Хлороводород соляная кислота и их свойства кратко

Обновлено: 05.07.2024

HCl при обычной температуре — бесцветный газ с резким запахом, достаточно легко сжижается (Тпл = -114°С, Ткип = -85°С). Безводный НСl и в газообразном, и в жидком состояниях не проводит электрический ток.

HCl хорошо растворяется в воде: при обычной температуре в 1 л воды растворяется ~ 450 л газа (реакция экзотермическая). Насыщенный раствор содержит 36-37 % HCl по массе, имеет резкий, удушающий запах.

Химические свойства хлороводорода

Газообразный HCl

Безводный НСl химически инертен по отношению к металлам, оксидам и гидроксидам металлов, а также ко многим другим веществам. Что означает, что в отсутствие воды хлороводород не проявляет кислотных свойств.

И только при очень сильном нагревании газообразный HCl реагирует с металлами, даже такими малоактивными, как Сu и Аg.

Восстановительные свойства HCl проявляются также в малой степени:

он может окисляться фтором при обычной температуре:

при высокой температуре (600°С) в присутствии катализаторов обратимо реагирует с кислородом:

Раствор HCl

Водный раствор HCl является сильной кислотой, т.к. молекулы HCl практически полностью распадаются на ионы:

Хлор представляет собой ядовитый жёлто-зелёный газ с неприятным запахом. Он в \(2,5\) раза тяжелее воздуха.

Хлор слабо растворяется в воде. При комнатной температуре в \(1\) объёме воды растворяется \(2,5\) объёма хлора. Образовавшийся раствор называется хлорной водой.

Химическая связь в молекуле хлороводорода — ковалентная полярная: H δ + → Cl δ − . Он представляет собой бесцветный газ с резким запахом, тяжелее воздуха. Хлороводород очень хорошо растворяется в воде: в \(1\) объёме воды растворяется до \(500\) объёмов хлороводорода.

Раствор хлороводорода в воде называется соляной, или хлороводородной, кислотой. Это бесцветная жидкость с запахом. Максимальное содержание в ней хлороводорода составляет \(37\) %. Соляная кислота относится к сильным одноосновным кислотам с характерными для этих веществ свойствами.

изменяет окраску индикаторов;
взаимодействует с металлами, расположенными в ряду активности до водорода:

взаимодействует с основными и амфотерными оксидами:

взаимодействует с основаниями и амфотерными гидроксидами:

взаимодействует с солями, если продуктом реакции являются газ, осадок или слабый электролит (с карбонатами, силикатами, сульфидами, растворимыми солями серебра и т. д.):

Большинство солей соляной кислоты хорошо растворяется в воде. К нерастворимым относится хлорид серебра . Он выпадает в виде белого творожистого осадка при взаимодействии раствора нитрата серебра с соляной кислотой или с растворами хлоридов. Эту реакцию используют как качественную реакцию на ионы хлора. Краткое ионное уравнение:

Соляная кислота (хлороводородная или хлористоводородная кислота) HCl — является раствором хлороводорода в воде, представляет собой сильную одноосновную кислоту.

Химическая формула хлороводорода:

Молярная масса хлороводорода составляет 36,46 г/моль. Соляная кислота является сильной кислотой: pKa = -7,1. Концентрированная соляная кислота содержит примерно 37 мас. % HCl.

Химические свойства, взаимодействие с солями и основаниями

На физические свойства соляной кислоты в большей степени оказывает влияние концентрация растворенного хлороводорода:

В условиях низкой температуры хлороводород с водой дает кристаллогидраты составов:

H C l . H 2 O (температура плавления −15,4 °С);
H C l . 2 H 2 O (температура плавления −18 °С);
H C l . 3 H 2 O (температура плавления −25 °С);
H C l . 6 H 2 O (температура плавления −70 °С).

При атмосферном давлении (101,3 кПа) хлороводород с водой образуют азеотропную смесь с температурой кипения 108,6 °С и содержанием HCl 20,4 мас. %. Соляная кислота является сильным электролитом и характеризуется химическими свойствами, которые являются общими для всех кислот.

Реакция соляной кислоты с металлами, которые расположены в ряду электрохимических потенциалов до водорода, приводит к образованию соли и выделению водорода в газообразном состоянии.

Соляная кислота взаимодействует с оксидами металлов, что сопровождается образованием растворимой соли и воды.

Соляная кислота взаимодействует с гидроксидами металлов. В результате образуется растворимая соль и вода, то есть протекает реакция нейтрализации.

Соляная кислота взаимодействует с солями более слабых кислот, к примеру, угольной.

Реакция соляной кислоты с сильными окислителями, в том числе, перманганатом калия, диоксидом марганца, приводит к выделению хлора в газообразном состоянии.

Соляная кислота вступает в химическую реакцию с аммиаком. В результате образуется густой белый дым, который состоит из микроскопических кристаллов хлорида аммония.

Качественная реакция на соляную кислоту и ее соли представляет собой взаимодействие с нитратом серебра. В результате образуется белый творожистый осадок хлорида серебра, который не растворяется в азотной кислоте.

Способы получения, техника безопасности

Получение хлороводорода в промышленности путем реакции горения водорода в хлоре:

Нагрев до температуры более 550 °C и наличие избытка поваренной соли являются условиями для протекания химической реакции по уравнению:

Перечисленные реакции не всегда протекают до конца и сопровождаются образованием основных хлоридов (оксихлоридов) переменного состава, к примеру:

Хлороводород отличается хорошей растворимостью в воде. Например, при 0 °C 1 объем воды способен поглотить 507 объемов HCl. В результате получают концентрированную 45 % кислоту. Следует отметить, что в условиях комнатной температуры характеристика растворимости HCl меньше, поэтому на практике обычно используют 36% соляную кислоту.

Соляную кислоту относят к веществам III класса опасности, согласно ГОСТ 12.1.007-76. Рекомендуемая ПДК в рабочей зоне составляет 5 мг / м 3 . Высококонцентрированная соляная кислота является едким веществом. При контакте соляной кислоты с кожей возникают сильные химические ожоги. С целью нейтрализации ожогов место поражения промывают большим количеством воды, затем обрабатывают 5% раствором соды (она нейтрализует кислоту). Максимально опасно попадание данного вещества в глаза (в значительном количестве).

В процессе открывания резервуаров с концентрированной соляной кислотой можно наблюдать выделение паров хлороводорода, которые, притягивая влагу из воздуха, образуют туман. Газообразное вещество способно раздражать глаза и дыхательные пути человека. Во время реакции с сильными окислителями в виде хлорной извести, диоксида марганца, перманганата калия соляная кислота образует хлор в газообразном состоянии с высокой степенью токсичности. На территории Российской Федерации ограничен оборот соляной кислоты концентрации 15 % и выше.

Применение соляной кислоты

Соляная кислота представляет собой одну из наиболее ценных кислот в химии. Ежегодно в мире производят миллионы тонн данного соединения. Соли соляной кислоты активно применяют в разных сферах хозяйственной деятельности. Краткий список областей использования соляной кислоты:

гидрометаллургия;
гальванопластика;
травление, декапирование и лужение металлических поверхностей;
пищевое производство (соляная кислота играет роль регулятора кислотности и является добавкой Е507);
медицина (вещество в смеси с ферментом пепсином характеризуется лечебным эффектом и применяется в качестве лекарственного препарата при недостаточной кислотности желудка).

Желудок человека каждый день обновляет свою поверхность взамен пострадавшей от желудочного сока, в котором содержится соляная кислота. Соляная кислота обеспечивает переваривание пищи в желудке и устраняет разнообразные болезнетворные бактерии. Желудочный сок человека является достаточно агрессивным составом. К примеру, жидкость полностью растворяет бритвенное лезвие в течение недели. Данное свойство желудочного сока объясняется как раз наличием в составе соляной кислоты.

Среди галогеноводородов особое значение имеет хлороводород.

В лаборатории хлороводород можно получить нагреванием твердого хлорида натрия с концентрированной серной кислотой. Для этого в пробирку к кристаллическому хлориду натрия добавляют концентрированную серную кислоту. Закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой, конец которой помещают в пробирку с водой.

Реакция хорошо идет и без нагревания, но при необходимости сосуд с реакционной смесью можно слегка нагреть, выделение хлороводорода будет интенсивным. Из-за большой растворимости хлороводорода в воде необходимо соблюдать технику безопасности. Чтобы предупредить попадание хлороводорода в воздух, пробирку с водой необходимо прикрыть ватой, слегка смоченной водой.

Вследствие большой растворимости хлороводорода газоотводная трубка не должна быть погружена в воду. Иначе вода может втянуться в пробирку, где находится концентрированная серная кислота.

В промышленности хлороводород получают синтетическим путем, прямым соединением хлора с водородом. Интересен механизм взаимодействия хлора с водородом. Под действием яркого света происходит разрыв ковалентной неполярной связи в молекуле хлора. В результате образуются атомы хлора с одним неспаренным электроном (радикалы хлора). Они очень активны и реагируют с молекулой водорода. Образуются молекулы хлороводорода и атомы водорода с неспаренным электроном (радикалы водорода). Они, в свою очередь, действуют на молекулу хлора, в результате чего образуется молекула хлороводорода и радикал хлора. Такие реакции называются цепными. По цепному механизму происходят реакции горения, взрывы.

Хлороводород – бесцветный газ, немного тяжелее воздуха, с резким запахом, дымит во влажном воздухе.

Хлороводород относится к числу наиболее растворимых в воде газообразных веществ. В 1 л воды при комнатной температуре может раствориться до 500 л хлороводорода.

Раствор хлороводорода в воде называют хлороводородной (соляной) кислотой. Основное применение хлороводорода – получение соляной кислоты.

Концентрированная соляная кислота – бесцветный раствор, дымит во влажном воздухе, с резким запахом хлороводорода. Можно получить 40%-й раствор соляной кислоты.

Хлороводородная кислота имеет ряд свойств, характерных для большинства кислот. К таким свойствам относятся изменение окраски индикаторов (лакмуса, метилоранжа) на красный, а также взаимодействие с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, с основными и амфотерными оксидами, с основаниями, с солями слабых кислот.

2HCl + Zn → 2ZnCl2 + H2↑

2HCl + CaO → CaCl2 + H2O

6HCl + Al2O3 → 2AlCl3 + 3H2O

HCl + NaOH → NaCl + H2O

2HCl + CaCO3 → CaCl2 + H2O + CO2↑

В этих реакциях получаются соли соляной кислоты – хлориды и другие продукты.

Особенное свойство соляной кислоты – реакция с раствором нитрата серебра.

Используя эту реакцию, соляную кислоту можно отличить от других кислот. К небольшому объему соляной кислоты в пробирке прильем немного раствора нитрата серебра. Наблюдаем появление белого творожистого осадка хлорида серебра, который не растворяется в азотной кислоте. HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3. Соли соляной кислоты называются хлоридами. Они все растворимы в воде, за исключением хлорида серебра и хлорида свинца (II).

Если добавить к раствору хлорида натрия раствор нитрата серебра, то выпадет такой же творожистый белый осадок: NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3. Нитрат серебра (или азотнокислое серебро) служит реактивом на соляную кислоту и ее соли. Эта реакция называется качественной реакцией. С помощью этой качественной реакции распознают соляную кислоту и ее соли.

Соляную кислоту используют в разных областях народного хозяйства.

В большом количестве ее расходуют при травлении стали, перед покрытием стальных изделий слоем защитного металла (лужение, никелирование, хромирование). Перед этими процессами необходимо удалить пленку оксидов с поверхности изделия. Недостаток этой операции заключается в том, что кислота реагирует не только с оксидом железа, но и с самим металлом. Чтобы избежать реакции кислоты с металлом, в кислоту добавляют специальные вещества – ингибиторы, они замедляют нежелательную реакцию.

Соляную кислоту используют в производстве лекарств, красителей, ядохимикатов, пластмасс и других полимеров, а также для получения в лаборатории хлора и некоторых хлоридов.

Читайте также: