Способ получения соляной кислоты формула

Описание соляной кислоты: формула, свойства и применение

Кислоты – это химические соединения способные отдавать протон или принимать электронную пару с образованием ковалентной связи. Данный класс веществ имеет различные классификации: по числу атомов водорода, по происхождению, по силе. Соляная кислота является сильной, одноосновной неорганической кислотой.

Формула и другие названия соляной кислоты

В состав соляной кислоты входят два химических элемента: хлор и водород. Данная кислота состоит из двух атомов и имеет формулу: HCl. Стоит отметить, что соляная кислота – это тривиальное название (т.е. название, применяемое в обиходной речи химиков, не отражающее состава). По международной номенклатуре ИЮПАК вещество с формулой HCl принято называть хлороводородной кислотой. Иногда HCl называют хлористоводородной кислотой или хлористым водородом, также приемлемо название – хлорид водорода.

Физические свойства

Физические свойства HCl коррелируют с концентрацией данного соединения в растворе. Для того, чтобы не перегружаться цифрами, рассмотрим физические свойства хлористого водорода на примере его концентрированной формы (около 36%):

• низкая температура кипения (t=48 градусов по Цельсию);
• высокая температура плавления (t=30 градусов по Цельсию);
• плотность составляет 1,18 г/см 3 ;
• хлорид водорода обладает способностью к ионизации в водных растворах.
• при низкой температуре приобретает гидратную оболочку: HCL*H20 или HCl*2H2O;
• растворы хлороводородной кислоты бесцветные;
• в чистом виде находится в газообразном агрегатном состояние (а в растворах в жидкой форме);
• во влажном воздухе концентрированные растворы HCl могут сильно дымиться;
• соляная кислота – вещество, обладающее резким запахом.

Химические свойства

Химические свойства хлорида водорода можно подразделить на общие (характерные для всех соединений, основным свойство которых является отдача протона) и специфические (характерные только для HCl). Общие свойства:

1. Изменение окраски индикаторов за счет присутствия в растворе H + .
2. Взаимодействует с металлами, стоящими до водорода в электрохимическом ряду напряжения металлов, с образованием газообразного водорода: Mg + 2HCL = MgCl₂ + H₂(газ).
3. Взаимодействует с растворами щелочей – реакция нейтрализации (образование соли и воды посредством взаимодействия кислоты и основания): 2NaOH + 2HCl = H₂O + 2NaCl.
4. Реагирует с основными оксидами с образование соли и воды: MgO + 2HCL = H₂O + MgCl.
5. Реагирует с растворами солей (реакция обмена): 2HCL + Na₂SO₄ = H₂SO₄ + 2NaCl.
6. Взаимодействует с большинством органических соединений (спирты, алкены, алкины, галогенпроизводные и так далее): CH₂=CH₂ + HCl = CH₃-CH₂-Cl.

Специфические свойства соляной кислоты:

• Реагирует нитратом серебра (качественная реакция): AgNO₃: AgNO₃ + HCl = AgCl (осадок белого цвета) + HNO₃;
• Вступает в реакцию с сильными окислителями (оксид марганца, перманганат калия и другие): MnO₂+4HCl=4Cl₂+MnCl₂+2H₂O. Данная реакция протекает в условия нагревания.

Получение соляной кислоты

Промышленный способ получения хлористого водорода заключается в горении водорода в хлоре и последующим растворением образовавшегося вещества в воде. Существует и другой способ получения хлороводородной кислоты, применяемый в лабораторных условиях. Суть способа заключается в реакции поваренной соли(NaCl) с концентрированно серной кислотой при нагревании. В результате получаются следующие соединения: гидросульфат натрия и хлорид водорода, если провести химическое взаимодействие между образовавшимися продуктами, то образуется сульфат натрия и 2 молекулы хлористого водорода. Приведем общее уравнение реакции: 2NaCl + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HCl.

Области применения

Хлорид водорода является ключевым реагентом в химической промышленности, однако данное соединение нашло себе применение во многих отраслях человеческого деятельности.

В химической промышленности

В химической промышленности хлористый водород применяют для синтез хлорорганических соединений, а хлорсодержащих солей различных металлов.

В металлургии

В металлургии HCl используется с целью очистки металла после лужения (процесса нанесения олова с целью защиты металла от коррозии).

В пищевой промышленности

33% раствор HCl активно применяют в пищевом производстве в качестве регулятора pH, предназначенного для очистки воды.

В быту

В домохозяйстве HCl используют в составе моющих, хлорсодержащих средств.

В сельском хозяйстве

В сельскохозяйственной деятельности HCl применяется в составе хлорорганических веществ, которые используются в качестве органических ядохимикатов.

В медицине

В медицинской практике применяют слабые растворы хлористого водорода с целью улучшения пищеварения.

В строительстве

В строительстве HCl используют для очистки красного кирпича от грязи. Также использование растворов HCl повышает морозостойкость и влагостойкость бетонных конструкций, что способствует постройке более долгоживущих зданий.

Интересные факты

Приведем ряд фактов о хлороводородной кислоте, которые удивят обывателя:

1. Хлористый водород способен полностью исправиться. Дело в том, что при высоких температурах соединение переходит в свое основное агрегатное состояние – газообразное и насыщает атмосферу молекулами хлора и водорода.
2. Соляная кислота вырабатывается париетальными клетками желудка человеческого организма в небольшой концентрации (0,3%). Она создает необходимую кислотность среды, в которой наиболее активно протекают ферментативные процессы расщепления питательных веществ.
3. При пониженной кислотности желудка, в нем развиваются лактобактерии. Данный факт указывает на еще одно свойство HCl – способность уничтожать бактерии. Данное свойство выражает в еще одной её функции в организме человека – бактерицидной.

Источник

Урок №19. Соляная кислота и её соли

Соляная кислота

Физические свойства:

Концентрированная соляная кислота – это бесцветный раствор, сильно дымящий во влажном воздухе, с резким запахом.

Получение соляной кислоты:

Соляная кислота HCl получается при растворении газа хлороводорода воде. Хлороводород можно получить действием концентрированной серной кислоты на поваренную соль.

NaCl + H 2 SO 4 = HCl↑ + NaHSO 4 (хлороводород + гидросульфат натрия)

Химические свойства:

Раствор хлороводорода в воде — соляная кислота — сильная кислота:

1) реагирует с металлами , стоящими в ряду напряжений до водорода:

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2

3) с оксидами металлов :

MgO + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O

4) с основаниями и аммиаком :

HCl + KOH = KCl + H 2 O

3HCl + Al(OH) 3 = AlCl 3 + 3H 2 O

HCl + NH 3 = NH 4 Cl

5) с солями :

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ­↑

HCl + AgNO 3 = AgCl↓ + HNO 3

Образование белого осадка хлорида серебра — AgCl, нерастворимого в минеральных кислотах используется в качестве качественной реакции для обнаружения анионов Cl — в растворе.

Хлориды металлов — соли соляной кислоты, их получают взаимодействием металлов с хлором или реакциями соляной кислоты с металлами, их оксидами и гидроксидами; путем обмена с некоторыми солями

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2

CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O

Ba(OH) 2 + 2HCl = BaCl 2 + 2H 2 O

Pb(NO 3 ) 2 + 2HCl = PbCl 2 ↓ + 2HNO 3

Большинство хлоридов растворимы в воде (за исключением хлоридов серебра, свинца и одновалентной ртути).

Применение соляной кислоты и ее солей:

1. Соляная кислота входит в состав желудочного сока и способствует перевариванию белковой пищи у человека и животных.

2. Хлороводород и соляная кислота используются для производства лекарств, красителей, растворителей, пластмасс.

3. Применение основных солей соляной кислоты:

KCl — удобрение, используется также в стекольной и химической промышленности.

HgCl 2 — сулема — яд, используется для дезинфекции в медицине, для протравливания семян в сельском хозяйстве.

Hg 2 Cl 2 — каломель — не ядовита, слабительное средство.

NaCl — поваренная соль — сырье для производства соляной кислоты, гидроксида натрия, водорода, хлора, хлорной извести, соды. Применяется в кожевенной и мыловаренной промышленности, в кулинарии и консервировании.

ZnCl 2 — для пропитки древесины против гниения, в медицине, при паянии.

AgCl — применяется в черно-белой фотографии, так как обладает светочувствительностью — разлагается на свету с образованием свободного серебра: 2AgCl = 2Ag + Cl 2

Задания для повторения и закрепления

№1. Осуществите превращения по схеме:

HCl → Cl 2 → AlCl 3 → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → AlCl 3 → Cl 2

№2. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в следующей реакции:

HCl + KClO 3 → KCl + H 2 O + Cl 2

Укажите окислитель и восстановитель; процессы окисления и восстановления.

Какое количество алюминия прореагирует с избытком соляной кислоты для получения 5,6 л водорода (н.у.)?

Источник

Соляная кислота ГОСТ 3118-77

Соляная кислота

Систематическое
наименование Хлороводородная кислота Хим. формула HCl Состояние бесцветная жидкость Молярная масса 36.46 г/моль Плотность 1.19 г/см³ Т. плав. -30 °C Т. кип. 48 °C Энтальпия образования -605.22 кДж/моль pK_a -10 Растворимость в воде смешивается ГОСТ ГОСТ 3118-77, ГОСТ 857-95, ГОСТ 14261-77 Рег. номер CAS 7647-01-0 PubChem 313 Рег. номер EINECS 933-977-5 Кодекс Алиментариус E507 RTECS MW4025000 NFPA 704

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Соляная кислота (также хлороводородная, хлористоводородная кислота, хлористый водород) — раствор хлороводорода (HCl) в воде, сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящаяся» на воздухе (техническая соляная кислота — желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.). В концентрации около ω = 0,5 % присутствует в желудке человека, что соответствует pH = pω − lg ( ρH₂O / μHCl ) ≅ 0,86 . Максимальная концентрация при 20 °C равна 38 % по массе, плотность такого раствора 1,19 г/см³. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

Содержание

Физические свойства

Физические свойства соляной кислоты сильно зависят от концентрации растворённого хлороводорода:

Конц. (вес), кг HCl/кг	Конц. (г/л), кг HCl/м³	Плотность, кг/л	Молярность M	Водородный показатель (pH)	Вязкость, мПа·с	Удельная теплоемкость, кДж/(кг·К)	Давление пара, Па	Температура кипения, °C	Температура плавления, °C
10 %	104,80	1,048	2,87	−0,4578	1,16	3,47	0,527	103	−18
20 %	219,60	1,098	6,02	−0,7796	1,37	2,99	27,3	108	−59
30 %	344,70	1,149	9,45	−0,9754	1,70	2,60	1,410	90	−52
32 %	370,88	1,159	10,17	−1,0073	1,80	2,55	3,130	84	−43
34 %	397,46	1,169	10,90	−1,0374	1,90	2,50	6,733	71	−36
36 %	424,44	1,179	11,64	−1,06595	1,99	2,46	14,100	61	−30
38 %	451,82	1,189	12,39	−1,0931	2,10	2,43	28,000	48	−26

При 20 °C, 1 атм (101 кПа)При затвердевании даёт кристаллогидраты составов HCl·H₂O, HCl·2H₂O, HCl·3H₂O, HCl·6H₂O.

Химические свойства

• Взаимодействие с металлами, стоящими в ряду электрохимических потенциалов до водорода, с образованием соли и выделением газообразного водорода:

2Na + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂ ↑ Mg + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂ ↑ 2Al + 6HCl ⟶ 2AlCl₃ + 3H₂ ↑

• Взаимодействие с оксидами металлов с образованием растворимой соли и воды:

Na₂O + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂O MgO + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂O Al₂O₃ + 6HCl ⟶ 2AlCl₃ + 3H₂O

• Взаимодействие с гидроксидами металлов с образованием растворимой соли и воды (реакция нейтрализации):

NaOH + HCl ⟶ NaCl + H₂O Ba(OH)₂ + 2HCl ⟶ BaCl2 + 2H₂O Al(OH)₃ + 3HCl ⟶ AlCl₃ + 3H₂O

• Взаимодействие с солями металлов, образованных более слабыми кислотами, например угольной:

Na₂CO₃ + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂O + CO₂ ↑

• Взаимодействие с сильными окислителями (перманганат калия, диоксид марганца) с выделением газообразного хлора:

2KMnO₄ + 16HCl ⟶ 5Cl₂ ↑ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O

• Взаимодействие с аммиаком с образованием густого белого дыма, состоящего из мельчайших кристалликов хлорида аммония:

NH₃ + HCl ⟶ NH₄Cl

• Качественной реакцией на соляную кислоту и её соли является её взаимодействие с нитратом серебра, при котором образуется белый творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте:

HCl + AgNO₃ → AgCl ↓ + HNO₃

Получение

Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в воде. Хлороводород получают сжиганием водорода в хлоре, полученная таким способом кислота называется синтетической. Также соляную кислоту получают из абгазов — побочных газов, образующихся при различных процессах, например, при хлорировании углеводородов. Хлороводород, содержащийся в этих газах, называется абгазным, а полученная таким образом кислота — абгазной. В последние десятилетия доля абгазной соляной кислоты в объёме производства постепенно увеличивается, вытесняя кислоту, полученную сжиганием водорода в хлоре. Но полученная методом сжигания водорода в хлоре соляная кислота содержит меньше примесей и применяется при необходимости высокой чистоты.

В лабораторных условиях используется разработанный ещё алхимиками способ, заключающийся в действии концентрированной серной кислоты на поваренную соль:

При температуре выше 550 °C и избытке поваренной соли возможно взаимодействие:

Возможно получение путём гидролиза хлоридов магния, алюминия (нагревается гидратированная соль):

Эти реакции могут идти не до конца с образованием основных хлоридов (оксихлоридов) переменного состава, например:

Хлороводород хорошо растворим в воде. Так, при 0 °C 1 объём воды может поглотить 507 объёмов HCl, что соответствует концентрации кислоты 45 %. Однако при комнатной температуре растворимость HCl ниже, поэтому на практике обычно используют 36-процентную соляную кислоту.

Применение

Промышленность

• Применяется в гидрометаллургии и гальванопластике (травление, декапирование), для очистки поверхности металлов при пайке и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. В смеси с поверхностно-активными веществами используется для очистки керамических и металлических изделий (тут необходима ингибированная кислота) от загрязнений и дезинфекции.
• В пищевой промышленности зарегистрирована как регулятор кислотности (пищевая добавка E507). Применяется для изготовления зельтерской (содовой) воды.

Медицина

• Естественная составная часть желудочного сока человека. В концентрации 0,3—0,5 %, обычно в смеси с ферментом пепсином, назначается внутрь при недостаточной кислотности.

Особенности обращения

Высококонцентрированная соляная кислота — едкое вещество, при попадании на кожу вызывает сильные химические ожоги. Особенно опасно попадание в глаза. Для нейтрализации ожогов применяют раствор слабого основания, или соли слабой кислоты, обычно питьевой соды.

При открывании сосудов с концентрированной соляной кислотой пары хлороводорода, притягивая влагу воздуха, образуют туман, раздражающий глаза и дыхательные пути человека.

Реагируя с сильными окислителями (хлорной известью, диоксидом марганца, перманганатом калия) образует токсичный газообразный хлор.

В РФ оборот соляной кислоты концентрации 15 % и более — ограничен.

Источник