Концентрована соляна кислота реагує. Соляна кислота та її властивості

Соляна кислота – неорганічна речовина, одноосновна кислота, одна з найсильніших кислот. Використовуються також інші назви: хлористий водень, хлороводнева кислота, хлористоводнева кислота.

Властивості

Кислота в чистому вигляді є рідиною без кольору і запаху. Технічна кислота зазвичай містить домішки, які надають їй трохи жовтуватий відтінок. Соляну кислоту часто називають «димною», оскільки вона виділяє пари хлороводню, що вступають у реакцію з вологою повітря і утворюють кислотний туман.

Дуже добре розчиняється у воді. При кімнатній температурі максимально можливий масою вміст хлороводню -38%. Кислота концентрації більшою за 24% вважається концентрованою.

Хлористоводородна кислота активно вступає у реакції з металами, оксидами, гідроксидами, утворюючи солі – хлориди. HCl взаємодіє із солями більш слабких кислот; з сильними окислювачами та аміаком.

Для визначення соляної кислоти або хлоридів використовують реакцію з нітратом срібла AgNO3, у результаті якої випадає білий сирний осад.

Техніка безпеки

Речовина дуже їдка, роз'їдає шкіру, органічні матеріали, метали та їх оксиди. На повітрі виділяє пари хлороводню, які викликають задуху, опіки шкіри, слизової очей та носа, ушкоджують органи дихання, руйнують зуби. Соляна кислота відноситься до речовин 2 ступеня небезпеки (високонебезпечним), ГДК реактиву в повітрі становить 0,005 мг/л. Працювати з хлористим воднем можна тільки у фільтруючих протигазах та захисному одязі, включаючи гумові рукавички, фартух, спецвзуття.

При розливі кислоти змивають її великою кількістю води або нейтралізують лужним розчинами. Постраждалих від кислоти слід винести з небезпечної зони, промити шкіру та очі водою чи содовим розчином, викликати лікаря.

Перевозити та зберігати хімічний реактив допускається у скляній, пластиковій тарі, а також у металевій тарі, покритій зсередини гумовим шаром. Тара має герметично закриватися.

Отримання

У промислових масштабах соляну кислоту одержують із газоподібного хлороводню (HCl). Сам хлороводень виробляється двома основними способами:
- екзотермічною реакцією хлору та водню - таким чином одержують реактив високої чистоти, наприклад, для харчової промисловості та фармацевтики;
- із супутніх промислових газів – кислота на основі такого HCl називається абгазною.

Це цікаво

Саме соляній кислоті природа «доручила» процес розщеплення їжі в організмі. Концентрація кислоти в шлунку складає всього 0,4%, але цього виявляється достатньо, щоб за тиждень переварити леза для гоління!

Кислота виробляється клітинами самого шлунка, захищеного від цієї агресивної субстанції слизовою оболонкою. Проте його поверхня оновлюється щодня, щоб відновити пошкоджені ділянки. Крім участі у процесі перетравлення їжі, кислота виконує ще й захисну функцію, вбиваючи хвороботворні мікроорганізми, які потрапляють до організму через шлунок.

Застосування

У медицині та фармацевтиці – для відновлення кислотності шлункового соку при його недостатності; при анемії для покращення всмоктування залізовмісних ліків.
- У харчопромі це харчова добавка, регулятор кислотності Е507, а також інгредієнт сельтерської (содової) води. Використовується для виготовлення фруктози, желатину, лимонної кислоти.
- У хімічній промисловості - основа для одержання хлору, соди, глутамінату натрію, хлоридів металів, наприклад, хлориду цинку, хлориду марганцю, хлориду заліза; синтезу хлорорганічних речовин; каталізатор у органічних синтезах.
- Найбільше хлористоводневої кислоти, що виробляється у світі, витрачається в металургії для очищення заготовок від оксидів. Для цих цілей застосовується інгібована технічна кислота, до складу якої введені спеціальні інгібітори (сповільнювачі) реакції, завдяки чому реактив розчиняє оксиди, але не сам метал. Також соляною кислотою труять метали; очищають їх перед лудінням, паянням, гальвануванням.
- Обробляють шкіру перед дубленням.
- У видобувній галузі затребувана для очищення свердловин відкладень, для обробки руд і гірських пластів.
- У лабораторній практиці хлористоводнева кислота використовується як популярний реактив для аналітичних досліджень, для очищення судин від забруднень, що важко видаляються.
- застосовується в каучуковій, целюлозно-паперовій індустрії, у чорній металургії; для очищення котлів, труб, обладнання від складних відкладень, накипу, іржі; для очищення керамічних та металевих виробів.

Соляна кислота є розчином газоподібного хлористого водню. HCl в воді. Останній є гігроскопічним безбарвним газом з різким запахом. Зазвичай вживана концентрована соляна кислота містить 36-38% хлористого водню та має щільність 1, 19 г/см 3 . Така кислота димить на повітрі, тому що з неї виділяється газоподібний. HCl; при з'єднанні з вологою повітря утворюються дрібні крапельки соляної кислоти.

Чиста кислота безбарвна, а технічна має жовтуватий відтінок, викликаний слідами сполук заліза, хлору та інших елементів ( FeCl 3).

Часто застосовують розведену кислоту, що містить 10% і менше хлористого водню. Розведені розчини не виділяють газоподібного HCl і не димлять ні в сухому, ні у вологому повітрі.

Соляна кислота є летюче з'єднання, так як при нагріванні вона випаровується. Вона є сильною кислотою та енергійно взаємодіє з більшістю металів. Однак такі метали, якзолото, платина, срібло, вольфрам та свинець , Соляною кислотою практично не труяться. Багато недорогоцінні метали, розчиняючись у кислоті, утворюють хлориди, наприкладцинк:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 .

Соляна кислота широко використовується в промисловості при витягуванні металів з руд, травленні металів і т. д. Також вона використовується при виготовленні паяльної рідини, при осадженнісрібла і як складова частинацарської горілки.

Масштаби застосування соляної кислоти у промисловості менше, ніжазотної . Пов'язано це з тим, що соляна кислота викликає корозію залізної апаратури. До того ж леткі пари її досить шкідливі і викликають корозію металевих виробів. Це потрібно враховувати під час зберігання соляної кислоти. Зберігають і перевозять соляну кислоту гумованих цистернах і бочках, тобто. у судинах, внутрішня поверхня яких покрита кислотостійкою гумою, а також у скляних суліях та поліетиленовому посуді.

Соляна кислота застосовується для отримання хлоридівцинку, марганцю , заліза та інших металів, а також хлористого амонію. Соляну кислоту застосовують для очищення поверхонь металів, судин, свердловин від карбонатів, оксидів та інших опадів та забруднень. При цьому використовують спеціальні добавки – інгібітори, які захищають метал від розчинення та корозії, але не затримують розчинення оксидів, карбонатів та інших подібних сполук.

HCl застосовується у промисловому виробництві синтетичних смол, каучуків. Використовується як сировина у виробництві хлористого метилу з метилового спирту, етилу хлористого з етилену, хлорвінілу з ацетилену.

HCl отруйний. Отруєння відбуваються зазвичай туманом, що утворюється при взаємодії газу з водяними парами повітря. HCl поглинається також на слизових оболонках з утворенням кислоти, що викликає їхнє сильне подразнення. При тривалій роботі у атмосфері HCl спостерігаються катари дихальних шляхів, руйнування зубів, виразка слизової оболонки носа, шлунково-кишкові розлади. Допустимий зміст HCl у повітрі робочих приміщень не більше 0 , 005 мг/л. Для захисту використовують протигаз, захисні окуляри, гумові рукавички, взуття, фартух.

У той же час, наше травлення неможливе без соляної кислоти, її концентрація у шлунковому соку досить висока. Якщо в організмі знижена кислотність, то травлення порушується, і лікарі прописують таким хворим прийом соляної кислоти перед початком їжі.

Хлористий водень є газ, приблизно в 1,3 рази важчий за повітря. Він без кольору, але з різким задушливим та характерним запахом. При температурі мінус 84С хлористий водень переходить із газоподібного в рідкий стан, а при мінус 112С твердне. Хлороводень розчиняється у воді. Один літр H2O здатний поглинути до 500 мл газу. Розчин його називається хлороводневою або соляною кислотою. Концентрована соляна кислота при 20С характеризується максимально можливою основною речовиною, що дорівнює 38%. Розчин — це сильна одноосновна кислота (на повітрі «димить», а за наявності вологи утворює кислотний туман), вона має також інші назви: хлористоводнева, а за українською номенклатурою — хлоридна кислота. Хімічна формула може бути представлена у такому вигляді: HCl. Молярна маса становить 36,5 г/моль. Щільність соляної кислоти концентрованої при 20С дорівнює 1,19 г/см3. Це шкідлива речовина, яка відноситься до другого класу небезпеки.

У «сухому» вигляді хлороводень не може взаємодіяти навіть з активними металами, але за наявності вологи реакція протікає досить енергійно. Ця сильна хлористоводнева кислота здатна реагувати з усіма металами, які стоять лівіше за водень у ряді напруг. Крім того, воно взаємодіє з основними та амфотерними оксидами, основами, а також із солями:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2;
2HCl + CuO → CuCl2 + H2O;
3HCl + Fe(OH)3 → FeCl3 + 3H2O;
2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2;
HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3.

Крім загальних властивостей, характерних кожної сильної кислоти, соляна кислота в концентрованому вигляді реагує з різними окислювачами, виділяючи вільний хлор. Солі цієї кислоти називають хлоридами. Майже всі вони добре розчиняються у воді та повністю дисоціюють на іони. Слаборозчинними є: хлористий свинець PbCl2, хлористе срібло AgCl, хлорид одновалентної ртуті Hg2Cl2 (каломель) та хлорид одновалентної міді CuCl. Хлористий водень здатний вступати в реакцію приєднання з подвійним або потрійним зв'язком, при цьому утворюються хлорпохідні органічні сполуки.

В умовах лабораторії хлороводень виходить при впливі на суху сірчану кислоту концентровану. Реакція в різних умовах може протікати з утворенням натрію солей (кислої або середньої):

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl
H2SO4 + 2NaCl → Na2SO4 + 2HCl.

Перша реакція йде до кінця при слабкому нагріванні, друга - при вищих температурах. Тому в лабораторії хлороводень краще отримувати першим способом, для чого кількість сірчаної кислоти рекомендується брати з розрахунку отримання кислої солі NaHSO4. Потім розчиненням хлористого водню у воді виходить соляна кислота. У промисловості її отримують, спалюючи в атмосфері хлору водень або впливаючи на сухий хлорид натрію (тільки по другому сірчаною кислотою концентрованою. Також хлороводень виходить як побічний продукт при хлоруванні насичених органічних сполук. У промисловості хлористий водень, отриманий одним з наведених вище способів спеціальних вежах, у яких рідину пропускають зверху вниз, а газ подають знизу вгору, тобто за принципом протитечії.

Соляна кислота транспортується в спеціальних гумованих цистернах або контейнерах, а також в поліетиленових бочках ємністю 50 л або пляшках скляних місткістю 20 л. При існує ризик утворення вибухонебезпечних водневоповітряних сумішей. Тому повинен бути повністю виключений контакт водню, що утворився в результаті реакції з повітрям, а також (за допомогою антикорозійних покриттів) контакт кислоти з металами. Перед виведенням апаратів та трубопроводів, де вона зберігалася чи транспортувалася, у ремонт, необхідно проводити продування азотом та контролювати стан газової фази.

Хлороводень широко застосовується у промислових виробництвах та в лабораторній практиці. Він використовується для отримання солей і як реактив в аналітичних дослідженнях. Соляна кислота технічна випускається за ГОСТ 857-95 (текст ідентичний міжнародному стандарту ISO 905-78), реактив - за ГОСТ 3118-77. Концентрація технічного продукту залежить від марки та сорту і може бути 31,5%, 33% або 35%, а зовні продукт буває жовтуватого кольору через вміст домішок заліза, хлору та інших хімічних речовин. Реактивна кислота має бути безбарвною та прозорою рідиною з масовою часткою від 35 до 38 %.

Визначення та формула соляної кислоти

ВИЗНАЧЕННЯ

Соляна кислота (хлороводнева кислота, хлористоводнева кислота, хлористий водень) - розчин хлороводню \(\ mathrm(HCl) \) у воді.

Формула соляної кислоти

Формула – \(\ \mathrm(HCl) \)

Молярна маса дорівнює 36,46 г/моль.

Фізичні властивості - безбарвна їдка рідина, на повітрі "димить".

Технічна соляна кислота має жовтий колір через наявність домішок заліза, хлору та інших речовин

Максимальна концентрація в розчині при \(\ 20^(\circ) \mathrm(C) \) дорівнює 38%, щільність цього розчину 1,19 г/см3. Молярна вага 36,46 г/моль.

Соляна кислота – сильна одноосновна кислота, константа дисоціації.

Утворює солі – хлориди.

Хімічні властивості соляної кислоти

Взаємодіє з металами, що знаходяться в електрохімічному ряду напруги до водню з утворенням відповідних хлоридів та виділенням водню:

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

Взаємодіє з оксидами металів з утворенням розчинних солей та води:

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

Взаємодіє з гідроксидами металів з утворенням розчинних хлоридів та води:

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

Взаємодіє із солями металів, утворених слабшими кислотами:

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

Реагує із сильними окислювачами (перманганатом калію, діоксидом марганцю) з виділенням хлору:

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

Реагує з аміаком з утворенням білого густого диму, що складається з дрібних кристаликів хлориду амонію:

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

Якісною реакцією на соляну кислоту та її солі є реакція з нітратом срібла, в результаті якої утворюється білий сирний осад хлориду срібла, нерозчинний в азотній кислоті:

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

Отримують соляну кислоту розчиненням газоподібного хлороводню у воді.

Застосування

Соляна кислота застосовується в гідрометалургії та гальванопластіці (травлення, декапування), для очищення поверхні металів при паянні та лудженні, для отримання хлоридів металів (цинку, марганцю, заліза та ін.). Суміші соляної кислоти з ПАР використовуються для очищення керамічних та металевих виробів від забруднень та дезінфекції.

У харчовій промисловості соляна кислота використовується як регулятор кислотності \(\\mathrm(pH)\), харчової добавки E507. Є природною складовою шлункового соку людини.

Концентрована соляна кислота – їдка речовина, яка при попаданні на шкіру викликає сильні хімічні опіки. Особливо небезпечно попадання кислоти у вічі. Для нейтралізації опіків застосовують розчин слабкої луги (питної соди).

Приклади розв'язання задач

Обчислити нормальність розчину соляної кислоти, якщо на титрування 20 мл його витрачено 19,2 мл 0,1 н розчину їдкого натру.

Запишемо рівняння реакції титрування:

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

Запишемо закон еквівалентів для цього процесу титрування:

\(\ V_(N a O H) \cdot N_(N a O H)=V_(HCl) \cdot N_(HCl) \)

Виразимо нормальну концентрацію розчину соляної кислоти:

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

Нормальність розчину соляної кислоти дорівнює 0,096 зв.

Розчин соляної кислоти (mathrm(HCl)) об'ємом 1,8 мл (щільність 1,18 г/мл) з масовою часткою речовини 36%, розбавили водою до 1 літра. Знайти \(\ _(1) \mathrm(pH) \) отриманого розчину.

Запишемо рівняння дисоціації соляної кислоти:

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

Знайдемо масу вихідного розчину соляної кислоти за формулою:

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

де \(\ \rho \) - щільність розчину, \(\ \mathrm(V) \) - об'єм розчину.

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

Знайдемо масу соляної кислоти у розчині. Вираз для масової частки речовини у розчині:

\(\ \omega=\frac(m_(b-ba))(m_(p-p a)) \)

Якщо розчин соляної кислоти 36%, то масова частка соляної кислоти в ньому дорівнюватиме 0,36.

Виразимо масу соляної кислоти:

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

Враховуючи, що молярна маса соляної кислоти дорівнює 36,5 г/моль, розрахуємо кількість речовини (mathrm(HCl)) у розчині

\(\ n_(HCl)=\frac(m_(HCl))(M_(HCl))=\frac(0,765)(36,5)=0,021 \) моль

Оскільки вихідний об'єм розчину розбавили водою до 1 л, знайдемо молярну концентрацію одержаного розчину соляної кислоти за формулою:

\(\ C_(M)(HCl)=\frac(n_(HCl))(V)=\frac(0,021)(1)=0,021 \) моль/л

Соляна кислота є сильною кислотою, дисоціює у водному розчині повністю, тому концентрація іонів водню дорівнюватиме концентрації кислоти:

\(\ \left=M(H C l)=0,021 \) моль/л

рН розчину розраховується за формулою:

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

рН одержаного розчину дорівнює 1,678

Як кислоти. Програма освіти передбачає запам'ятовування учнями назв та формул шести представників цієї групи. І, переглядаючи надану підручником таблицю, ви помічаєте у списку кислот ту, яка стоїть першою та зацікавила вас насамперед – соляну. На жаль, на заняттях у школі ні властивості, ні будь-яка інша інформація про неї не вивчається. Тому охочі отримати знання поза шкільною програмою шукають додаткові відомості у всіляких джерелах. Але часто багато хто не знаходить необхідної інформації. І тому тема сьогоднішньої статті присвячується саме цій кислоті.

Визначення

Соляна кислота є сильною одноосновною кислотою. У деяких джерелах її можуть називати хлоро- та хлористоводневою, а також хлористим воднем.

Фізичні властивості

Вона являє собою безбарвну і їдку рідину, що димиться на повітрі (фото справа). Проте технічна кислота через наявність у ній заліза, хлору та інших добавок має жовтуватий колір. Найбільша її концентрація при температурі 20 про С дорівнює 38%. Щільність соляної кислоти за такими параметрами дорівнює 1,19г/см 3 . Але це з'єднання різною мірою насиченості має зовсім різні дані. При зменшенні концентрації відбувається зниження числового значення молярності, в'язкості та температури плавлення, проте підвищується питома теплоємність та температура кипіння. Затвердіння соляної кислоти будь-якої концентрації дає різні кристалогідрати.

Хімічні властивості

Усі метали, які стоять до водню в електрохімічному ряду їхньої напруги, можуть взаємодіяти з цією сполукою, утворюючи солі та виділяючи газоподібний водень. Якщо їх замінити оксидами металів, то продуктами реакції стануть розчинна сіль та вода. Такий самий ефект буде і при взаємодії соляної кислоти з гідроксидами. Якщо ж до неї додати будь-яку сіль металів (наприклад, карбонат натрію), залишок якої був узятий з слабкішої кислоти (вугільної), то утворюються хлорид цього металу (натрію), вода і газ, що відповідає кислотному залишку (в даному випадку - вуглекислий) .

Отримання

Об'єднане зараз з'єднання утворюється, коли у воді розчиняють газоподібний хлороводень, який можна отримати, спалюючи водень у хлорі. Соляна кислота, яку отримали за допомогою такого способу, має назву синтетичної. Також джерелом для добування цієї речовини можуть бути абгази. І таку соляну кислоту називатимуть абгазною. Останнім часом рівень виробництва соляної кислоти за допомогою цього методу набагато вищий, ніж її отримання синтетичним способом, хоча останній дає з'єднання більш чистому вигляді. Це все шляхи його добування у промисловості. Однак у лабораторіях соляну кислоту отримують трьома способами (перші два відрізняються тільки температурою та продуктами реакції) за допомогою різних видів взаємодії хімічних речовин, таких як:

Вплив насиченої сірчаної кислоти на натрію хлорид при температурі 150 про С.
Взаємодія наведених вище речовин в умовах з температурою 550 про З та вище.
Гідроліз хлоридів алюмінію чи магнію.

Застосування

Гідрометалургія та гальванопластика не можуть обійтися без використання соляної кислоти, де вона потрібна, щоб очищати поверхню металів при лудженні та паянні та отримувати хлориди марганцю, заліза, цинку та інших металів. У харчовій промисловості цю сполуку знають як харчову добавку E507 – там це регулятор кислотності, необхідний для того, щоб виготовити сельтерську (содову) воду. Концентрована соляна кислота також знаходиться у шлунковому соку будь-якої людини та допомагає перетравлювати їжу. Під час цього процесу її ступінь насиченості зменшується, т.к. цей склад розбавляється їжею. Однак при тривалому голодуванні концентрація соляної кислоти у шлунку потроху збільшується. А оскільки ця сполука дуже їдка, це може призвести до виразки шлунка.

Висновок

Соляна кислота може бути корисною, так і шкідливою для людини. Її попадання на шкіру призводить до появи сильних хімічних опіків, а пари цієї сполуки дратують дихальні шляхи та очі. Але якщо поводитися з цією речовиною обережно, вона може не раз стати в нагоді в