Опис речовини
Соляна кислота є водним розчином хлористого водню. Хімічна формула цієї речовини – HCl. У воді маса хлороводню при найбільшій концентрації не може перевищувати 38%. При кімнатній температурі хлороводень перебуває у газоподібному стані. Для переходу його в рідкий стан він повинен бути охолоджений до мінус 84 градуси за шкалою Цельсія, в тверде - до мінус 112 градусів. Щільність концентрованої кислоти за кімнатної температури становить 1,19 г/см 3 . Ця рідина входить до складу шлункового соку, який забезпечує перетравлення їжі. У цьому вся стані її концентрація вбирається у 0,3%.Властивості соляної кислоти
Розчин хлористого водню хімічно шкідливий, клас його небезпеки другий.
Соляна рідина - це сильна одноосновна кислота, яка може вступати в реакцію з безліччю металів, їх солями, оксидами та гідрооксидами, вона може взаємодіяти з нітратом срібла, аміаком, гіпохлоритом кальцію та сильними окислювачами:
Фізичні властивості та вплив на організм
При високих концентраціях це їдка речовина, яка може спричинити опіки не лише слизових оболонок, а й шкірних покривів. Нейтралізувати його можна розчином харчової соди. При відкритті ємностей з концентрованим соляним розчином, його пари, стикаючись з вологи, що знаходиться в повітрі, утворюють конденсат отруйних пар у вигляді дрібних крапельок (аерозолю), який дратує дихальні шляхи і очі.
Концентрована речовина має характерний різкий запах. Технічні сорти розчину хлористого водню поділяють на:
рудий неочищений, його колір переважно обумовлюється домішками хлорного заліза;
очищена, безбарвна рідина, в якій концентрація HCl становить близько 25%;
димний, концентрований, рідина з концентрацією HCl 35-38%.
Хімічні властивості
Як отримують
Процес виробництва соляної рідини складається з етапів одержання хлорводню та абсорбації (поглинання) його водою.
Існує три промислові способиодержання хлористого водню:
синтетичний
сульфатний
із побічних газів (абгазів) низки технологічних процесів. Останній спосіб є найпоширенішим. Побічний HCl зазвичай утворюється при дегіхлоруванні та хлоруванні органічних сполук, виготовленні калійних добрив, піролізі хлоридів металів або органічних відходів, що містять хлор.
Зберігання та транспортування
Зберігають і транспортують соляну технічну кислоту в спеціалізованих покритих полімерами цистернах і контейнерах, бочках з поліетилену, скляних суліях, що упаковуються в ящики. Люки контейнерів та цистерн, пробки бочок та сулій повинні забезпечувати герметичність ємності. Кислотний розчин не повинен контактувати з металами, що знаходяться в лінійці напруги лівіше водню, оскільки це може стати причиною вибухонебезпечних сумішей.
Застосування
у металургії для вилучення руд, видалення іржі, окалин, бруду та оксидів, паяння та лудіння;
при виготовленні синтетичних каучуків та смол;
у гальванопластику;
як регулятор кислотності в харчовій промисловості;
для одержання хлоридів металів;
для одержання хлору;
у медицині для лікування недостатньої кислотності шлункового соку;
як чистячий і дезінфікуючий засіб.
Соляна кислота - це розчин водню хлористого водню. Хлористий водень (HCl) за звичайних умов безбарвний газ зі специфічним гострим запахом. Однак ми маємо справу з його водяними розчинами, тому зупинимося тільки на них.
Соляна кислота – безбарвний прозорий розчин із гострим запахом хлористого водню. У присутності домішок заліза, хлору чи інших речовин кислота має жовтувато-зелений колір. Щільність розчину соляної кислоти залежить від концентрації водню хлористого в ній; деякі дані наведені в таблиці 6.9.
Таблиця 6.9.Щільність розчинів соляної кислоти різної концентрації за 20°С.
З цієї таблиці видно, що залежність щільності розчину соляної кислоти від її концентрації із задовільною для технічних розрахунків точністю можна описати формулою:
d = 1 + 0,5 * (%) / 100
При кипінні розведених розчинів вміст HCl у парах менше, ніж у розчині, а при кипінні концентрованих розчинів - більше, ніж у розчині, що відображено у наведеній на Мал. 6.12діаграма рівноваги. Постійно кипляча суміш (азеотроп) при атмосферному тиску має 20,22% вагу. HCl, температура кипіння 108,6°С.
Нарешті, ще одна важлива перевага соляної кислоти – це практично повна незалежність часу її придбання від пори року. Як видно з Мал. №6.13, Кислота промислової концентрації (32-36%) замерзає при температурах, практично недосяжних для європейської частини Росії (від -35 до -45 ° С), на відміну від сірчаної кислоти, яка замерзає при плюсових температурах, що вимагає введення операції розігріву цистерн.
Соляна кислота не має недоліків, властивих сірчаній кислоті.
По-перше, хлористе залізо має підвищену розчинність у розчині соляної кислоти. (Рис. 6.14), що дозволяє підняти концентрацію хлористого заліза у розчині до величини 140 г/л і навіть більше; зникає небезпека утворення осаду на поверхні.
Робота з соляною кислотою може здійснюватися за будь-якої температури всередині будівлі (навіть при 10°С), і це не викликає помітних змін у складі розчину.
Мал. 6.12.Діаграма рівноваги рідина – пара системи HCl – H 2 O.
Мал. 6.13.Діаграма стану (плавкості) системи HCl-H2O.
Мал. 6.14. рівновагу у системі HCl – FeCl 2 .
Зрештою, ще дуже важлива перевага соляної кислоти – це повна сумісність із флюсом, у якому використовуються саме хлориди.
Деяким недоліком соляної кислоти як реактиву є висока леткість. Нормативами допускається концентрація 5 мг/м 3 обсягу повітря цеху. Залежність пружності парів у рівноважному стані над кислотою різної процентної концентрації дана в таблиці 6.10.Загалом при концентрації кислоти у ванні менше 15% мас ця умова задовольняється. Однак при підвищенні температур у цеху (тобто влітку) можливе перевищення цього показника. Певну інформацію про те, яка концентрація кислоти при конкретній температурі цеху допустима, можна визначити з Мал. 6.15.
Залежність швидкості травлення від концентрації та температури відображена на Мал. 6.16.
Недоліки травлення зазвичай викликаються таким:
- використанням кислоти з більшою або меншою концентрацією порівняно з оптимальною;
- малою тривалістю травлення (очікувану тривалість травлення при різних концентраціях кислоти та заліза можна оцінити з Мал. 6.17;
- зниженою температурою порівняно з оптимальною;
- відсутністю перемішування;
- ламінарним рухом травильного розчину.
Ці проблеми зазвичай вирішуються за допомогою конкретних технологічних прийомів.
Таблиця 6.10.Залежність рівноважної концентрації хлористого водню від концентрації кислоти у ванні.
|
Концентрація кислоти, % |
Концентрація кислоти, % |
Концентрація HСl у повітрі, мг/м 3 |
|
Хлористоводородна (Соляна) кислотадуже сильна, небезпечна хімічна речовина, що має досить широке застосування у багатьох сферах життя.
Соляний розчин- Це водень хлористий (HCL, термічний газ без запаху) з'єднаний з водою (H2O). Температура кипіння залежить від концентрації розчину. Речовина пожежонебезпечна, умова зберігання: лише у сухих приміщеннях.
Застосовують у медицині, галузі стоматології, для відбілювання зубів. Якщо шлунок виділяє недостатню кількість соку (ферменту), соляно-кислотний розчин використовують як допоміжний засіб. У хімічних лабораторіях хлор – популярний реактив для дослідів біохімії, санітарних норм та діагностики.
Широку популярність хлороводнева кислота набула у промисловості: фарбування тканин, шкіри, паяння металу, очищення від накипу, оксидів, входить до складу у виготовленні фармацевтичних препаратів, як окислювач та інше.
Властивості хімічного спектру
Кислота взаємодіє з багатьма металами, солями. Вона вважається досить сильною і стоїть в одному ряду із сірчаною. Основна реакція проявляється на всі групи металів, що знаходяться ліворуч від водню (магній, залізо, цинк – електротехнічні потенціали).
В результаті подібного впливу утворюється солей з виділенням у повітря H.
Хлороводневий розчин у розведеному вигляді входить у реакцію із солями, але з тими, які утворені менш сильними кислотами. Відомі всім натрію та кальцію карбонат після взаємодії з ним розпадаються на воду та чадний газ.
Азотна кислота- Якісна реакція на сольовий розчин. Для її отримання необхідно додати до цього реактиву нітрат срібла, як результат – випаде осад білого кольору, з якого виходить азотна речовина.
За допомогою цієї суміші води та водню проводять безліч цікавих експериментів. Наприклад, розбавляють його аміаком. У результаті, вийде білий дим, густий, що має консистенцію дрібних кристалів. Метиламін, анілін, діоксид марганцю, калій карбонат – реактиви, що також піддаються під вплив кислоти.
Як добувають соляну кислоту у лабораторних умовах
Виробництво речовини масштабне, продаж вільний. В умовах лабораторних дослідів розчин добувають розчином сірчаної кислоти високої концентрації на звичайну кухонну сіль (натрію хлорид).
Існує 2 методи розчинення хлороводню у воді:
- Водень спалюється у хлорі (синтетичний).
- Попутний (абгазний). Суть його у проведенні органічного хлорування, дегідрохлорування.
Хімічні властивості соляної кислоти досить високі.
Речовина добре піддається синтезу при піролізі відходів від хлороорганіки. Це відбувається внаслідок розпаду вуглеводнів при повному дефіциті кисню. Можна використовувати також хлориди металів, які є сировиною неорганічних речовин. Якщо немає сірчаної кислоти концентрованої (електроліту), беріть розведену.
Перманганат калію – ще один спосіб одержати розчин солі.
Щодо добування реагенту в природних умовах, то найчастіше цю хімічну суміш можна зустріти у водах вулканічних відходів. Хлороводень – це складова мінералів сильвіна (калію хлорид, на вигляд нагадує кістки для ігор), бішофіту. Все це – методи добути речовину у промисловості.
В організмі людини даний фермент міститься в шлунку. Розчин може бути як кислотою, так і основою. Одним із поширених способів добування, називають сульфатний.
Як і для чого застосовують
Мабуть, це по праву одна з важливих речовин, яка зустрічається і потрібна практично у всіх галузях життєдіяльності людини.
Локалізація сфери застосування:
- Металургія. Очищення поверхонь від окислених ділянок, розчинення іржі, обробка перед спайкою, лудінням. Соляна кислота допомагає видобувати дрібні вкраплення металів із руд. Цирконій і титан одержують, використовуючи спосіб переведення оксидів у хлориди.
- Промисловість харчових технологій. Розчин з низькою концентрацією застосовується як харчова добавка. Желатин, фруктоза для діабетиків містять у своєму складі чистий емульгатор. Звичайна сода так само має високий коефіцієнт вмісту даної речовини. На упаковці товарів побачите його під назвою Е507.
- Область медицини. При недостатньому показнику кислотного середовища у шлунку та проблемах з кишечником. Низький рівень Ph призводить до появи раку. Навіть при належному харчуванні, вітамінів у достатку, небезпека не зникає, необхідно проводити аналізи для отримання соку зі шлункового тракту, адже за недостатньо кислого середовища корисні речовини практично не всмоктуються, порушується травлення.
- Розчин солі використовується як інгібітор – захист від бруду та інфекцій, антисептична дія. Для виготовлення клейових сумішей, виробів із кераміки. Ним промивають теплообмінники.
- Процедура очищення води для пиття також не обходиться без участі хлору.
- Виготовлення каучуку, відбілювання тканинних основ.
- Можна доглядати лінзи за допомогою даного розчину.
- Полоскання ротової порожнини в домашніх умовах
- Речовина чудово проводить електричний струм.
Інструкція по застосуванню
Застосовувати соляну кислоту внутрішньо в медицині можна виключно за вказівкою лікаря. Самолікуванням займатися не можна.
Інструкція проста:звичний спосіб приготувати розчин як препарат – перед застосуванням розмішайте до повного зникнення у воді. На половину 200 г склянки призначається 15 крапель ліки. Приймати тільки під час їди, 4 рази на добу.
Не перестарайтеся, це не панацея від хвороб, важлива консультація фахівця. При передозуванні виникають виразкові утворення на слизовій оболонці стравоходу.
Побічні ефекти та протипоказання
Утримайтеся від прийому, якщо є прихильність до алергічних реакцій, це може погано впливати на загальні функції організму.
Тяжкі отруєння та опіки
При попаданні на шкіру продукту в концентрованому вигляді можна отримати важкий токсикологічний опік. Проникнення надлишку пари в дихальні шляхи (гортань, горло) сприяє викликанню отруєння.
З'являється сильний задушливий кашель, харкотиння може бути з кров'ю. Зір мутніє, хочеться постійно терти очі, слизові роздратовані. Райдужка не реагує на яскраве світло.
Обпектися соляною кислотою не так страшно, як сірчаною, але пари, які можуть потрапляти в шлях ЖКТ, здатні призвести до серйозних наслідків інтоксикації лугом.
Перша ознака – наявність підвищеної температури тіла. Характеристика особливості дії цієї речовини на стравохід видно в наступному: хрипи в легенях, блювання, фізична слабкість, неможливість глибоко вдихнути, набряки дихальних шляхів.
При попаданні великої кількості всередину картина токсикології страшна: обсяг блювотних мас збільшується, формується ціаноз обличчя, аритмія. Грудна клітка здавлюється (асфіксія), за цим слідує набряк гортані і від больового шоку настає летальний кінець.
При перерахованих симптомах є певна класифікація дій першої медичної допомоги.
Дуже важливо відрізнити стадії інтоксикації:
- Якщо людина отруїлася парами, потрібно терміново виносити її на чисте повітря. Зробити промивання горла розчином натрію гідрокарбонату, накласти компрес на очі. Негайно звернутися до лікарні.
- Якщо дія кислоти спрямована на шкірний покрив дитини або дорослої людини, важливо правильно обробити обпалену ділянку. Промити шкіру протягом 15 хвилин і нанести мазь від опіків.
- Якщо шкода розчином нанесена внутрішнім органам, необхідно термінове очищення шлунка зондуванням та госпіталізація.
Аналоги соляної кислоти у препаратах
Оскільки допустиму норму речовини застосовують у медицині, то вона міститься в таких лікарських препаратах:
- Магнію Сульфат.
- Хлористий кальцій.
- Реамберін.
Пам'ятайте, що для вживання людиною кислоту хлороводню використовують виключно в розведеному вигляді.
Соляна кислота - неорганічна речовина, одноосновна кислота, одна з найсильніших кислот. Використовуються також інші назви: хлористий водень, хлороводнева кислота, хлористоводнева кислота.
Властивості
Кислота в чистому вигляді є рідиною без кольору і запаху. Технічна кислота зазвичай містить домішки, які надають їй трохи жовтуватий відтінок. Соляну кислоту часто називають «димною», оскільки вона виділяє пари хлороводню, що вступають у реакцію з вологою повітря і утворюють кислотний туман.
Дуже добре розчиняється у воді. При кімнатній температурі максимально можливий масою вміст хлороводню —38%. Кислота концентрації більшою за 24% вважається концентрованою.
Хлористоводнева кислота активно вступає в реакції з металами, оксидами, гідроксидами, утворюючи солі - хлориди. HCl взаємодіє із солями більш слабких кислот; з сильними окислювачами та аміаком.
Для визначення соляної кислоти або хлоридів використовують реакцію з нітратом срібла AgNO3, у результаті якої випадає білий сирний осад.
Техніка безпеки
Речовина дуже їдка, роз'їдає шкіру, органічні матеріали, метали та їх оксиди. На повітрі виділяє пари хлороводню, які викликають задуху, опіки шкіри, слизової очей та носа, ушкоджують органи дихання, руйнують зуби. Соляна кислота відноситься до речовин 2 ступеня небезпеки (високонебезпечним), ГДК реактиву в повітрі становить 0,005 мг/л. Працювати з хлористим воднем можна тільки у фільтруючих протигазах та захисному одязі, включаючи гумові рукавички, фартух, спецвзуття.
При розливі кислоти змивають її великою кількістю води або нейтралізують лужним розчинами. Постраждалих від кислоти слід винести з небезпечної зони, промити шкіру та очі водою чи содовим розчином, викликати лікаря.
Перевозити та зберігати хімічний реактив допускається у скляній, пластиковій тарі, а також у металевій тарі, покритій зсередини гумовим шаром. Тара має герметично закриватися.
Отримання
У промислових масштабах соляну кислоту одержують із газоподібного хлороводню (HCl). Сам хлороводень виробляється двома основними способами:
- екзотермічною реакцією хлору та водню - таким чином одержують реактив високої чистоти, наприклад, для харчової промисловості та фармацевтики;
- із супутніх промислових газів - кислота на основі такого HCl називається абгазною.
Це цікаво
Саме соляній кислоті природа «доручила» процес розщеплення їжі в організмі. Концентрація кислоти в шлунку складає всього 0,4%, але цього виявляється достатньо, щоб за тиждень переварити леза для гоління!
Кислота виробляється клітинами самого шлунка, захищеного від цієї агресивної субстанції слизовою оболонкою. Проте його поверхня оновлюється щодня, щоб відновити пошкоджені ділянки. Крім участі у процесі перетравлення їжі, кислота виконує ще й захисну функцію, вбиваючи хвороботворні мікроорганізми, які потрапляють до організму через шлунок.
Застосування
- У медицині та фармацевтиці - для відновлення кислотності шлункового соку при його недостатності; при анемії для покращення всмоктування залізовмісних ліків.
— У харчопромі це харчова добавка, регулятор кислотності Е507, а також інгредієнт сельтерської (содової) води. Використовується для виготовлення фруктози, желатину, лимонної кислоти.
— У хімічній промисловості — основа для одержання хлору, соди, 
глутамінату натрію, хлоридів металів, наприклад, хлориду цинку, хлориду марганцю, хлориду заліза; синтезу хлорорганічних речовин; каталізатор у органічних синтезах.
— Найбільше хлористоводневої кислоти, що виробляється у світі, витрачається в металургії для очищення заготовок від оксидів. Для цих цілей застосовується інгібована технічна кислота, до складу якої введені спеціальні інгібітори (сповільнювачі) реакції, завдяки чому реактив розчиняє оксиди, але не сам метал. Також соляною кислотою труять метали; очищають їх перед лудінням, паянням, гальвануванням.
- Обробляють шкіру перед дубленням.
— У видобувній галузі затребувана для очищення свердловин відкладень, для обробки руд і гірських пластів.
— У лабораторній практиці хлористоводнева кислота використовується як популярний реактив для аналітичних досліджень, для очищення судин від забруднень, що важко видаляються.
- Застосовується в каучуковій, целюлозно-паперовій індустрії, у чорній металургії; для очищення котлів, труб, обладнання від складних відкладень, накипу, іржі; для очищення керамічних та металевих виробів.
У воді називається соляною кислотою ( HCl).
Фізичні властивості соляної кислоти
За звичайних умов соляна кислота – прозора рідина без кольору, має різкий неприємний запах.
У концентрованій соляній кислоті міститься 37% хлористого водню. Така кислота димить, на повітрі. З неї виділяється хлористий водень, який з водяними парами, що знаходяться в повітрі, утворює «туман», що складається з дрібних крапель соляної кислоти. Соляна кислота трохи важча за воду (питома вага 37-відсоткової соляної кислоти дорівнює 1,19).
У шкільних лабораторіях користуються здебільшого розведеною соляною кислотою.
Хімічні властивості соляної кислоти
Розчин соляної кислоти має кислий смак. Лакмус у цьому розчині має червоний колір, а фенолфталеїн залишається безбарвним.
Речовини, забарвлення яких змінюється від дії лугів та кислот, називаються індикаторами.
Лакмус, фенолфталеїн – індикатори на кислоти та луги. За допомогою індикаторів можна визначити, чи є в розчині кислота чи луг.
Соляна кислота реагує з багатьма металами. Особливо бурхливо відбувається взаємодія соляної кислоти з натрієм. У цьому легко переконатись на досвіді, який можна провести у приладі.
У пробірку наливають приблизно до 1/4 її об'єму концентрованої соляної кислоти, зміцнюють у штативі та опускають у неї невеликий шматочок натрію (завбільшки з горошину). З пробірки виділяється водень, який можна підпалити, але в дно пробірки осідають дрібні кристалики кухонної солі.
З цього досвіду випливає, що натрій витісняє водень з кислоти і з'єднується з частиною її молекули, що залишилася:
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2?
При дії соляної кислоти на цинк виділяється водень, а розчині залишається речовина хлористий цинк ZnCl 2 .
Так як цинк двовалентний, то кожен атом цинку заміщає два атоми водню у двох молекулах соляної кислоти:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2?
Так само діє соляна кислота на залізо, алюміній та багато інших металів.
У цих реакцій виділяється водень, а розчинах залишаються хлористі метали: хлористе залізо FeCl 2 , хлористий алюміній AlCl 3 та інших.
Ці хлористі метали є продуктами заміщення водню в соляній кислоті металами.
Складні речовини, які можна як продукти заміщення водню кислоти металом, називаються солями.
Хлористі метали – це солі соляної кислоти.
Реакція нейтралізації (рівняння)
Дуже важливою хімічною властивістю соляної кислоти є її взаємодія з основами. Розглянемо спочатку взаємодію її з лугами, наприклад з їдким натром.
З цією метою увіллємо в скляну склянку невелику кількість розведеного розчину їдкого натру і додамо до нього кілька крапель розчину лакмусу.
Рідина прийме синє забарвлення. Потім будемо приливати невеликими порціями в той же стаканчик розчин соляної кислоти з градуйованої трубки (бюретки) до переходу забарвлення рідини в стаканчику у фіолетову. Фіолетове фарбування лакмусу показує, що в розчині немає ні кислоти, ні луги.
Такий розчин називається нейтральним. Після виварювання з нього води залишиться кухонна сіль NaCl. На підставі цього досвіду можна зробити висновок, що при зливанні розчинів їдкого натру та соляної кислоти виходять вода і хлористий натрій. Молекули води утворилися від з'єднання атомів водню (з молекул кислоти) із гідроксильними групами (з молекул луги). Молекули хлористого натрію утворилися з атомів натрію (з молекул луги) та атомів хлору - залишків кислоти. Рівняння цієї реакції можна записати так:
Na |OH + H| Cl = NaCl + H 2 O
Так само реагують з соляною кислотою та інші луги - їдке калі, їдкий кальцій.
Ознайомимося з тим, як реагує соляна кислота з нерозчинними основами, наприклад, з гідратом окису міді. З цією метою помістимо в склянку деяку кількість цієї основи і приливатимемо до неї обережно соляну кислоту до повного розчинення гідрату окису міді.
Після випаровування отриманого таким чином блакитного розчину виходять кристали хлорної міді CuCl 2 . На цій підставі можна записати наступне рівняння:
І в цьому випадку відбулася реакція, подібна до взаємодії цієї кислоти з лугами: атоми водню з молекул кислоти з'єдналися з гідроксильними групами з молекул основи, утворилися молекули вода. Атоми міді з'єдналися з атомами хлору (залишками від молекул кислоти) та утворили молекули солі - хлорної міді.
Так само реагує соляна кислота і з іншими нерозчинними основами, наприклад з гідратом окису заліза:
Fe(OH) 3 + 3HCl = 3H 2 O + FeCl 3
Взаємодія кислоти з основою, в результаті якої виходять сіль та вода, називається нейтралізацією.
Соляна кислота у невеликих кількостях міститься у шлунковому соку людини та тварин і відіграє важливу роль у травленні.
Соляна кислота застосовується для нейтралізації лугів, одержання хлористих солей. Вона знаходить також застосування у виробництві деяких пластичних мас, ліків.
Застосування соляної кислоти
Соляна кислота має широке застосування в народному господарстві, і ви часто зустрічатиметеся з нею при вивченні хімії.
Великі кількості соляної кислоти витрачають травлення сталі. У побуті широко застосовують нікельовані, цинковані, луджені (покриті оловом), хромовані вироби. Для покриття сталевих виробів та листового заліза шаром захисного металу з поверхні потрібно спочатку видалити плівку оксидів заліза, інакше метал до неї не причепиться. Видалення оксидів досягається травленням виробу соляною або сірчаною кислотою. Недолік травлення у тому, що кислота входить у реакцію як з окислом, але й металом. Щоб уникнути цього, до кислоти додають невелику кількість інгібітора. Інгібітори – це речовини, які уповільнюють небажану реакцію. Інгібовану соляну кислоту можна зберігати в сталевій тарі та перевозити у сталевих цистернах.
Розчин соляної кислоти можна придбати і в аптеці. Лікарі прописують розведений розчин її хворим при зниженій кислотності шлункового соку.