Концентрированный раствор соляной кислоты. Соляная кислота

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА (хлористоводородная кислота ) - сильная одноосновная кислота, раствор хлористого водорода HCl в воде, является одним из важнейших компонентов желудочного сока; в медицине используется в качестве лекарственного средства при недостаточности секреторной функции желудка. С. к. является одним из наиболее употребимых хим. реактивов, используемых в биохимических, санитарно-гигиенических и клинико-диагностических лабораториях. В стоматологии 10% р-р С. к. применяют для отбеливания зубов при флюорозе (см. Отбеливание зубов). С. к. используют для получения спирта, глюкозы, сахара, органических красителей, хлоридов, желатины и клея, в фарм. промышленности, при дублении и окраске кож, омылении жиров, при производстве активированного угля, крашении тканей, травлении и паянии металлов, в гидрометаллургических процессах для очистки буровых скважин от отложений карбонатов, оксидов и других осадков, в гальванопластике и др.

С. к. для людей, контактирующих с ней в процессе производства, представляет значительную профвредность.

С. к. была известна еще в 15 в. Ее открытие приписывают нем. алхимику Валентину. Долгое время считалось, что С. к. является кислородным соединением гипотетического хим. элемента мурия (отсюда одно из ее названий - acidum muriaticum). Хим. строение С. к. было окончательно установлено только в первой половине 19 в. Дэви (Н. Davy) и Ж. Гей-Люссаком.

В природе свободная С. к. практически не встречается, однако ее соли хлористый натрий (см. Поваренная соль), хлористый калий (см.), хлористый магний (см.), хлористый кальций (см.) и др. распространены очень широко.

Хлористый водород HCl при обычных условиях представляет собой бесцветный газ со специфическим острым запахом; при выделении во влажный воздух он сильно «дымит», образуя мельчайшие капельки аэрозоля С. к. Хлористый водород токсичен. Вес (масса) 1 л газа при 0° и 760 мм рт. ст. равен 1,6391 г, плотность по воздуху 1,268. Жидкий хлористый водород кипит при -84,8° (760 мм рт. ст.) и затвердевает при -114,2°. В воде хлористый водород хорошо растворяется с выделением тепла и образованием С. к.; растворимость его в воде (г/100 г Н20): 82,3 (0°), 72,1 (20°), 67,3 (30°), 63,3 (40°), 59,6 (50°), 56,1 (60°).

С. к. представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с острым запахом хлористого водорода; примеси железа, хлора или других веществ окрашивают С. к. в желтовато-зеленоватый цвет.

Приблизительное значение концентрации С. к. в процентах можно найти, если уд. вес С. к. уменьшить на единицу и полученное число умножить на 200; напр., если уд. вес С. к. 1,1341, то ее концентрация равна 26,8%, т. е. (1,1341 - 1) 200.

С. к. химически очень активна. Она растворяет с выделением водорода все металлы, имеющие отрицательный нормальный потенциал (см. Потенциалы физико-химические), переводит многие оксиды и гидроксиды металлов в хлориды и выделяет свободные к-ты из таких солей, как фосфаты, силикаты, бораты и т. д.

В смеси с азотной к-той (3:1), так наз. царская водка, С. к. реагирует с золотом, платиной и другими химически инертными металлами, образуя комплексные ионы (АиС14, PtCl6 и др.). Под действием окислителей С. к. окисляется до хлора (см.).

С. к. реагирует со многими органическими веществами, напр, белками, углеводами и др. Нек-рые ароматические амины, природные и синтетические алкалоиды и другие органические соединения основного характера с С. к. образуют соли - хлоргидраты. Бумага, хлопчатобумажные, льняные и многие искусственные волокна под действием С. к. разрушаются.

Основной способ получения хлористого водорода - синтез из хлора и водорода. Синтез хлористого водорода протекает в соответствии с реакцией Н2 + 2С1-^2HCl + 44,126 ккал. Другими способами получения хлористого водорода являются хлорирование органических соединений, дегидрохлорирование органических хлорпроизводных и гидролиз нек-рых неорганических соединений с отщеплением хлористого водорода. Реже, в лаб. практике, применяют старый способ получения хлористого водорода взаимодействием поваренной соли с серной к-той.

Характерной реакцией на С. к. и ее соли является образование белого творожистого осадка хлорида серебра AgCl, растворимого в избытке водного р-ра аммиака:

HCl + AgN03 - AgCl + HN03; AgCl + 2NH4OH - [ Ag (NHs)2] Cl + + 2H20.

Хранят С. к. в стеклянной посуде с притертыми пробками в прохладном помещении.

В 1897 г. И. П. Павловым было установлено, что обкладочные клетки желудочных желез человека и других млекопитающих секретируют С. к. постоянной концентрации. Предполагают, что механизм секреции С. к. заключается в переносе ионов Н+ специфическим переносчиком на внешнюю поверхность апикальной мембраны внутриклеточных канальцев обкладочных клеток и в их поступлении после дополнительного превращения в желудочный сок (см.). Ионы С1~ из крови проникают в об-кладочную клетку при одновременном переносе иона бикарбоната НСО в противоположном направлении. Благодаря этому ионы С1~ поступают в обкладочную клетку против градиента концентрации и из нее - в желудочный сок. Обкладочные клетки секретируют раствор

С. к., концентрация к-рого составляет ок. 160 ммоль!л.

Библиография: Вольфкович С. И., Егоров А. П. и Эпштейн Д. А. Общая химическая технология, т. 1, с. 491 и др., М.-Л., 1952; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной, т. 3, с. 41, Л., 1977; Некрасов Б. В. Основы общей химии, т. 1 - 2, М., 1973; Неотложная помощь при острых отравлениях, Справочник по токсикологии, под ред. С. Н. Голикова, с. 197, М., 1977; Основы судебной медицины, под ред. Н. В. Попова, с. 380, М.-Л., 1938; Радбиль О. С. Фармакологические основы лечения болезней органов пищеварения, с. 232, М., 1976; Рем и Г. Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, с. 844, М., 1963; Руководство по судебно-медицинской экспертизе отравлений, под ред. Р. В. Бережного и др., с. 63, М., 1980.

Н. Г. Будковская; Н. В. Коробов (фарм.), А. Ф. Рубцов (суд.).

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.

Известно доказанный факт, что соляная кислота взаимодействует с активными металлами. При этом часть веществ способна реагировать на такое соединение, другая часть остается нетронутой.

Неактивные металлы не могут реагировать на вещество: к ним относят золото, серебро, ртуть.

Соляная кислота представляет собой соединение хлора и водорода. Путем растворения в воде газообразного вещества под названием хлороводород получается данное соединение.

Ионы водорода при таком уравнении исполняют роль окислителя, что вызывает реакцию у активных металлов.

На вступительных экзаменах по химии часто можно встретить задание на определение веществ, которые способны реагировать на соляную кислоту.

Кроме того, задание «составьте уравнение» нередко вызывает страх в глазах выпускников.

Чтобы не путаться с химическими задачами, рекомендуется подробнее изучить информацию о взаимодействии с данным соединением.

Все существующие вещества можно поделить на металлы, вытесняющие водород из соединения, не вытесняющие водород, а также активные и неактивные металлы.

В реакцию с соляной кислотой вступают такие вещества:

1. Химические основания. Соляная кислота способна нейтрализовать основания. Как известно, они состоят из атома металла, на который и воздействует кислота.

   К ним относят гидроксид натрия, бария, алюминия. Реакция нейтрализации дает образования соли и воды.

2. Металлы. Если обратиться к электрохимическому ряду, можно увидеть, что соляная кислота реагирует со всеми элементами, стоящими до водорода в этом ряду.

   Сюда относят натрий, магний, алюминий, литий, барий, кальций, цинк, железо и другие элементы. При взаимодействии они образуют хлориды и выделяют газообразный водород.

3. Основные и атмосферные оксиды. Во время реакции происходит образование растворимых солей и воды. HCl взаимодействует с оксидом алюминия, меди, цинка, натрия.
4. Карбонаты. При взаимодействии с карбонатами кальция получится следующее уравнение: Ca­CO₃ + 2HCl→ Ca­Cl₂ + CO₂ + H₂O.

   Из него следует, что выделяется углекислый газ, а также образуется вода и угольная кислота.

5. Сильные окислители. Если вещество взаимодействует с перманганатом калия или диоксидом марганца, на выходе получается выделение газообразного хлора.
6. Аммиак. Такое взаимодействие ознаменовано выделением сильного дыма, поэтому в момент проведения опытов рекомендуется открыть все окна. Тогда выделяется хлорид аммония.

Кроме перечисленных веществ и соединений, HCl также способна реагировать на нитрат серебра – при таком взаимодействии образуется осадок белого цвета творожистого типа.

Признак взаимодействия с цинком, железом и другими металлами

Если курс школьной химии был успешно забыт, можно вспомнить о том, какие бывают признаки взаимодействия металлов, вступающих в реакцию с соляной кислотой.

Чтобы экспериментальные опыты не вызвали несчастного случая, рекомендуется заранее открыть все окна, вооружиться защитной одеждой, чтобы кожа рук была закрыта.

Обратите внимание! Ниже будет рассказано о том, какие признаки говорят о вступлении в реакцию элементов с соединением.

Чтобы не проводить наглядные опыты, можно воспользоваться теоретической информацией.

Рассмотрим, что происходит, если добавить немного кислоты на определенный вид металла:

Как составить уравнение реакции

Одно из самых распространенных заданий на экзаменах и в контрольных работах – составить уравнение на реакцию HCl, в данном случае – соляной, с другими веществами или соединениями.

Чтобы не запутаться в решении, предлагаем несколько советов и шпаргалок для легкого запоминания:

• Запомните буквенное обозначение данного вещества – соляная кислота в химии обозначается как HCl: если вещество разбавленное, это указывается в скобках рядом.
• Как уже было сказано выше, вещество способно реагировать с активными металлами, стоящими до водорода в электрохимическом ряду; кроме того, она реагирует на основания, оксиды, гидроксиды и карбонаты.
• Химические основания обозначаются как OH, оксиды – O, гидроксиды – OH2, карбонаты – CO3.
• Уравнение реакции всегда будет иметь знак +, потому как в процессе взаимодействия происходит соединение нескольких компонентов.
• HCl может идти первым или вторым слагаемым, после прибавления металла, вещества идет знак =, после этого описывается реакция, где указаны продукты распада.
• Например, при реакции кислоты серы с сульфатом магния получается такое уравнение: Mg+H2SO4 = MgSO4+H2.
• Соляная кислота и гидроксид бария дают такое уравнение: 2HCl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2H2O.
• При реакции соединения водорода, хлора и мела образуется хлорид кальция: СаСО3 + 2HCl = CaCl2 + СО2 + Н2О.
• Раствор карбоната натрия с кислотой выглядит так: HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2.

Составить уравнение несложно, важно изначально правильно обозначить буквенные символы каждого элемента или вещества.

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.

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.

Применение

в металлургии для извлечения руд, удаления ржавчины, окалин, грязи и окислов, паянии и лужении;

при изготовлении синтетических каучуков и смол;

в гальванопластике;

в качестве регулятора кислотности в пищевой промышленности;

для получения хлоридов металлов;

для получения хлора;

в медицине для лечения недостаточной кислотности желудочного сока;

в качестве чистящего и дезинфицирующего средства.