- Свойства хлороводорода, способы получения
- Хлороводород — что это такое, формула
- Физические и химические свойства
- Взаимодействие с основаниями
- Способы получения, область применения
- Техника безопасности
- Какими двумя способами можно получить хлороводород? Составить уравнения соответствующих химических реакций.
- Свойства хлороводорода, способы получения
- Хлороводород — что это такое, формула
- Физические и химические свойства
- Взаимодействие с основаниями
- Способы получения, область применения
- Техника безопасности
Свойства хлороводорода, способы получения
Хлороводород — что это такое, формула
Хлороводород — это бесцветный газ с резким неприятным запахом.
Формула: HCl
Строение его молекулы определяет название соединения. Атомы хлора и водорода соединены ковалентной полярной связью.
Физические и химические свойства
- Тяжелее воздуха.
- Соединение хорошо растворяется в воде. Раствор хлороводорода в воде называют соляной кислотой.
- Хлороводород может менять агрегатное состояние под воздействием температуры. При -85,1°C образуется бесцветная жидкость, а при -114,22°C он переходит в твердое (кристаллическое) состояние.
- Имеет способность поглощать пары воды из воздуха, поэтому при высокой влажности дымится.
- Молярная масса 36,4606 г/моль.
- Плотность равна 1,477 г/л, в газообразном состоянии при 25 °C.
- Температура плавления −114,22 °C.
- Температура кипения −85,1 °C.
- Температура разложения 1500 °C.
Раствор хлороводорода в воде называют соляной кислотой. Процесс растворения можно описать с помощью следующего уравнения реакции:
H C l + H 2 O → H 3 O + + C l —
При растворении хлороводорода выделяется большое количество теплоты.
Соляную кислоту относят к сильным одноосновным кислотам. Соединение активно вступает в химические реакции со следующими веществами:
- металлы, расположенные в ряду напряжений с левой стороны от водорода;
- основные и амфотерные оксиды;
- основания;
- соли.
В результате такого взаимодействия формируются соли соляной кислоты — хлориды:
M g + 2 H C l → M g C l 2 + H 2 ↑
F e O + 2 H C l → F e C l 2 + H 2 O
Хлориды можно часто встретить в природном мире. Вещества широко применяются в современной промышленности. В качестве примеров можно привести галит N a C l и сильвин K C l . В распространенных случаях хлориды обладают высокой степенью растворимости в воде и способны полностью диссоциировать на ионы в водных растворах (являются сильными электролитами). Слабой растворимостью отличаются следующие соединения:
- хлорид свинца ( I I ) P b C l 2 ;
- хлорид серебра A g C l ;
- хлорид ртути ( I ) H g 2 C l 2 ;
- хлорид меди ( I ) C u C l .
Свойства
В присутствии сильных окислителей или в процессе электролиза хлороводород способен проявлять свойства восстановителя, при этом окисляясь с выделением газообразного хлора:
M n O 2 + 4 H C l → M n C l 2 + C l 2 ↑ + 2 H 2 O
В условиях повышенной температуры происходит окисление хлороводорода кислородом в присутствии катализатора, роль которого играет хлорид меди ( I I ) C u C l 2 :
4 H C l + O 2 → 2 H 2 O + 2 C l 2 ↑
Концентрированная соляная кислота взаимодействует с медью, что сопровождается образованием комплекса одновалентной меди:
2 C u + 4 H C l → 2 H [ C u C l 2 ] + H 2 ↑
Смесь, в состав которой входят три объемные части концентрированной соляной кислоты и одна объемная часть концентрированной азотной кислоты, носит название «царская водка». Данная смесь способна растворять золото и платину.
«Царская водка» характеризуется высокой окислительной способностью, что объясняется наличием в составе смеси хлористого нитрозила N O C l и хлора, находящихся в равновесии с исходными веществами:
4 H + + 3 C l — + N O 3 — → N O C l + C l 2 + 2 H 2 O
За счет большого содержания хлорид-ионов в растворе происходит связывание металла. В результате образуется хлоридный комплекс, что является причиной его растворения:
3 P t + 4 H N O 3 + 18 H C l → 3 H 2 [ P t C l 6 ] + 4 N O + 8 H 2 O
В процессе присоединения хлороводорода к серному ангидриду происходит образование хлорсульфоновой кислоты H S O 3 C l :
S O 3 + H C l → H S O 3 C l
Хлороводород вступает в реакции присоединения по кратным связям в органических соединениях (электрофильное присоединение):
R — C H = C H 2 + H C l → R — C H C l — C H 3
R — C ≡ C H + 2 H C l → R — C C l 2 — C H 3
Взаимодействие с основаниями
Соляная кислота взаимодействует практически со всеми основаниями. При этом протекают реакции ионного обмена, в результате которых получают соль и воду:
- с гидроксидом натрия: H C l + N a O H → N a C l + H 2 O ;
- с гидроксидом меди: 2 H C l + C u ( O H ) 2 → C u C l 2 + 2 H 2 O ;
При смешении соляной кислоты с аммиаком протекает реакция присоединения. В результате взаимодействия образуется соль в виде хлорида аммония. Уравнение реакции будет выглядеть так:
H C l + N H 3 → N H 4 C l
Соляная кислота также вступает в реакцию с амфотерными гидроксидами, которые в данном случае проявляют основные свойства. Взаимодействие с гидроксидом цинка:
2 H C l + Z n ( O H ) 2 → Z n C l 2 + 2 H 2 O
Способы получения, область применения
Лабораторный способ получения хлористого водорода заключается в реакции концентрированной серной кислоты с твердым хлоридом натрия (поваренной солью) в условиях повышенной температуры:
N a C l + H 2 S O 4 → N a H S O 4 + H C l ↑
Хлороводород синтезируют с помощью гидролиза ковалентных галогенидов, к примеру, хлорида фосфора(V), тионилхлорида S O C l 2 , и гидролиза хлорангидридов карбоновых кислот:
P C l 5 + H 2 O → P O C l 3 + 2 H C l
R C O C l + H 2 O → R C O O H + H C l
Устаревший промышленный способ получения хлористого водорода заключался в методике Леблана. В процессе реакции твердый хлорид натрия взаимодействует с концентрированной серной кислотой.
В современной промышленности хлороводород производят с помощью прямого синтеза из простых веществ:
H 2 + C l 2 ⇄ 2 H C l + 184 , 7 к Д ж
В промышленных масштабах хлористый водород производят на специальных установках путем сжигания водорода в хлоре. Причем водород попадает в пламя в небольшом избытке. Тогда весь объем подаваемого хлора реагирует, и на выходе получается продукт более высокого качества.
Газообразный хлороводород практически не используется из-за его физических и химических характеристик. Широкое применение находит соляная кислота:
- Металлургия. Вещество используют, как средство для очистки руд. Может также применяться для удаления ржавчины и производства паяльной кислоты, необходимой в области точного машиностроения.
- Производство бытовой химии.
- Медицина. Кислота применяется в смеси с пепсином в качестве лекарства от пониженной кислотности желудка.
- Пищевая промышленность. Регулятор кислотности (пищевая добавка Е 507 ) .
Техника безопасности
При попадании хлороводорода в дыхательные пути может наступить сильное удушье. А его водный раствор высокой концентрации вызывает химические ожоги. Поэтому работать с хлористым водородом и соляной кислотой следует только в маске (респираторе), защитных перчатках и очках.
При вдыхании газа необходимо немедленно вывести пострадавшего на воздух и при необходимости сделать искусственное дыхание. В случае проглатывания соляной кислоты требуется промывание желудка.
Если кислота попала на кожу, пораженный участок следует промыть водой и обработать слабым раствором соды, который нейтрализуют кислоту. В случае попадания на слизистые оболочки после промывания нужно закапать глаза, нос или горло раствором новокаина и дикаина с адреналином.
Источник
Какими двумя способами можно получить хлороводород? Составить уравнения соответствующих химических реакций.
Общая реакция с метаном.
метан —> ацетилен —>уксусный альдегид —> уксусная кислота
2СН4 -> C2H2 + 3H2 (крекинг метана, при высокой температуре)
С2Н2 + Н2О -> CH3-COH (катализатор — соли ртути (2) в кислой среде; реакция Кучерова; ацетилен лучше записать структурной формулой, т.е. с тройной связью)
СН3-СОН + Ag2O (аммиачный раствор) -> CH3-COOH + 2Ag (реакция серебряного зеркала)
Легче всего оксиды, но ещё с кислотой получается соль
Для начала перепишем уравнение реакции:
3Ba(NO₃)₂ + Cr₂(SO₄)₃ = 3BaSO₄↓ + 2Cr(NO₃)₃
Используя таблицу Менделеева, найдем молярные массы сульфата и нитрата хрома-3. Они равны 392 г/моль (52*2+32*3+16*12=392) и 238 г/моль (52+14*3+16*9=238) соответственно.
Найдем количество вещества:
ν = m/M
ν Cr₂(SO₄)₃ = 3,92 г / 392 г/моль = 0,01 моль
По уравнению реакции количество вещества нитрата хрома-3 в 2 раза больше
0,01 моль * 2 = 0,02 моль
Зная количество вещества и молярную массу нитрата хрома-3, найдем массу:
m = ν*M
m Cr(NO₃)₃ = 0,02 моль * 238 г/моль = 4,76 г
Ответ: 4,76 г.
Источник
Свойства хлороводорода, способы получения
Хлороводород — что это такое, формула
Хлороводород — это бесцветный газ с резким неприятным запахом.
Формула: HCl
Строение его молекулы определяет название соединения. Атомы хлора и водорода соединены ковалентной полярной связью.
Физические и химические свойства
- Тяжелее воздуха.
- Соединение хорошо растворяется в воде. Раствор хлороводорода в воде называют соляной кислотой.
- Хлороводород может менять агрегатное состояние под воздействием температуры. При -85,1°C образуется бесцветная жидкость, а при -114,22°C он переходит в твердое (кристаллическое) состояние.
- Имеет способность поглощать пары воды из воздуха, поэтому при высокой влажности дымится.
- Молярная масса 36,4606 г/моль.
- Плотность равна 1,477 г/л, в газообразном состоянии при 25 °C.
- Температура плавления −114,22 °C.
- Температура кипения −85,1 °C.
- Температура разложения 1500 °C.
Раствор хлороводорода в воде называют соляной кислотой. Процесс растворения можно описать с помощью следующего уравнения реакции:
H C l + H 2 O → H 3 O + + C l —
При растворении хлороводорода выделяется большое количество теплоты.
Соляную кислоту относят к сильным одноосновным кислотам. Соединение активно вступает в химические реакции со следующими веществами:
- металлы, расположенные в ряду напряжений с левой стороны от водорода;
- основные и амфотерные оксиды;
- основания;
- соли.
В результате такого взаимодействия формируются соли соляной кислоты — хлориды:
M g + 2 H C l → M g C l 2 + H 2 ↑
F e O + 2 H C l → F e C l 2 + H 2 O
Хлориды можно часто встретить в природном мире. Вещества широко применяются в современной промышленности. В качестве примеров можно привести галит N a C l и сильвин K C l . В распространенных случаях хлориды обладают высокой степенью растворимости в воде и способны полностью диссоциировать на ионы в водных растворах (являются сильными электролитами). Слабой растворимостью отличаются следующие соединения:
- хлорид свинца ( I I ) P b C l 2 ;
- хлорид серебра A g C l ;
- хлорид ртути ( I ) H g 2 C l 2 ;
- хлорид меди ( I ) C u C l .
Свойства
В присутствии сильных окислителей или в процессе электролиза хлороводород способен проявлять свойства восстановителя, при этом окисляясь с выделением газообразного хлора:
M n O 2 + 4 H C l → M n C l 2 + C l 2 ↑ + 2 H 2 O
В условиях повышенной температуры происходит окисление хлороводорода кислородом в присутствии катализатора, роль которого играет хлорид меди ( I I ) C u C l 2 :
4 H C l + O 2 → 2 H 2 O + 2 C l 2 ↑
Концентрированная соляная кислота взаимодействует с медью, что сопровождается образованием комплекса одновалентной меди:
2 C u + 4 H C l → 2 H [ C u C l 2 ] + H 2 ↑
Смесь, в состав которой входят три объемные части концентрированной соляной кислоты и одна объемная часть концентрированной азотной кислоты, носит название «царская водка». Данная смесь способна растворять золото и платину.
«Царская водка» характеризуется высокой окислительной способностью, что объясняется наличием в составе смеси хлористого нитрозила N O C l и хлора, находящихся в равновесии с исходными веществами:
4 H + + 3 C l — + N O 3 — → N O C l + C l 2 + 2 H 2 O
За счет большого содержания хлорид-ионов в растворе происходит связывание металла. В результате образуется хлоридный комплекс, что является причиной его растворения:
3 P t + 4 H N O 3 + 18 H C l → 3 H 2 [ P t C l 6 ] + 4 N O + 8 H 2 O
В процессе присоединения хлороводорода к серному ангидриду происходит образование хлорсульфоновой кислоты H S O 3 C l :
S O 3 + H C l → H S O 3 C l
Хлороводород вступает в реакции присоединения по кратным связям в органических соединениях (электрофильное присоединение):
R — C H = C H 2 + H C l → R — C H C l — C H 3
R — C ≡ C H + 2 H C l → R — C C l 2 — C H 3
Взаимодействие с основаниями
Соляная кислота взаимодействует практически со всеми основаниями. При этом протекают реакции ионного обмена, в результате которых получают соль и воду:
- с гидроксидом натрия: H C l + N a O H → N a C l + H 2 O ;
- с гидроксидом меди: 2 H C l + C u ( O H ) 2 → C u C l 2 + 2 H 2 O ;
При смешении соляной кислоты с аммиаком протекает реакция присоединения. В результате взаимодействия образуется соль в виде хлорида аммония. Уравнение реакции будет выглядеть так:
H C l + N H 3 → N H 4 C l
Соляная кислота также вступает в реакцию с амфотерными гидроксидами, которые в данном случае проявляют основные свойства. Взаимодействие с гидроксидом цинка:
2 H C l + Z n ( O H ) 2 → Z n C l 2 + 2 H 2 O
Способы получения, область применения
Лабораторный способ получения хлористого водорода заключается в реакции концентрированной серной кислоты с твердым хлоридом натрия (поваренной солью) в условиях повышенной температуры:
N a C l + H 2 S O 4 → N a H S O 4 + H C l ↑
Хлороводород синтезируют с помощью гидролиза ковалентных галогенидов, к примеру, хлорида фосфора(V), тионилхлорида S O C l 2 , и гидролиза хлорангидридов карбоновых кислот:
P C l 5 + H 2 O → P O C l 3 + 2 H C l
R C O C l + H 2 O → R C O O H + H C l
Устаревший промышленный способ получения хлористого водорода заключался в методике Леблана. В процессе реакции твердый хлорид натрия взаимодействует с концентрированной серной кислотой.
В современной промышленности хлороводород производят с помощью прямого синтеза из простых веществ:
H 2 + C l 2 ⇄ 2 H C l + 184 , 7 к Д ж
В промышленных масштабах хлористый водород производят на специальных установках путем сжигания водорода в хлоре. Причем водород попадает в пламя в небольшом избытке. Тогда весь объем подаваемого хлора реагирует, и на выходе получается продукт более высокого качества.
Газообразный хлороводород практически не используется из-за его физических и химических характеристик. Широкое применение находит соляная кислота:
- Металлургия. Вещество используют, как средство для очистки руд. Может также применяться для удаления ржавчины и производства паяльной кислоты, необходимой в области точного машиностроения.
- Производство бытовой химии.
- Медицина. Кислота применяется в смеси с пепсином в качестве лекарства от пониженной кислотности желудка.
- Пищевая промышленность. Регулятор кислотности (пищевая добавка Е 507 ) .
Техника безопасности
При попадании хлороводорода в дыхательные пути может наступить сильное удушье. А его водный раствор высокой концентрации вызывает химические ожоги. Поэтому работать с хлористым водородом и соляной кислотой следует только в маске (респираторе), защитных перчатках и очках.
При вдыхании газа необходимо немедленно вывести пострадавшего на воздух и при необходимости сделать искусственное дыхание. В случае проглатывания соляной кислоты требуется промывание желудка.
Если кислота попала на кожу, пораженный участок следует промыть водой и обработать слабым раствором соды, который нейтрализуют кислоту. В случае попадания на слизистые оболочки после промывания нужно закапать глаза, нос или горло раствором новокаина и дикаина с адреналином.
Источник
