Характеристика соляной кислоты по химии. Соляная кислота

Структурная формула

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: HCl

Химический состав Соляной кислоты

Молекулярная масса: 36,461

Соляная кислота (также хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная кислота, хлористый водород) - раствор хлороводорода (HCl) в воде, сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящая» на воздухе (техническая соляная кислота желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.). В концентрации около 0,5 % присутствует в желудке человека. Максимальная концентрация при 20 °C равна 38% по массе, плотность такого раствора 1,19 г/см³. Молярная масса 36,46 г/моль. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

Физические свойства

Физические свойства соляной кислоты сильно зависят от концентрации растворённого хлороводорода. При затвердевании даёт кристаллогидраты составов HCl·H 2 O, HCl·2H 2 O, HCl·3H 2 O, HCl·6H 2 O.

Химические свойства

Взаимодействие с металлами, стоящими в ряду электрохимических потенциалов до водорода, с образованием соли и выделением газообразного водорода.
Взаимодействие с оксидами металлов с образованием растворимой соли и воды.
Взаимодействие с гидроксидами металлов с образованием растворимой соли и воды (реакция нейтрализации).
Взаимодействие с солями металлов, образованных более слабыми кислотами, например угольной.
Взаимодействие с сильными окислителями (перманганат калия, диоксид марганца) с выделением газообразного хлора.
Взаимодействие с аммиаком с образованием густого белого дыма, состоящего из мельчайших кристалликов хлорида аммония.
Качественной реакцией на соляную кислоту и её соли является её взаимодействие с нитратом серебра, при котором образуется творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте.

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 слабой щёлочи, 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.

Соляная кислота – это прозрачная бесцветная или желтоватая жидкость без взвешенных или эмульгированных частиц

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/см3. Такая кислота дымит на воздухе, так как из неё выделяется газообразный HCl; при соединении с влагой воздуха образуются мельчайшие капельки соляной кислоты. 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

Чистая кислота бесцветна, а техническая имеет желтоватый оттенок, вызванный следами соединений железа, хлора и других элементов (FeCl3). Часто применяют разбавленную кислоту, содержащую 10% и меньше хлористого водорода. Разбавленные растворы не выделяют газообразного HClи не дымят ни в сухом, ни во влажном воздухе.

Применение соляной кислоты

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 частьцарской 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.

Отравление соляной кислотой

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.

Применение в быту соляной кислоты

Концентрированная «солянка» смешивается с водой в любой пропорции для бытовых нужд. Сильный раствор этой неорганической кислоты без труда очищает фаянсовую сантехнику от известкового налета и ржавчины, а более слабым можно убрать с тканей пятна ржавчины, чернил, ягодного сока.

Если приглядитесь, на средстве для чистки унитазов «Туалетный утенок» написано, что в состав сходит соляная кислота, поэтому работать с ним нужно в резиновых перчатках и беречь глаза от попадания в них брызг.

Кроме того, без этой кислоты немыслима жизнь ни одного человека – она содержится в желудке и именно благодаря ей пища, попавшая в желудок, растворяется (переваривается).

К тому же, эта кислота служит первым барьером от болезнетворных бактерий, попавших в желудок – они погибают в кислой среде.

Ну а людям, страдающим от гастрита с повышенной кислотностью, эта кислота тоже хорошо знакома. Они даже уменьшают ее действие, чтобы она не разрушала стенки желудка, с помощью специальных препаратов, которые взаимодействуют с ней и уменьшают ее концентрацию.

Самые популярные – это препараты, содержащие оксиды магния и алюминия, например, «Маалокс». Впрочем, есть и экстремальщики, которые пьют пищевую соду, хотя уже доказано, что это приводит лишь к временному облегчению.

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

Соляной кислотой называется водный раствор хлороводорода. Он представляет собой суспензию с ярко выраженным запахом. Цвет у него прозрачный. Это сильная одноосновная кислота, отличающаяся особой едкостью. При взаимодействии с воздухом начинает «дымиться». Если обратить внимание на технический раствор, то он отличается легким лимонным оттенком из-за наличия в нем определенных примесей железа и хлора. В незначительном объеме этот компонент присутствует в желудочном соке человека. Соли данного раствора называются хлоридами.

Что касается физических свойств рассматриваемого вещества, то они сильно зависят от концентрации растворенного хлороводорода. Нередко используют именно разбавленную кислоту, которая имеет в составе не более десяти процентов хлористого водорода.

Нужно заметить, что она является летучим соединением, потому что при нагревании может улетучиваться полностью. К тому же, вещество вступает в реакцию с внушительным количеством различных металлов. Но, не все из них могут поддаваться влиянию этого раствора. К примеру, такие, как золото, серебро, свинец, вольфрам, а также платина этой кислотой не растворяются. А вот некоторые металлы, не являющиеся драгоценными, при растворении в соляной кислоте, превращаются в хлориды. К ним можно причислить цинк.

Сферы применения соляной кислоты

Применение данного соединения разнообразно. К примеру, пищевая промышленность задействует это вещество для создания специальной пищевой добавки Е507. Последняя используется для производства спиртных напитков, в частности для изготовления водки и всевозможных сиропов. Задействование соляной кислоты для создания напитков и продуктов питания объясняется тем, что соединение выступает так называемым регулятором кислотного состояния пищевых продуктов.

Использование в металлургии

Кислоту еще активно используют в металлургии. Но, нужно заметить, что здесь наиболее востребована именно техническая разновидность вещества. Его применяют для качественного и эффективного очищения металлов перед непосредственным паянием или лужением.

Важно обратить внимание, что еще она используется в гидрометаллургии и гальванопластике. При помощи соляной кислоты осуществляется травление и декапирование.

Применение в медицине

Помимо всего прочего, вещество также применяется в медицине. Это объясняется тем, что оно является природной частью желудочного сока человека. В минимальной концентрации его назначают для применения внутрь в смеси с ферментом пепсином. Данное соединение необходимо при недостаточной кислотности.

Важно обратить внимание на то, чтобы использование соляной кислоты в промышленных целях не создавало никаких проблем, необходимо с предельной ответственностью подходить к выбору разновидности данного соединения и его концентрации.

Использование в быту

Мало кто задумывался о составе популярных моющих средств, которые мы применяем каждый день для чистки различных поверхностей. Немногие знают о том, что некоторые из этих химических составов имеют в себе соляную кислоту. Наиболее действенными являются химические средства, предназначенные для чистки унитазов. Они отличаются высокой кислотностью. Именно в их составе имеется данный активный компонент. Для того чтобы уберечь свои руки от негативного воздействия агрессивного состава необходимо работать исключительно в перчатках из плотной резины. Благодаря им можно уберечь руки от появления сыпи и аллергии.

Экономные хозяйки применяют данный раствор в домашних условиях в качестве эффективного средства, предназначенного для выведения пятен. Еще оно дает возможность избавиться от некрасивых следов ржавчины и чернил на одежде. Кислоту необходимо обязательно хранить в специальных емкостях из высокопрочного стекла в местах, которые недоступны детям. Если эта кислота случайно попала на уязвимые слизистые оболочки или на неприкрытую кожу, то следует немедленно промыть пораженный участок кожного покрова под проточной водой. Использование данного ингредиента в домашних условиях должно производиться с соблюдением главных и общепринятых правил безопасности.

Соляную кислоту используют не только для того, чтобы бороться со сложновыводимыми пятнами на одежде. Еще это прекрасное средство для борьбы с накипью. Чтобы не ухудшить ситуацию при очистке загрязненной посуды, следует использовать раствор определенной концентрации. Для данной цели подойдет именно ингибированная кислота, использование которой позволяет сохранить посуду целой и невредимой.

Чтобы держать свое жилище и одежду в идеальной чистоте, вам необходимо приобрести для себя соляную кислоту. Она, как известно, может представлять опасность для человека, поэтому нужно крайне осторожно с ней обращаться. При неправильном обращении может вызывать сильнейшие химические ожоги. Особенно разрушительным является ее попадание на слизистую оболочку глаза.

Применение в строительстве

Немногие знают о том, что для улучшения и модернизации многих процессов в строительстве используется соляная кислота. Ее добавляют в бетон для повышения его морозостойкости. К тому же, состав намного быстрее застывает, а кладка приобретает устойчивость к влаге. Еще кислоту используют в качестве окислителя от известняка.

Производство соляной кислоты

Данное вещество получают путем полного растворения хлороводорода в виде газа в обычной водной среде. А вот сам хлороводород появляется в результате сжигания водорода в хлоре. Полученное таким образом соединение называется синтетическим. Еще рассматриваемую кислоту можно получить из специальных абгазов — побочных газов, которые появляются при разных процессах. К примеру, при хлорировании углеводородов. Важно отметить, что хлороводород, который имеется в составе этих газов, называется абгазным. В последние годы количество абгазной кислоты в объеме производства постоянно увеличивается, вытесняя кислоту, которую получают методом сжигания водорода в хлоре. Но, все же, полученная таким простым методом соляная кислота имеет в составе меньше посторонних ингредиентов и задействуется при необходимости достижения максимальной чистоты. Хлороводород хорошо растворяется в воде.

Вконтакте

Соляная кислота представляет из себя водный раствор хлористого водорода. Химическая формула данного вещества – HCl. В воде масса хлороводорода при наибольшей концентрации не может превышать 38%. При комнатной температуре хлороводород находится в газообразном состоянии. Для перехода его в жидкое состояние, он должен быть охлажден до минус 84 градуса по шкале Цельсия, в твердое - до минус 112 градусов. Плотность концентрированной кислоты при комнатной температуре составляет 1,19 г/см 3 . Данная жидкость входит в состав желудочного сока, который обеспечивает переваривание пищи. В этом состоянии ее концентрация не превышает 0,3%.

Свойства соляной кислоты

Раствор хлористого водорода химически вреден, класс его опасности - второй.

Соляная жидкость - это сильная одноосновная кислота, которая может вступать в реакцию с множеством металлов, их солями, оксидами и гидрооксидами, она может взаимодействовать с нитратом серебра, аммиаком, гипохлоритом кальция и сильными окислителями:

Физические свойства и влияние на организм

При высоких концентрациях это едкое вещество, которое может вызвать ожоги не только слизистых оболочек, но и кожных покровов. Нейтрализовать его можно раствором пищевой соды. При открытии емкостей с концентрированным соляным раствором, его пары, соприкасаясь с находящейся в воздухе влагой, образовывают конденсат ядовитых паров в виде мельчайших капелек (аэрозоля), который раздражает дыхательные пути и глаза.

Концентрированное вещество имеет характерный резкий запах. Технические сорта раствора хлористого водорода делят на:

рыжий неочищенный, его цвет в основном обуславливается примесями хлорного железа;

очищенный, бесцветная жидкость, в которой концентрация HCl составляет порядка 25%;

дымящий, концентрированный, жидкость с концентрацией HCl в 35-38%.

Химические свойства

Как получают

Процесс производства соляной жидкости состоит из этапов получение хлорводорода и абсорбация (поглощение) его водой.

Существует три промышленных способа получения хлористого водорода:

синтетический

сульфатный

из побочных газов (абгазов) ряда технологических процессов. Последний способ является самым распространенным. Побочный HCl обычно образуется при дегихлорировании и хлорировании органических соединений, изготовлении калийных удобрений, пиролизе хлоридов металлов или органических отходов, содержащих хлор.

Хранение и транспортировка

Хранят и транспортируют соляную техническую кислоту в специализированных покрытых полимерами цистернах и контейнерах, бочках из полиэтилена, стеклянных бутылях, упаковываемых в ящики. Люки контейнеров и цистерн, пробки бочек и бутылей должны обеспечивать герметичность емкости. Кислотный раствор не должен контактировать с металлами, находящимися в линейке напряжения левее водорода, так как это может стать причиной возникновения взрывоопасных смесей.