Соляная кислота: свойства, получение, применение. Соляная кислота — одна из самых сильных кислот, чрезвычайно востребованный реактив

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/см 3 . Такая кислота дымит на воздухе, так как из неё выделяется газообразный HCl; при соединении с влагой воздуха образуются мельчайшие капельки соляной кислоты.

Чистая кислота бесцветна, а техническая имеет желтоватый оттенок, вызванный следами соединений железа, хлора и других элементов (FeCl 3 ).

Часто применяют разбавленную кислоту, содержащую 10% и меньше хлористого водорода. Разбавленные растворы не выделяют газообразного HCl и не дымят ни в сухом, ни во влажном воздухе.

Соляная кислота представляет собой летучее соединение, так как при нагревании она улетучивается. 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 .

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 часть царской 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.

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.

Хлористоводородная (Соляная) кислота — очень сильное, опасное химическое вещество, что имеет довольно широкое применение во многих сферах жизни человека.

Соляной раствор — это водород хлористый (HCL, термический газ без запаха) соединенный с водой (H2O). Температура кипения зависит от концентрации раствора. Вещество пожароопасно, условие хранения: только в сухих помещениях.

Применяют в медицине, в отрасли стоматологии, для отбеливания зубов. Если желудок выделяет недостаточное количество сока (фермента), соляно — кислотный раствор используют как вспомогательное средство. В химических лабораториях хлор – популярный реактив для опытов биохимии, санитарных нормах и диагностике.

Широкую известность хлороводородная кислотаприобрела в промышленности: покраска тканей, кожи, пайка металла, очистка от накипи, оксидов, входит в состав в изготовлении фармацевтических препаратов, как окислитель и прочее.

Свойства химического спектра

Кислота взаимодействует со многими металлами, солями. Она считается довольно сильной и стоит в одном ряду с серной. Основная реакция проявляется на все группы металлов, находящихся левее от водорода (магний, железо, цинк – электротехнические потенциалы).

В результате подобного воздействия получается образование солей с выделением в воздух H.

Хлороводородный раствор в разбавленном виде вступает в реакцию с солями, но только с теми, которые образованы менее сильными кислотами. Известные всем натрия и кальция карбонат после взаимодействия с ним распадаются на воду и угарный газ.

Азотная кислота – качественная реакция на солевой раствор. Для ее получения необходимо добавить в этот реактив нитрат серебра, как результат – выпадет осадок белого цвета, с которого получается азотное вещество

С помощью данной смеси воды и водорода проводят множество интересных экспериментов. Например, разбавляют его аммиаком. В итоге, получится белый дым, густой, имеющий консистенцию маленьких кристаллов. Метиламин, анилин, диоксид марганца, калий карбонат – реактивы, также поддающиеся под влияние кислоты.

Как добывают соляную кислоту в лабораторных условиях

Производство вещества масштабно, продажа свободна. В условиях лабораторных опытов добывают раствор воздействием серной кислоты высокой концентрации на обычную кухонную соль (натрия хлорид).

Существует 2 метода растворения хлороводорода в воде:

1. Водород сжигается в хлоре (синтетический).
2. Попутный (абгазный). Суть его в проведении органического хлорирования, дегидрохлорирования.

Химические свойства соляной кислотыдостаточно высоки.

Вещество хорошо поддается синтезу при пиролизе отходов от хлороорганики. Это случается в результате распада углеводородов при полном дефиците кислорода. Можно использовать так же хлориды металлов, которые являются сырьем неорганических веществ. Если нет серной кислоты концентрированной (электролита), берите разведенную.

Перманганат калия – еще один способ получить раствор соли.

Что касается добывания реагента в природных условиях, то чаще всего эту химическую смесь можно встретить в водах вулканических отходов. Хлороводород – это составляющая минералов сильвина (калия хлорид, по виду напоминает кости для игр), бишофита. Все это – методы добыть вещество в промышленности.

В организме человека, данный фермент содержится в желудке. Раствор может быть как кислотой, так и основанием. Одним из распространенных способов добывания, называют сульфатный.

Как и для чего применяют

Пожалуй, это по праву одно из важных веществ, которое встречается и необходимо практически во всех отраслях жизнедеятельности человека.

Локализация области применения:

• Металлургия. Очистка поверхностей от окисленных участков, растворение ржавчины, обработка перед спайкой, лужением. Соляная кислотапомогает извлекать мелкие вкрапления металлов из руд. Цирконий и титан получают, используя способ переведения оксидов в хлориды.
• Промышленность пищевых технологий. Раствор с низкой концентрацией применяется в качестве пищевой добавки. Желатин, фруктоза для диабетиков содержат в своем составе чистый эмульгатор. Обычная сода так же обладает высоким коэффициентом содержания данного вещества. На упаковке товаров увидите его под названием Е507.
• Область медицины. При недостаточном показателе кислотной среды в желудке и проблемах с кишечником. Низкий уровень Ph приводит к появлению рака. Даже при надлежащем питании, витаминов в достатке, опасность не исчезает, необходимо проводить анализы для получения сока из желудочного тракта, ведь при недостаточно кислой среде полезные вещества практически не всасываются, нарушается пищеварение.
• Раствор соли используется как ингибитор – защита от грязи и инфекций, антисептическое действие. Для изготовления клеевых смесей, изделий из керамики. Ним промывают теплообменники.
• Процедура очистки воды для питья тоже не обходится без участия хлора.
• Изготовление каучука, отбеливание тканевых основ.
• Можно ухаживать за линзами с помощью данного раствора.
• Полоскание полости рта в домашних условиях
• Вещество отлично проводит электрический ток.

Инструкция по применению

Применять соляную кислоту внутрь в медицине можно исключительно по предписанию доктора. Самолечением заниматься нельзя.

Инструкция проста: привычный способ приготовить раствор в качестве препарата – перед применением размешайте до полного исчезновения в воде. На половину 200 граммового стакана назначается 15 капель лекарства. Принимать только во время приема пищи, 4 раза в сутки.

Не переусердствуйте, это не панацея от болезней, важна консультация специалиста. При передозировке возникают язвенные образования на слизистой оболочке пищевода.

Побочные эффекты и противопоказания

Воздержитесь от приема, при наличии расположения к аллергическим реакциям, это может плохо влиять на общие функции организма.

Тяжелые отравления и ожоги

При попадании на кожу продукта в концентрированном виде, можно получить тяжелый токсикологический ожог. Проникновение избытка пара в дыхательные пути (гортань, горло) способствует вызыванию отравления.

Появляется сильнейший удушливый кашель, мокрота может быть с кровью. Зрение мутнеет, хочется постоянно тереть глаза, слизистые раздражены. Радужка не реагирует на яркий свет.

Обжечься кислотой соляной не так страшно, как серной, но пары, которые могут попадать в путь жкт, способны привести к серьезным последствиям интоксикации щелочью.

Первый признак (симптом) – наличие повышенной температуры тела. Характеристика особенности действия этого вещества на пищевод видна в следующем: хрипы в легких, рвота, физическая слабость, невозможность глубоко вдохнуть, отеки дыхательных путей.

При попадании большого количества внутрь картина токсикологии страшна: объем рвотных масс увеличивается, формируется цианоз лица, аритмия. Грудная клетка сдавливается (асфиксия), за этим следует отек гортани и от болевого шока наступает летальный исход.

При перечисленных симптомах есть определенная классификация действий оказания первой медицинской помощи.

Очень важно отличить стадии интоксикации:

• Если человек отравился парами, нужно срочно выносить его на чистый воздух. Сделать промывание горла раствором гидрокарбоната натрия, наложить компресс на глаза. Незамедлительно обратиться в больницу.
• Если действие кислоты направлено на кожный покров ребенка или взрослого человека, важно правильно обработать обожженный участок. Промыть кожу в течение 15 минут, и нанести мазь от ожогов.
• Если вред раствором нанесен внутренним органам, необходимо срочное очищение желудка зондированием и госпитализация.

Аналоги соляной кислоты в препаратах

Поскольку, допустимую норму вещества применяют в медицине, то оно содержится в таких лекарственных препаратах:

• Магния Сульфат.
• Хлористый Кальций.
• Реамберин.

Помните, что для употребления человеком, кислоту хлороводорода используют исключительно в разведенном виде.

Цистерна с соляной кислотой

Одна из сильных одноосновных кислот и образуется при растворении газа хлороводорода (HCl) в воде, - прозрачная бесцветная жидкость с характерным запахом хлора. Разбавленная соляная кислота (также как и фосфорная) часто применяется для снятия оксидов при пайке металлов.

Иногда газообразное соединение HCl ошибочно называют соляной кислотой. HCl - это газ, который при растворении в воде образует соляную кислоту.

Хлороводород - бесцветный газ с резким удушливым запахом хлора. Он переходит в жидкое состояние при -84 0 C, а при -112 0 C - переходит в твёрдое состояние.

Хлороводород очень хорошо растворяется в воде. Так при 0 0 C в 1л воды растворяется 500л хлороводорода.
В сухом состоянии газ хлороводород достаточно инертный, но уже может взаимодействовать с некоторыми органическими веществами, например с ацетиленом (газ, который выделяется при опускании карбида в воду).

Химические свойства соляной кислоты

Химическая реакция с металлами :
2HCl + Zn =ZnCl 2 + H 2 - образуется соль (в данном случае прозрачный раствор хлорид цинка) и водород
- химическая реакция с оксидами металлов :
2HCl + CuO = CuCl 2 + H 2 O - образуется соль (в данном случае раствор соли зёленого хлорида меди) и вода
- химическая реакция с основаниями и щелочами (или реакция нейтрализации)
HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - реакция нейтрализации, -образуется соль (в данном случае прозрачный раствор хлорид натрия) и вода.
- химическая реакция с солями (например, c мелом СaCO 3):
HCl + СaCO 3 = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O - образуется углекислый газ, вода и прозрачный раствор хлорида кальция CaCl 2 .

Получение соляной кислоты

Соляную кислоту получают с помощью химической реакции соединения :

H 2 + Cl 2 = HCl - реакция происходит при повышенной температуре

А также при взаимодействии поваренной соли и концентрированной серной кислотой:

H 2 SO 4 (конц.) + NaCl = NaHSO 4 + HCl

В этой реакции, если вещество NaCl - в твёрдом виде, то HCl - это газ хлороводород , который при растворении в воде образует соляную кислоту

Существуют сложные химические вещества, по химическому строению сходные с соляной кислотой, но при этом содержащие в молекуле от одного до четырёх атомов кислорода. Эти вещества можно назвать кислородсодержащими кислотами . С повышением числа атомов кислорода увеличивается стойкость кислоты и её окислительная способность.

К кислородсодержащим кислотам слудующие:

• хлорноватистая (HClO),
• хлористая (HClO 2),
• хлорноватая (HClO 3),
• хлорная (HClO 4).

Каждое из этих химических сложных веществ обладает всеми свойствами кислот и способна образовывать соли. Хлорноватистая кислота (HClO) образует гипохлориты , например, соединение NaClO - гипохлорит натрия. Сама хлорноватистая кислота образуется при растворении хлора в холодной воде по химической реакции:

H 2 O + Cl 2 = HCl + HClO,

Как видите, в этой реакции образуется сразу две кислоты - соляная HCl и хлорноватистая HClO. Но последняя - нестойкое химическое соединение и постепенно переходит в соляную кислоту;

Хлористая HClO 2 образует хлориты , соль NaClO 2 - хлорит натрия;
хлорноватая (HClO 3) - хлораты , соединение KClO 3 , - хлорат калия (или бертолетова соль )- кстати, это вещество широко применяется при изготовления спичек .

И наконец самая сильная из известных одноосновных кислот - хлорная (HClO 4) - бесцветная, дымящаяся на воздухе, сильно гигроскопичная жидкость, - образует перхлораты , например, KClO 4 - перхлорат калия.

Соли, образованные хлорноватистой HClO и хлористой HClO 2 кислотами, в свободном состоянии не устойчивы и являются сильными окислителями в водных растворах. А вот соли, образованные хлорноватой HClO 3 и хлорной HClO 4 кислотами на основании щелочных металлов (например, таrже бертолетова соль KClO 3), - достаточно устойчивы и не проявляют окислительных свойств.

Как кислоты. Программа образования предусматривает запоминание учениками названий и формул шести представителей этой группы. И, просматривая предоставленную учебником таблицу, вы замечаете в списке кислот ту, которая стоит первой и заинтересовала вас в первую очередь, - соляную. Увы, на занятиях в школе ни свойства, ни любая другая информация о ней не изучается. Поэтому жаждущие получить знания вне школьной программы ищут дополнительные сведения во всяческих источниках. Но частенько многие не находят нужную информацию. И поэтому тема сегодняшней статьи посвящается именно данной кислоте.

Определение

Соляная кислота является сильной одноосновной кислотой. В некоторых источниках ее могут называть хлоро- и хлористоводородной, а также хлористым водородом.

Она представляет собой бесцветную и дымящуюся на воздухе едкую жидкость (фото справа). Однако техническая кислота из-за наличия в ней железа, хлора и других добавок имеет желтоватый цвет. Самая большая ее концентрация при температуре 20 о С равняется 38%. Плотность соляной кислоты с такими параметрам равна 1,19г/см 3 . Но это соединение в разной степени насыщенности имеет совершенно разные данные. При уменьшении концентрации происходит снижение числового значения молярности, вязкости и температуры плавления, однако повышается удельная теплоемкость и температура кипения. Затвердевание соляной кислоты любой концентрации дает различные кристаллогидраты.

Химические свойства

Все металлы, которые стоят до водорода в электрохимическом ряду их напряжения, могут взаимодействовать с этим соединением, образуя соли и выделяя газообразный водород. Если их заменить оксидами металлов, то продуктами реакции станут растворимая соль и вода. Такой же эффект будет и при взаимодействии соляной кислоты с гидроксидами. Если же к ней добавить любую соль металлов (например, карбонат натрия), остаток которой был взят из более слабой кислоты (угольной), то образуются хлорид этого металла (натрия), вода и газ, соответствующий кислотному остатку (в данном случае - углекислый).

Получение

Обсуждаемое сейчас соединение образуется, когда в воде растворяют газообразный хлороводород, который можно получить, сжигая водород в хлоре. Соляная кислота, которую получили при помощи такого способа, носит название синтетической. Также источником для добывания этого вещества могут служить абгазы. И такую соляную кислоту будут называть абгазной. В последнее время уровень производства соляной кислоты с помощью этого метода гораздо выше, чем ее получение синтетическим способом, хотя последний дает соединение в более чистом виде. Это все пути его добывания в промышленности. Однако в лабораториях соляную кислоту получают тремя способами (первые два отличаются только температурой и продуктами реакции) при помощи различных видов взаимодействия химических веществ, таких как:

1. Воздействие насыщенной серной кислоты на хлорид натрия при температуре 150 о С.
2. Взаимодействие приведенных выше веществ в условиях с температурой 550 о С и выше.
3. Гидролиз хлоридов алюминия или магния.

Гидрометаллургия и гальванопластика не могут обойтись без использования соляной кислоты, где она нужна, чтобы очищать поверхность металлов при лужении и паянии и получать хлориды марганца, железа, цинка и других металлов. В пищевой промышленности это соединение знают как пищевую добавку E507 - там это регулятор кислотности, необходимый для того, чтобы изготовить сельтерскую (содовую) воду. Концентрированная соляная кислота также находится в желудочном соке любого человека и помогает переваривать пищу. Во время данного процесса ее степень насыщенности уменьшается, т.к. этот состав разбавляется едой. Однако при продолжительном голодании концентрация соляной кислоты в желудке понемногу увеличивается. А так как данное соединение очень едкое, это может привести к язве желудка.

Заключение

Соляная кислота может быть как полезной, так и вредной для человека. Ее попадание на кожу приводит к появлению сильных химических ожогов, а пары данного соединения раздражают дыхательные пути и глаза. Но если обращаться с этим веществом осторожно, оно может не раз пригодиться в

Соляная кислота не относится к тем веществам, из которых можно приготовить раствор точно концентрации по навеске. Поэтому сначала готовится раствор кислоты приблизительной концентрации, а точная концентрация устанавливается путем титрования по Na 2 CO 3 или по Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O.

1. Приготовление раствора соляной кислоты

По формуле С(HCl) =

рассчитывается масса хлороводорода, необходимая для приготовления 1 л раствора кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л.

m(HCl) = C(HCl) . Mэ(HCl) .V(р-ра),

где Mэ(HCl) = 36,5 г/моль;

m(HCl) = 0,1. 36,5 . 1 = 3,65 г.

Поскольку раствор соляной кислоты готовится из концентрированной, необходимо с помощью ареометра измерить ее плотность и по справочнику найти, какому процентному содержанию соответствует кислота такой плотности. Например, плотность (r) = 1,19 г/мл, w = 37 %, тогда

m(р-ра) = г;

V(р-ра) = m(р-ра)/r = 9,85/1,19 = 8 мл.

Таким образом, для приготовления 1 л раствора HCl, C(HCl) = 0,1 моль/л, отмеривают при помощи цилиндра (объемом 10 ­– 25 мл) или градуированной пробирки около 8 мл соляной кислоты (r = 1,19 г/мл), переносят ее в склянку с дистиллированной водой и доводят раствор до метки. Приготовленный таким образом раствор HCl имеет приблизительную концентрацию (» 0,1 моль/л).

2. Приготовление стандартного раствора карбоната натрия

Рассчитывается навеска карбоната натрия, необходимая для приготовления 100,0 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л.

m(Na 2 CO 3) = C э (Na 2 CO 3) . Mэ(Na 2 CO 3).V(р-ра),

где Mэ(Na 2 CO 3) = M(Na 2 CO 3)/2 = 106/2 = 53 г/моль;

m(Na 2 CO 3) = 0,1.53.0,1 = 0,53 г.

Предварительно на технических весах взвешивают 0,5–0,6 г Na 2 CO 3 . Переносят навеску на часовое стекло, заранее взвешенное на аналитических весах, и точно взвешивают стекло с навеской. Навеску переносят через воронку в мерную колбу на 100 мл, добавляют приблизительно до 2/3 объема дистиллированной воды. Содержимое колбы перемешивают осторожными вращательными движениями до полного растворения навески, после чего доводят раствор до метки.

3. Стандартизация раствора соляной кислоты

Для установления точной концентрации соляной кислоты используется приготовленный раствор Na 2 CO 3 точной концентрации. Водный раствор карбоната натрия вследствие гидролиза имеет щелочную реакцию среды:

Na 2 CO 3 + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 CO 3 (реакция гидролиза);

2NaOH + 2HCl = 2NaCl + 2H 2 O;

___________________________________________________

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 CO 3 (реакция титрования).

Из суммарного уравнения видно, что в результате реакции в растворе накапливается слабая угольная кислота, определяющая рН в точке эквивалентности:

рН = 1/2 рК 1 (Н2СО3)– 1/2 lgС(H2CO3)= 1/2 .6,35 – 1/2lg 0,1 = 3,675.

Для титрования лучше всего подходит метиловый оранжевый.

Бюретку ополаскивают приготовленным раствором HCl и наполняют ее почти доверху раствором соляной кислоты. Затем, подставив под бюретку стакан и приоткрыв зажим, заполняют нижний конец бюретки так, чтобы в ней не оставалось пузырьков воздуха, нижний мениск раствора HCl в бюретке должен находиться на нулевом делении. При отсчете по бюретке (и пипетке) глаз должен быть на уровне мениска.

Ход определения. В колбу для титрования пипеткой отбирают 10,00 мл приготовленного раствора Na 2 CO 3 , добавляют 1–2 капли метилового оранжевого и титруют раствором HCl до изменения цвета из желтого в оранжево-розовый. Опыт повторяют несколько раз, полученные результаты заносят в таблицу 4, находят средний объем соляной кислоты и рассчитывают ее молярную концентрацию эквивалента, титр и титр по определяемому веществу.