алюминий и многие другие металлы.
В результате этих реакций выделяется водород, а в растворах остаются хлористые металлы: хлористое железо FeCl 2 , хлористый алюминий AlCl 3 и др.
Эти хлористые металлы являются продуктами замещения водорода в соляной кислоте металлами.
Сложные вещества, которые можно рассматривать как продукты замещения водорода кислоты металлом, называются солями.
Хлористые металлы - это соли соляной кислоты.
Реакция нейтрализации (уравнение)
Весьма важным химическим свойством соляной кислоты является ее взаимодействие с основаниями. Рассмотрим сначала взаимодействие ее со щелочами, например с едким натром .
С этой целью вольём в стеклянный стаканчик небольшое количество разбавленного раствора едкого натра и добавим к нему несколько капель раствора лакмуса.
Жидкость примет синюю окраску. Затем будем приливать небольшими порциями в тот же стаканчик раствор соляной кислоты из градуированной трубки (бюретки) до перехода окраски жидкости в стаканчике в фиолетовую. Фиолетовая окраска лакмуса показывает, что в растворе нет ни кислоты, ни щёлочи.
Такой раствор называется нейтральным. После вываривания из него воды останется поваренная соль NaCl. На основании этого опыта можно заключить, что при сливании растворов едкого натра и соляной кислоты получаются вода и хлористый натрий. Молекулы воды образовались от соединения атомов водорода (из молекул кислоты) с гидроксильными группами (из молекул щёлочи). Молекулы хлористого натрия образовались из атомов натрия (из молекул щёлочи) и атомов хлора - остатков кислоты. Уравнение этой реакции можно записать так:
Na |OH + H| Cl = NaCl + H 2 O
Так же реагируют с соляной кислотой и другие щёлочи - едкое кали, едкий кальций .
Ознакомимся с тем, как реагирует соляная кислота с нерастворимыми основаниями , например с гидратом окиси меди. С этой целью поместим в стаканчик некоторое количество этого основания и будем приливать к нему осторожно соляную кислоту до полного растворения гидрата окиси меди.
После упаривания полученного таким образом голубого раствора получаются кристаллы хлорной меди CuCl 2 . На этом основании можно записать следующее уравнение:
И в этом случае произошла реакция, сходная с взаимодействием этой кислоты со щелочами: атомы водорода из молекул кислоты соединились с гидроксильными группами из молекул основания, образовались молекулы вода. Атомы меди соединились с атомами хлора (остатками от молекул кислоты) и образовали молекулы соли - хлорной меди.
Таким же образом реагирует соляная кислота и с другими нерастворимыми основаниями, например с гидратом окиси железа:
Fe(OH) 3 + 3HCl = 3H 2 O + FeCl 3
Взаимодействие кислоты с основанием, в результате которого получаются соль и вода, называется нейтрализацией.
Соляная кислота в небольших количествах содержится в желудочном соке человека и животных и играет важную роль в пищеварении.
Соляная кислота применяется для нейтрализации щелочей, получения хлористых солей. Она находит также применение в производстве некоторых пластических масс, лекарств.
Применение соляной кислоты
Соляная кислота имеет широкое применение в народном хозяйстве, и вы часто будете встречаться с ней при изучении химии .
Большие количества соляной кислоты расходуют на травление стали. В быту широко применяют никелированные, цинкованные, луженые (покрытые оловом), хромированные изделия. Для покрытия стальных изделий и листового железа слоем защитного металла с поверхности нужно сначала удалить пленку окислов железа, иначе металл к ней не пристанет. Удаление окислов достигается травлением изделия соляной или серной кислотой . Недостаток травления заключается в том, что кислота вступает в реакцию не только с окислом, но и с металлом. Чтобы этого избежать, к кислоте добавляют небольшое количество ингибитора. Ингибиторы – это вещества, которые замедляют нежелательную реакцию. Ингибированную соляную кислоту можно хранить в стальной таре и перевозить в стальных цистернах.
Раствор соляной кислоты можно купить и в аптеке. Врачи прописывают разбавленный раствор ее больным при пониженной кислотности желудочного сока.
СОЛЯНАЯ КИСЛОТА (хлористоводородная кислота ) - сильная одноосновная кислота, раствор хлористого водорода HCl в воде, является одним из важнейших компонентов желудочного сока; в медицине используется в качестве лекарственного средства при недостаточности секреторной функции желудка. С. к. является одним из наиболее употребимых хим. реактивов, используемых в биохимических, санитарно-гигиенических и клинико-диагностических лабораториях. В стоматологии 10% р-р С. к. применяют для отбеливания зубов при флюорозе (см. Отбеливание зубов). С. к. используют для получения спирта, глюкозы, сахара, органических красителей, хлоридов, желатины и клея, в фарм. промышленности, при дублении и окраске кож, омылении жиров, при производстве активированного угля, крашении тканей, травлении и паянии металлов, в гидрометаллургических процессах для очистки буровых скважин от отложений карбонатов, оксидов и других осадков, в гальванопластике и др.
С. к. для людей, контактирующих с ней в процессе производства, представляет значительную профвредность.
С. к. была известна еще в 15 в. Ее открытие приписывают нем. алхимику Валентину. Долгое время считалось, что С. к. является кислородным соединением гипотетического хим. элемента мурия (отсюда одно из ее названий - acidum muriaticum). Хим. строение С. к. было окончательно установлено только в первой половине 19 в. Дэви (Н. Davy) и Ж. Гей-Люссаком.
В природе свободная С. к. практически не встречается, однако ее соли хлористый натрий (см. Поваренная соль), хлористый калий (см.), хлористый магний (см.), хлористый кальций (см.) и др. распространены очень широко.
Хлористый водород HCl при обычных условиях представляет собой бесцветный газ со специфическим острым запахом; при выделении во влажный воздух он сильно «дымит», образуя мельчайшие капельки аэрозоля С. к. Хлористый водород токсичен. Вес (масса) 1 л газа при 0° и 760 мм рт. ст. равен 1,6391 г, плотность по воздуху 1,268. Жидкий хлористый водород кипит при -84,8° (760 мм рт. ст.) и затвердевает при -114,2°. В воде хлористый водород хорошо растворяется с выделением тепла и образованием С. к.; растворимость его в воде (г/100 г Н20): 82,3 (0°), 72,1 (20°), 67,3 (30°), 63,3 (40°), 59,6 (50°), 56,1 (60°).
С. к. представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с острым запахом хлористого водорода; примеси железа, хлора или других веществ окрашивают С. к. в желтовато-зеленоватый цвет.
Приблизительное значение концентрации С. к. в процентах можно найти, если уд. вес С. к. уменьшить на единицу и полученное число умножить на 200; напр., если уд. вес С. к. 1,1341, то ее концентрация равна 26,8%, т. е. (1,1341 - 1) 200.
С. к. химически очень активна. Она растворяет с выделением водорода все металлы, имеющие отрицательный нормальный потенциал (см. Потенциалы физико-химические), переводит многие оксиды и гидроксиды металлов в хлориды и выделяет свободные к-ты из таких солей, как фосфаты, силикаты, бораты и т. д.
В смеси с азотной к-той (3:1), так наз. царская водка, С. к. реагирует с золотом, платиной и другими химически инертными металлами, образуя комплексные ионы (АиС14, PtCl6 и др.). Под действием окислителей С. к. окисляется до хлора (см.).
С. к. реагирует со многими органическими веществами, напр, белками, углеводами и др. Нек-рые ароматические амины, природные и синтетические алкалоиды и другие органические соединения основного характера с С. к. образуют соли - хлоргидраты. Бумага, хлопчатобумажные, льняные и многие искусственные волокна под действием С. к. разрушаются.
Основной способ получения хлористого водорода - синтез из хлора и водорода. Синтез хлористого водорода протекает в соответствии с реакцией Н2 + 2С1-^2HCl + 44,126 ккал. Другими способами получения хлористого водорода являются хлорирование органических соединений, дегидрохлорирование органических хлорпроизводных и гидролиз нек-рых неорганических соединений с отщеплением хлористого водорода. Реже, в лаб. практике, применяют старый способ получения хлористого водорода взаимодействием поваренной соли с серной к-той.
Характерной реакцией на С. к. и ее соли является образование белого творожистого осадка хлорида серебра AgCl, растворимого в избытке водного р-ра аммиака:
HCl + AgN03 - AgCl + HN03; AgCl + 2NH4OH - [ Ag (NHs)2] Cl + + 2H20.
Хранят С. к. в стеклянной посуде с притертыми пробками в прохладном помещении.
В 1897 г. И. П. Павловым было установлено, что обкладочные клетки желудочных желез человека и других млекопитающих секретируют С. к. постоянной концентрации. Предполагают, что механизм секреции С. к. заключается в переносе ионов Н+ специфическим переносчиком на внешнюю поверхность апикальной мембраны внутриклеточных канальцев обкладочных клеток и в их поступлении после дополнительного превращения в желудочный сок (см.). Ионы С1~ из крови проникают в об-кладочную клетку при одновременном переносе иона бикарбоната НСО в противоположном направлении. Благодаря этому ионы С1~ поступают в обкладочную клетку против градиента концентрации и из нее - в желудочный сок. Обкладочные клетки секретируют раствор
С. к., концентрация к-рого составляет ок. 160 ммоль!л.
Библиография: Вольфкович С. И., Егоров А. П. и Эпштейн Д. А. Общая химическая технология, т. 1, с. 491 и др., М.-Л., 1952; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной, т. 3, с. 41, Л., 1977; Некрасов Б. В. Основы общей химии, т. 1 - 2, М., 1973; Неотложная помощь при острых отравлениях, Справочник по токсикологии, под ред. С. Н. Голикова, с. 197, М., 1977; Основы судебной медицины, под ред. Н. В. Попова, с. 380, М.-Л., 1938; Радбиль О. С. Фармакологические основы лечения болезней органов пищеварения, с. 232, М., 1976; Рем и Г. Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, с. 844, М., 1963; Руководство по судебно-медицинской экспертизе отравлений, под ред. Р. В. Бережного и др., с. 63, М., 1980.
Н. Г. Будковская; Н. В. Коробов (фарм.), А. Ф. Рубцов (суд.).
Получение. Соляную кислоту получают путем растворения хлороводорода в воде.
Обратите внимание на прибор изображенный на рисунке слева. Его используют для получения соляной кислоты. Во время процесса получения соляной кислоты, следят за газоотводной трубкой, она должна находиться вблизи уровня воды, а не быть погруженной в нее. Если за этим не следить, то из-за большой растворимости хлороводорода вода попадет в пробирку с серной кислотой и может произойти взрыв.
В промышленности соляную кислоту обычно получают путем сжигания водорода в хлоре и растворении продукта реакции в воде.
Физические свойства. Растворяя хлороводород в воде, можно получить даже 40% раствор соляной кислоты с плотностью 1,19 г/см 3 . Однако имеющаяся в продаже концентрированная соляная кислота содержит около 0,37 массовых долей, или около 37% хлороводорода. Плотность данного раствора составляет примерно 1,19 г/см 3 . Пр разбавлении кислоты плотность ее раствора уменьшается.
Концентрированная соляная кислота является бесценным раствором, сильно дымящая во влажном воздухе, обладающая резким запахом вследствие выделения хлороводорода.
Химические свойства. Соляная кислота обладает рядом общих свойств, которые характерны большинству кислот. Помимо этого, она обладает некоторыми специфическими свойствами.
Свойства HCL, общие с другими кислотами: 1) Изменение окраски индикаторов 2) взаимодействие с металлами 2HCL + Zn → ZnCL 2 + H 2 3) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами: 2HCL + CaO → CaCl 2 + H 2 O; 2HCL + ZnO → ZnHCL 2 + H 2 O 4) Взаимодействие с основаниями: 2HCL + Cu (OH) 2 → CuCl 2 + 2H 2 O 5) Взаимодействие с солями: 2HCL + CaCO 3 → H 2 O + CO 2 + CaCL 2
Специфические свойства HCL: 1) Взаимодействие с нитратом серебра (нитрат серебра является реактивом на соляную кислоту и ее соли); выпадет осадок белого цвета, который не растворяется в воде, ни в кислотах: HCL + AgNO3 → AgCL↓ + HNO 3 2) Взаимодействие с окислителями (MnO 2 , KMnO, KCLO 3 и др.): 6HCL + KCLO 3 → KCL +3H 2 O + 3CL 2
Применение.
Огромное количество соляной кислоты расходуется для удаления оксидов железа перед покрытием изделий из этого металла другими металлами (оловом, хромом, никелем). Для того чтобы соляная кислота реагировала только с оксидами, но не с металлом, к ней добавляют особые вещества, которые называются ингибиторами. Ингибиторы
– вещества замедляющие реакции.
Соляная кислота применяется для получения различных хлоридов. Ее используют для получения хлора. Очень часто, раствор соляной кислоты прописывают больным с пониженной кислотностью желудочного сока. Соляная кислота находится у каждого в организме, она входит в состав желудочного сока, который необходим для пищеварения.
В пищевой промышленности соляная кислота применяется только в виде раствора. Она используется для регулирования кислотности при производстве лимонной кислоты, желатина или фруктозы (Е 507).
Не стоит забывать, что соляная кислота опасна для кожи. Еще большую опасность она представляет для глаз. Воздействуя на человека, она может вызвать разрушение зубов, раздражение слизистых оболочек, удушье.
Помимо этого, соляная кислота активно применяется в гальванопластике и гидрометаллургии (удаление накипи, ржавчины, обработка кожи, химреактивы, в качестве растворителя породы при добыче нефти, при производстве каучуков, глутамината натрия, соды, Сl 2). Соляная кислота используется для регенерации Сl 2 , в органическом синтезе (для получения винилхлорида, алкилхлоридов и т.д.) Она может использоваться в качестве катализатора при получении дифенилолпропана, алкилирование бензола.
сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.