Как образуется соляная кислота уравнение

Урок №19. Соляная кислота и её соли

Соляная кислота

Физические свойства:

Концентрированная соляная кислота – это бесцветный раствор, сильно дымящий во влажном воздухе, с резким запахом.

Получение соляной кислоты:

Соляная кислота HCl получается при растворении газа хлороводорода воде. Хлороводород можно получить действием концентрированной серной кислоты на поваренную соль.

NaCl + H 2 SO 4 = HCl↑ + NaHSO 4 (хлороводород + гидросульфат натрия)

Химические свойства:

Раствор хлороводорода в воде — соляная кислота — сильная кислота:

1) реагирует с металлами , стоящими в ряду напряжений до водорода:

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2

3) с оксидами металлов :

MgO + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O

4) с основаниями и аммиаком :

HCl + KOH = KCl + H 2 O

3HCl + Al(OH) 3 = AlCl 3 + 3H 2 O

HCl + NH 3 = NH 4 Cl

5) с солями :

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ­↑

HCl + AgNO 3 = AgCl↓ + HNO 3

Образование белого осадка хлорида серебра — AgCl, нерастворимого в минеральных кислотах используется в качестве качественной реакции для обнаружения анионов Cl — в растворе.

Хлориды металлов — соли соляной кислоты, их получают взаимодействием металлов с хлором или реакциями соляной кислоты с металлами, их оксидами и гидроксидами; путем обмена с некоторыми солями

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O

Ba(OH) 2 + 2HCl = BaCl 2 + 2H 2 O

Pb(NO 3 ) 2 + 2HCl = PbCl 2 ↓ + 2HNO 3

Большинство хлоридов растворимы в воде (за исключением хлоридов серебра, свинца и одновалентной ртути).

Применение соляной кислоты и ее солей:

1. Соляная кислота входит в состав желудочного сока и способствует перевариванию белковой пищи у человека и животных.

2. Хлороводород и соляная кислота используются для производства лекарств, красителей, растворителей, пластмасс.

3. Применение основных солей соляной кислоты:

KCl — удобрение, используется также в стекольной и химической промышленности.

HgCl 2 — сулема — яд, используется для дезинфекции в медицине, для протравливания семян в сельском хозяйстве.

Hg 2 Cl 2 — каломель — не ядовита, слабительное средство.

NaCl — поваренная соль — сырье для производства соляной кислоты, гидроксида натрия, водорода, хлора, хлорной извести, соды. Применяется в кожевенной и мыловаренной промышленности, в кулинарии и консервировании.

ZnCl 2 — для пропитки древесины против гниения, в медицине, при паянии.

AgCl — применяется в черно-белой фотографии, так как обладает светочувствительностью — разлагается на свету с образованием свободного серебра: 2AgCl = 2Ag + Cl 2

Задания для повторения и закрепления

№1. Осуществите превращения по схеме:

HCl → Cl 2 → AlCl 3 → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → AlCl 3 → Cl 2

№2. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в следующей реакции:

HCl + KClO 3 → KCl + H 2 O + Cl 2

Укажите окислитель и восстановитель; процессы окисления и восстановления.

Какое количество алюминия прореагирует с избытком соляной кислоты для получения 5,6 л водорода (н.у.)?

Соляная кислота ГОСТ 3118-77

Соляная кислота

Систематическое
наименованиеХлороводородная кислотаХим. формулаHClСостояниебесцветная жидкостьМолярная масса36.46 г/мольПлотность1.19 г/см³Т. плав.-30 °CТ. кип.48 °CЭнтальпия образования-605.22 кДж/мольpK_a-10Растворимость в водесмешиваетсяГОСТГОСТ 3118-77, ГОСТ 857-95, ГОСТ 14261-77Рег. номер CAS7647-01-0PubChem313Рег. номер EINECS933-977-5Кодекс АлиментариусE507RTECSMW4025000NFPA 704

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Соляная кислота (также хлороводородная, хлористоводородная кислота, хлористый водород) — раствор хлороводорода (HCl) 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 ω = 0,5 % присутствует в желудке человека, что соответствует pH = pω − lg ( ρH₂O / μHCl ) ≅ 0,86 . Максимальная концентрация при 20 °C равна 38 % по массе, плотность такого раствора 1,19 г/см³. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

Содержание

• 1 Физические свойства
• 2 Химические свойства
• 3 Получение
• 4 Применение
  • 4.1 Промышленность
  • 4.2 Медицина
• 5 Особенности обращения

Физические свойства

Физические свойства соляной кислоты сильно зависят от концентрации растворённого хлороводорода:

Конц. (вес), кг HCl/кг	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	Температура кипения, °C	Температура плавления, °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 затвердевании даёт кристаллогидраты составов HCl·H₂O, HCl·2H₂O, HCl·3H₂O, HCl·6H₂O.

Химические свойства

• Взаимодействие с металлами, стоящими в ряду электрохимических потенциалов до водорода, с образованием соли и выделением газообразного водорода:

2Na + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂ ↑ Mg + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂ ↑ 2Al + 6HCl ⟶ 2AlCl₃ + 3H₂ ↑

• Взаимодействие с оксидами металлов с образованием растворимой соли и воды:

Na₂O + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂O MgO + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂O Al₂O₃ + 6HCl ⟶ 2AlCl₃ + 3H₂O

• Взаимодействие с гидроксидами металлов с образованием растворимой соли и воды (реакция нейтрализации):

NaOH + HCl ⟶ NaCl + H₂O Ba(OH)₂ + 2HCl ⟶ BaCl2 + 2H₂O Al(OH)₃ + 3HCl ⟶ AlCl₃ + 3H₂O

• Взаимодействие с солями металлов, образованных более слабыми кислотами, например угольной:

Na₂CO₃ + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂O + CO₂ ↑

• Взаимодействие с сильными окислителями (перманганат калия, диоксид марганца) с выделением газообразного хлора:

2KMnO₄ + 16HCl ⟶ 5Cl₂ ↑ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O

• Взаимодействие с аммиаком с образованием густого белого дыма, состоящего из мельчайших кристалликов хлорида аммония:

NH₃ + HCl ⟶ NH₄Cl

• Качественной реакцией на соляную кислоту и её соли является её взаимодействие с нитратом серебра, при котором образуется белый творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте:

HCl + AgNO₃ → AgCl ↓ + HNO₃

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 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.

Соляная Кислота

Химическое название

Химические свойства

Хлороводородная кислота, хлористый водород или хлористоводородная кислота – раствор НСl в воде. Согласно Википедии, вещество относят у группе неорганических сильных одноосновных к-т. Полное название соединения на латинском: Hydrochloricum acid.

Формула Соляной Кислоты в химии: HCl. В молекуле атомы водорода соединяются с атомами галогена – Cl. Если рассмотреть электронную конфигурацию этих молекул, то можно отметить, что в образовании молекулярных орбиталей соединения принимают участие 1s-орбитали водорода и обе 3s и 3p-орбитали атома Cl. В химической формуле Соляной Кислоты 1s-, 3s- и 3р-атомные орбитали перекрываются и образуют 1 , 2 , 3 -орбитали. При этом 3s-орбиталь не носит связывающий характер. Наблюдается смещение электронной плотности к атому Cl и снижается полярность молекулы, но увеличивается энергия связи молекулярных орбиталей (если рассматривать ее в ряду с другими галогеноводородами).

Физические свойства хлористого водорода. Это прозрачная бесцветная жидкость, обладающая способностью дымиться при соприкосновении с воздухом. Молярная масса химического соединения = 36,6 грамма на моль. При стандартных условиях, при температуре воздуха 20 градусов Цельсия, максимальная концентрация вещества составляет 38% по массе. Плотность концентрированной хлороводородной к-ты в такого рода растворе составляет 1,19 г/см³. В целом же, физические свойства и такие характеристики, как плотность, молярность, вязкость, теплоемкость, температура кипения и pН , сильно зависят от концентрации раствора. Эти величины подробнее рассматриваются в таблице плотностей. Например, плотность Соляной Кислоты 10% = 1,048 кг на литр. При затвердевании вещество образует кристаллогидраты разных составов.

Химические свойства Соляной Кислоты. С чем реагирует Соляная Кислота? Вещество вступает во взаимодействие с металлами, которые стоят в ряду электрохимических потенциалов перед водородом (железо, магний, цинк и другие). При этом образуются соли и выделяется газообразный H. С Соляной Кислотой не реагирует свинец, медь, золото, серебро и другие металлы правее водорода. Вещество вступает в реакцию с оксидами металлов, при этом образуя воду и растворимую соль. Гидроксид натрия под действием к-ты образует хлорид натрия и воду. Реакция нейтрализации характерна для данного соединения.

Разбавленная Соляная Кислота реагирует с солями металлов, которые образованы более слабыми к-ами. Например, пропионовая кислота слабее, чем соляная. Вещество не взаимодействует с более сильными кислотами. Карбонат кальция и карбонат натрия будут образовывать после реакции с HCl хлорид, угарный газ и воду.

Для химического соединения характерны реакции с сильными окислителями, с диоксидом марганца, перманганатом калия: 2KMnO4 + 16HCl = 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O. Вещество реагирует с аммиаком, при этом образуется густой белый дым, который состоит из очень мелких кристаллов хлорида аммония. Минерал пиролюзит с Соляной Кислотой также вступает в реакцию, так как содержит диоксид марганца: MnO2+4HCl=Cl2+MnO2+2H2O (реакция окисления).

Существует качественная реакция на хлороводородную кислоту и ее соли. При взаимодействии вещества с нитратом серебра выпадает белый осадок хлорида серебра и образуется азотная к-та. Уравнение реакции взаимодействия метиламина с хлористым водородом выглядит следующим образом: HCl + CH3NH2 = (CH3NH3)Cl.

Вещество реагирует со слабым основанием анилином. После растворения анилина в воде к смеси прибавляют Соляную Кислоту. В результате основание растворяется и образует солянокислый анилин (хлорид фениламмония): (С6Н5NH3)Cl. Реакция взаимодействия карбида алюминия с хлористоводородной к-ой: Al4C3+12HCL=3CH4+4AlCl3. Уравнение реакции карбоната калия с к-той выглядит следующим образом: K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2.

Получение соляной кислоты

Чтобы получить синтетическую Соляную Кислоту сжигают водород в хлоре, а затем полученный газообразный хлороводород растворяется в воде. Также распространено производство реактива из абгазов, которые образуются в виде побочных продуктов при хлорировании углеводородов (абгазная Соляная Кислота). При производстве данного химического соединения применяют ГОСТ 3118 77 – на реактивы и ГОСТ 857 95 – для технической синтетической хлористоводородной кислоты.

В лабораторных условиях можно применять давний способ, при котором поваренная соль подвергается действию концентрированной серной к-ты. Также средство можно получить с помощью реакции гидролиза хлорида алюминия или магния. Во время реакции могут образоваться оксихлориды переменного состава. Для определения концентрации вещества применяют стандарт титры, которые выпускаются в запаянных ампулах, чтобы в последствии можно было получить стандартный раствор известной концентрации и использовать его для определения качества другого титранта.

У вещества имеется достаточно широкая область применения:

• его используют в гидрометаллургии, при декапировании и травлении;
• при очистке металлов при лужении и пайке;
• в качестве реактива для получения хлорида марганца, цинка, железа и других металлов;
• при изготовлении смесей с ПАВ-ами для очистки металлических и керамических изделий от инфекции и грязи (применяется Кислота Соляная ингибированная);
• в качестве регулятора кислотности E507 в пищевой промышленности, в составе содовой воды;
• в медицине при недостаточной кислотности желудочного сока.

Данное химическое соединение имеет высокий класс опасности – 2 (по ГОСТу 12Л.005). При работе с кислотой требуется спец. защита кожи и глаз. Достаточно едкое вещество при попадании на кожу или в дыхательные пути вызывает химические ожоги. Для ее нейтрализации применяют растворы щелочи, чаще всего – питьевую соду. Пары хлороводорода образуют с молекулами воды в воздухе едкий туман, который раздражает дыхательные пути и глаза. Если вещество вступает в реакцию с хлорной известью, перманганатом калия и прочими окислителями, то образуется токсичный газ — хлор. На территории РФ ограничен оборот Соляной Кислоты с концентрацией более 15%.

Фармакологическое действие

Повышает кислотность желудочного сока.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Что такое кислотность желудочного сока? Это характеристика концентрации Соляной Кислоты в желудке. Кислотность выражается в рН. В норме в составе желудочного сока должна вырабатываться кислота и принимать активное участие в процессах пищеварения. Формула хлороводородной кислоты: HCl. Ее продуцируют париетальные клетки, расположенные в фундальных железах, с участием Н+/К+-АТФазы. Эти клетки выстилают дно и тело желудка. Кислотность желудочного сока сама по себе изменчива и зависит от числа париетальых клеток и интенсивности процессов нейтрализации вещества щелочными компонентами желудочного сока. Концентрация продуцируемой к-ты стабильна и равняется 160 ммоль/л. У здорового человека в норме должно вырабатываться не более 7 и не менее 5 ммоль вещества в час.

При недостаточной или избыточной выработке Соляной Кислоты возникают заболевания пищеварительного тракта, ухудшается способность усваивать некоторые витамины и микроэлементы, например, железо. Средство стимулирует выделение желудочного сока, снижает рН. Активирует пепсиноген, переводит его в активный фермент пепсин. Вещество благоприятно воздействует на кислотный рефлекс желудка, замедляет переход не до конца переваренной пищи в кишечник. Замедляются процессы брожения содержимого пищеварительного тракта, исчезает боль, изжога и отрыжка, лучше усваивается железо.

После приема внутрь средство частично метаболизируется слюной и желудочной слизью, содержимым 12-перстной кишки. Несвязанное вещество проникает в 12-перстную кишку, где полностью нейтрализуется ее щелочным содержимым.

Показания к применению

Вещество входит в состав синтетических моющих средств, концентрата для полоскания ротовой полости ухода за контактными линзами. Разбавленная Соляная Кислота назначается при заболеваниях желудка, сопровождающихся пониженной кислотностью, при гипохромной анемии в сочетании с препаратами железа.

Противопоказания

Лекарство нельзя применять при аллергии на синтетическое вещество, при болезнях пищеварительного тракта, ассоциированных с повышенной кислотностью, при остром гастрите.

Побочные действия

Концентрированная Соляная Кислота при попадании на кожу, в глаза и дыхательные пути может вызывать сильные ожоги. В составе различных лек. препаратов используют разбавленное вещество, при длительном применении больших дозировок может возникнуть ацидоз, ухудшение состояния эмали зубов.

Инструкция по применению (Способ и дозировка)

Хлороводородную кислоту применяют в соответствии с инструкцией.

Внутрь лекарство назначают, предварительно растворив в воде. Обычно используют 10-15 капель препарата на пол стакана жидкости. Лекарство принимают во время еды, 2-4 раза в день. Максимальная разовая дозировка составляет 2 мл (около 40 капель). Суточная доза – 6 мл (120 капель).

Передозировка

Случаи передозировки не описаны. При бесконтрольном приеме вещества внутрь в больших количествах возникают язвы и эрозии в пищеварительном тракте. Следует обратиться за помощью к врачу.

Взаимодействие

Вещество часто используют в комбинации с пепсином и прочими лек. препаратами. Химическое соединение в пищеварительном тракте вступает во взаимодействие с основаниями и некоторыми веществами (см. химические свойства).

Особые указания

При лечении препаратами Соляной Кислоты необходимо четко придерживаться рекомендаций в инструкции.