Концентрированная соляная кислота реагирует. Соляная кислота и ее свойства

Соляная кислота - неорганическое вещество, одноосновная кислота, одна из самых сильных кислот. Используются также другие названия: хлористый водород, кислота хлороводородная, кислота хлористоводородная.

Свойства

Кислота в чистом виде представляет собой жидкость без цвета и запаха. Техническая кислота обычно содержит примеси, которые придают ей слегка желтоватый оттенок. Соляную кислоту часто называют «дымящей», так как она выделяет пары хлороводорода, вступающие в реакцию с влагой воздуха и образующие кислотный туман.

Очень хорошо растворяется в воде. При комнатной температуре максимально возможное по массе содержание хлороводорода -38%. Кислота концентрации большей 24% считается концентрированной.

Хлористоводородная кислота активно вступает в реакции с металлами, оксидами, гидроксидами, образуя соли - хлориды. HCl взаимодействует с солями более слабых кислот; с сильными окислителями и аммиаком .

Для определения соляной кислоты или хлоридов используют реакцию с нитратом серебра AgNO3, в результате которой выпадает белый творожистый осадок.

Техника безопасности

Вещество очень едкое, разъедает кожу, органические материалы, металлы и их окислы. На воздухе выделяет пары хлороводорода, которые вызывают удушье, ожоги кожи, слизистой глаз и носа, повреждают органы дыхания, разрушают зубы. Соляная кислота относится к веществам 2 степени опасности (высокоопасным), ПДК реактива в воздухе составляет 0,005 мг/л. Работать с хлористым водородом можно только в фильтрующих противогазах и защитной одежде , включая резиновые перчатки, фартук, спецобувь.

При разливе кислоты ее смывают большим количеством воды или нейтрализуют щелочным растворами. Пострадавших от кислоты следует вынести из опасной зоны, промыть кожу и глаза водой или содовым раствором, вызвать врача.

Перевозить и хранить хим реактив допускается в стеклянной, пластиковой таре , а также в металлической таре, покрытой изнутри резиновым слоем. Тара должна герметично закрываться.

Получение

В промышленных масштабах соляную кислоту получают из газообразного хлороводорода (HCl). Сам хлороводород производится двумя основными способами:
- экзотермической реакцией хлора и водорода - таким образом получают реактив высокой чистоты, например, для пищевой промышленности и фармацевтики;
- из сопутствующих промышленных газов - кислота на основе такого HCl называется абгазной.

Это любопытно

Именно соляной кислоте природа «поручила» процесс расщепления пищи в организме. Концентрация кислоты в желудке составляет всего 0,4%, но этого оказывается достаточно, чтобы за неделю переварить бритвенное лезвие!

Кислота вырабатывается клетками самого желудка, который защищен от этой агрессивной субстанции слизистой оболочкой. Тем не менее, его поверхность обновляется ежедневно, чтобы восстановить поврежденные участки. Кроме участия в процессе переваривания пищи, кислота выполняет еще и защитную функцию, убивая болезнетворные микроорганизмы, попадающие в организм через желудок.

Применение

В медицине и фармацевтике - для восстановления кислотности желудочного сока при его недостаточности; при анемии для улучшения всасываемости железосодержащих лекарств.
- В пищепроме это пищевая добавка, регулятор кислотности Е507, а также ингредиент сельтерской (содовой) воды. Используется при изготовлении фруктозы, желатина, лимонной кислоты.
- В химической промышленности - основа для получения хлора, соды, глутамината натрия, хлоридов металлов, например, хлорида цинка, хлорида марганца, хлорида железа; синтеза хлорорганических веществ; катализатор в органических синтезах.
- Больше всего производимой в мире хлористоводородной кислоты расходуется в металлургии для очистки заготовок от окислов. Для этих целей применяется ингибированная техническая кислота, в состав которой введены специальные ингибиторы (замедлители) реакции, благодаря чему реактив растворяет окислы, но не сам металл. Также соляной кислотой травят металлы; очищают их перед лужением, пайкой, гальванированием.
- Обрабатывают кожу перед дублением.
- В добывающей отрасли востребована для очистки буровых скважин от отложений, для обработки руд и горных пластов.
- В лабораторной практике хлористоводородная кислота используется как популярный реактив для аналитических исследований, для очистки сосудов от трудноудаляемых загрязнений.
- Применяется в каучуковой, целлюлозно-бумажной индустрии, в черной металлургии; для очистки котлов, труб, оборудования от сложных отложений, накипи, ржавчины; для очистки керамических и металлических изделий.

Соляная кислота представляет собой раствор газообразного хлористого водорода HCl в воде. Последний представляет собой гигроскопичный бесцветный газ с резким запахом. Обычно употребляемая концентрированная соляная кислота содержит 36-38% хлористого водорода и имеет плотность 1, 19 г/см 3 . Такая кислота дымит на воздухе, так как из неё выделяется газообразный HCl; при соединении с влагой воздуха образуются мельчайшие капельки соляной кислоты.

Чистая кислота бесцветна, а техническая имеет желтоватый оттенок, вызванный следами соединений железа, хлора и других элементов (FeCl 3 ).

Часто применяют разбавленную кислоту, содержащую 10% и меньше хлористого водорода. Разбавленные растворы не выделяют газообразного HCl и не дымят ни в сухом, ни во влажном воздухе.

Соляная кислота представляет собой летучее соединение, так как при нагревании она улетучивается. Она является сильной кислотой и энергично взаимодействует с большинством металлов. Однако такие металлы, как золото , платина , серебро , вольфрам и свинец , соляной кислотой практически не травятся. Многие недрагоценные металлы, растворяясь в кислоте, образуют хлориды, например цинк :

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 .

Соляная кислота широко используется в промышленности при извлечении металлов из руд, травлении металлов и т. д. Также она используется при изготовлении паяльной жидкости, при осаждении серебра и как составная часть царской водки .

Масштабы применения соляной кислоты в промышленности меньше, чем азотной . Связано это с тем, что соляная кислота вызывает коррозию стальной аппаратуры. К тому же летучие пары её довольно вредны и также вызывают коррозию металлических изделий. Это нужно учитывать при хранении соляной кислоты. Хранят и перевозят соляную кислоту в гуммированных цистернах и бочках, т.е. в сосудах, внутренняя поверхность которых покрыта кислотостойкой резиной, а также в стеклянных бутылях и полиэтиленовой посуде.

Соляная кислота применяется для получения хлоридов цинка , марганца , железа и других металлов, а также хлористого аммония. Соляную кислоту применяют для очистки поверхностей металлов, сосудов, скважин от карбонатов, окислов и других осадков и загрязнений. При этом используют специальные добавки - ингибиторы, которые защищают металл от растворения и коррозии, но не задерживают растворение окислов, карбонатов и других подобных соединений.

HCl применяется в промышленном производстве синтетических смол, каучуков. Используется как сырьё в производстве хлористого метила из метилового спирта, хлористого этила из этилена, хлорвинила из ацетилена.

HCl ядовит. Отравления происходят обычно туманом, образующимся при взаимодействии газа с водяными парами воздуха. HCl поглощается также на слизистых оболочках с образованием кислоты, вызывающей их сильное раздражение. При длительной работе в атмосфере HCl наблюдаются катары дыхательных путей, разрушение зубов, изъязвление слизистой оболочки носа, желудочно-кишечные расстройства. Допустимое содержание HCl в воздухе рабочих помещений не более 0 , 005 мг/л. Для защиты используют противогаз, защитные очки, резиновые перчатки, обувь, фартук.

В то же время, наше пищеварение невозможно без соляной кислоты, её концентрация в желудочном соке достаточно высока. Если в организме кислотность понижена, то пищеварение нарушается, и врачи прописывают таким больным приём соляной кислоты перед началом еды.

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 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 %.

Определение и формула соляной кислоты

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Соляная кислота (хлороводородная кислота, хлористоводородная кислота, хлористый водород) – раствор хлороводорода \(\ \mathrm{HCl} \) в воде.

Формула соляной кислоты

Формула – \(\ \mathrm{HCl} \)

Молярная масса равна 36,46 г/моль.

Физические свойства – бесцветная едкая жидкость, на воздухе «дымит».

Техническая соляная кислота имеет желтый цвет из-за наличия примесей железа, хлора и других веществ

Максимальная концентрация в растворе при \(\ 20^{\circ} \mathrm{C} \) равна 38%, плотность этого раствора 1,19 г/см3. Молярная масса 36,46 г/моль.

Соляная кислота – сильная одноосновная кислота, константа диссоциации.

Образует соли – хлориды.

Химические свойства соляной кислоты

Взаимодействует с металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений до водорода с образованием соответствующих хлоридов и выделением водорода:

\(\ Z n+2 H C l=Z n C l_{2}+H_{2} \uparrow \)

Взаимодействует с оксидами металлов с образованием растворимых солей и воды:

\(\ M g O+2 H C l=M g C l_{2}+H_{2} O \)

Взаимодействует с гидроксидами металлов с образованием растворимых хлоридов и воды:

\(\ A l(O H)_{3}+3 H C l=A l C l_{3}+3 H_{2} O \)

Взаимодействует с солями металлов, образованных более слабыми кислотами:

\(\ \mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}+2 \mathrm{HCl}=2 \mathrm{NaCl}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+\mathrm{CO}_{2} \uparrow \)

Реагирует с сильными окислителями (перманганатом калия, диоксидом марганца) с выделением хлора:

\(\ 2 K M n O_{4}+16 H C l=5 C l_{2} \uparrow+2 M n C l_{2}+2 K C l+8 H_{2} O \)

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

\(\ N H_{3}+H C l=N H_{4} C l \)

Качественной реакцией на соляную кислоту и её соли является реакция с нитратом серебра, в результате которой образуется белый творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте:

\(\ H C l+A g N O_{3}=A g C l \downarrow+H N O_{3} \)

Получают соляную кислоту растворением газообразного хлороводорода в воде.

Применение

Соляная кислота применяется в гидрометаллургии и гальванопластике (травление, декапирование), для очистки поверхности металлов при паянии и лужении, для получения хлоридов металлов (цинка, марганца, железа и др.). Смеси соляной кислоты с ПАВ используются для очистки керамических и металлических изделий от загрязнений и дезинфекции.

В пищевой промышленности соляная кислота используется в качестве регулятора кислотности \(\ \mathrm{pH} \) , пищевой добавки E507 . Является естественной составной частью желудочного сока человека.

Концентрированная соляная кислота – едкое вещество, при попадании на кожу вызывает сильные химические ожоги. Особенно опасно попадание кислоты в глаза. Для нейтрализации ожогов применяют раствор слабой щёлочи (питьевой соды).

Примеры решения задач

Вычислить нормальность раствора соляной кислоты, если на титрование 20 мл его израсходовано 19,2 мл 0,1 н раствора едкого натра.

Запишем уравнение реакции титрования:

\(\ H C l+N a O H=N a C l+H_{2} O \)

Запишем закон эквивалентов для данного процесса титрования:

\(\ V_{N a O H} \cdot N_{N a O H}=V_{H C l} \cdot N_{H C l} \)

Выразим нормальную концентрацию раствора соляной кислоты:

\(\ N_{H C l}=\frac{V_{N a O H} \cdot N_{N a O H}}{V_{H C l}}=\frac{19,2 \cdot 0,1}{20}=0,096 \)

Нормальность раствора соляной кислоты равна 0,096 н.

Раствор соляной кислоты \(\ \mathrm{HCl} \) объемом 1,8 мл (плотность 1,18 г/мл) с массовой долей вещества 36%, разбавили водой до 1 литра. Найти \(\ _{1} \mathrm{pH} \) полученного раствора.

Запишем уравнение диссоциации соляной кислоты:

\(\ H C l=H^{+}+C l^{-} \)

Найдем массу исходного раствора соляной кислоты по формуле:

\(\ m=\rho \cdot V \)

где \(\ \rho \) – плотность раствора, \(\ \mathrm{V} \) – объем раствора.

\(\ m_{p-p a}=1,18 \cdot 1,8=2,124 г. \)

Найдем массу соляной кислоты в растворе. Выражение для массовой доли вещества в растворе:

\(\ \omega=\frac{m_{b-b a}}{m_{p-p a}} \)

Если раствор соляной кислоты 36%, то массовая доля соляной кислоты в нем будет равна 0,36.

Выразим массу соляной кислоты:

\(\ m_{H C l}=\omega \cdot m_{p-p a}=0,36 \cdot 2,124=0,765 \)

Учитывая, что молярная масса соляной кислоты равна 36,5 г/моль, рассчитаем количество вещества \(\ \mathrm{HCl} \) в растворе

\(\ n_{H C l}=\frac{m_{H C l}}{M_{H C l}}=\frac{0,765}{36,5}=0,021 \) моль

Поскольку исходный объем раствора разбавили водой до 1 л, найдем молярную концентрацию полученного раствора соляной кислоты по формуле:

\(\ C_{M}(H C l)=\frac{n_{H C l}}{V}=\frac{0,021}{1}=0,021 \) моль/л

Соляная кислота является сильной кислотой, диссоциирует в водном растворе полностью, поэтому концентрация ионов водорода будет равна концентрации кислоты:

\(\ \left=M(H C l)=0,021 \) моль/л

рН раствора рассчитывается по формуле:

\(\ p H=-l g\left=-\lg (0,021)=1,678=1,678 \)

рН полученного раствора равен 1,678

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 свойства

Она 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.

Применение

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