Соляная кислота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Вещество

Соля́ная кислота́ (также хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная кислота) — раствор хлороводорода (<chem>HCl</chem>) 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 0,5 % присутствует в желудке человека. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

История

Впервые хлороводород получил алхимик Василий Валентин, нагрев гептагидрат сульфата железа с поваренной солью и назвав полученное вещество «духом соли» (лат. Шаблон:Langi). Иоганн Глаубер в XVII в. получил соляную кислоту из поваренной соли и серной кислоты. В 1790 году британский химик Гемфри Дэви получил хлороводород из водорода и хлора, таким образом установив его состав. Возникновение промышленного производства соляной кислоты связано с технологией получения карбоната натрия: на первой стадии этого процесса поваренную соль вводили в реакцию с серной кислотой, в результате чего выделялся хлороводород. В 1863 году в Англии был принят закон «Alkali Act», согласно которому запрещалось выбрасывать этот хлороводород в воздух, а необходимо было пропускать его в воду. Это привело к развитию промышленного производства соляной кислоты. Дальнейшее развитие произошло благодаря промышленным методам получения гидроксида натрия и хлора путём электролиза растворов хлорида натрияШаблон:Sfn.

Физические свойства

Физические свойства соляной кислоты сильно зависят от концентрации растворённого хлороводорода:

Конц. (вес), мас. % 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
Т. кип.,
°C
Т. пл.,
°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 низкой температуре хлороводород с водой даёт кристаллогидраты составов <chem>HCl.H2O</chem> (т. пл. −15,4 °С), <chem>HCl.2H2O</chem> (т. пл. −18 °С), <chem>HCl.3H2O</chem> (т. пл. –25 °С), <chem>HCl.6H2O</chem> (т. пл. −70 °С). При атмосферном давлении (101,3 кПа) хлороводород с водой образуют азеотропную смесь с т. кип. 108,6 °С и содержанием <chem>HCl</chem> 20,4 мас. %Шаблон:Sfn.

Химические свойства

<chem>2Na + 2HCl -> 2NaCl + H2 ^</chem>,
<chem>Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 ^</chem>,
<chem>2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 ^</chem>.
<chem>Na2O + 2HCl -> 2NaCl + H2O</chem>,
<chem>MgO + 2HCl -> MgCl2 + H2O</chem>,
<chem>Al2O3 + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H_2O</chem>.
<chem>NaOH + HCl -> NaCl + H2O</chem>,
<chem>Ba(OH)2 + 2HCl -> BaCl2 + 2H_2O</chem>,
<chem>Al(OH)3 + 3HCl -> AlCl3 + 3H_2O</chem>.
<chem>Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + CO2 ^</chem>.
<chem>2KMnO4 + 16HCl -> 5Cl_2 ^ + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O</chem>.
Файл:Hydrochloric acid ammonia.jpg
Соляная кислота (в стакане) взаимодействует с аммиаком
<chem>NH3 + HCl -> NH4Cl</chem>.
<chem>HCl + AgNO3 -> AgCl v + HNO3</chem>.

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:

<chem>NaCl\ + H2SO4 ->[150~^\circ\text{C}] NaHSO4\ + HCl</chem>.

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

<chem>2NaCl\ + H2SO4 ->[550~^\circ\text{C}] Na2SO4\ + 2HCl</chem>.

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

<chem>MgCl2.6H2O ->[t,~^\circ\text{C}] MgO\ + 2HCl\ + 5H2O</chem>,
<chem>AlCl3.6H2O ->[t,~^\circ\text{C}] Al(OH)3\ + 3HCl\ + 3H2O</chem>.

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

<chem>2MgCl2 + H2O -> Mg2OCl2 + 2HCl</chem>[3]

В промышленности хлороводород получают реакцией горения водорода в хлоре:


<chem>H2 + Cl2 -> 2HCl ^</chem>


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

Применение

Промышленность

Медицина

Шаблон:Main

  • 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

Шаблон:ECB Соляная кислота относится к веществам III класса опасности[4] (ГОСТ 12.1.007-76)[5]. Рекомендуемая ПДК в рабочей зоне - 5 мг/м³[6]. Высококонцентрированная соляная кислота представляет собой едкое вещество. При попадании на кожу вызывает сильные химические ожоги. Особенно опасным считается попадание в глаза (в значительном количестве). 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[7].

Литература

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Шаблон:Навигация

  • [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4134.html «Соляная кислота» на www.xumuk.ru]

Шаблон:Хлорсодержащие неорганические кислоты Шаблон:ВС

Шаблон:Спам-ссылки

  1. Дым без огня: взаимодействие аммиака с хлороводородом — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов
  2. Шаблон:Книга
  3. Шаблон:Cite web
  4. name=docs.cntd.ru_ГОСТ 12.1.007-76. Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности (с Изменениями N 1, 2)
  5. name=https://www.safework.ru_Хлористый водород
  6. name=https://docs.cntd.ru_ГОСТ 12.1.005-76. Воздух рабочей зоны. Санитарно-гигиенические требования
  7. Постановление Правительства Российской Федерации от 3 июня 2010 года № 398 Шаблон:Webarchive