Хлороводень та водень є відповідно. Властивості хлористого водню та соляної кислоти

ВИЗНАЧЕННЯ

Хлороводень(хлороводнева кислота, соляна кислота) - складна речовина неорганічної природи, яка може існувати як у рідкому, так і в газоподібному стані.

У другому випадку воно є безбарвним газом, добре розчинним у воді, а в першому - розчин сильної кислоти(35-36%). Будова молекули хлороводню, і навіть її структурна формула наведено на рис. 1. Щільність – 1,6391 г/л (н.у.). Температура плавлення дорівнює - (-114,0 o С), кипіння - (-85,05 o С).

Мал. 1. Структурна формулата просторова будова молекули хлороводню.

Брутто-формула хлороводню - HCl. Як відомо, молекулярна маса молекули дорівнює сумі відносних атомних масатомів, що входять до складу молекули (значення відносних атомних мас, взятих з Періодичної таблиціД.І. Менделєєва, округлим до цілих чисел).

Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);

Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.

Молярна маса (М) – це маса 1 моль речовини. Легко показати, що чисельні значення молярної маси М та відносної молекулярної маси M r рівні, однак перша величина має розмірність [M] = г/моль, а друга безрозмірна:

M = N A × m (1 молекули) = N A × M r × 1 а. = (N A ×1 а.е.м.) × M r = × M r .

Це означає, що молярна масахлороводню дорівнює 36,5 г/моль.

Молярну масу речовини в газоподібному стані можна визначити, використовуючи поняття про його молярний об'єм. Для цього знаходять обсяг, який займає при нормальних умовах певною масоюданої речовини, а потім обчислюють масу 22,4 л цієї речовини за тих самих умов.

Для досягнення цієї мети (обчислення молярної маси) можливе використання рівняння стану ідеального газу(Рівняння Менделєєва-Клапейрона):

де p - тиск газу (Па), V - об'єм газу (м 3), m - маса речовини (г), M - молярна маса речовини (г/моль), Т - абсолютна температура(К), R - універсальна газова стала рівна 8,314 Дж/(моль×К).

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

ПРИКЛАД 2

хлороводнева киселіна, хлороводень формула
Хлороводень, хлористий водень(HCl) - безбарвний, термічно стійкий газ (за нормальних умов) з різким запахом, що димить у вологому повітрі, легко розчиняється у воді (до 500 об'ємів газу на один об'єм води) з утворенням хлороводневої (соляної) кислоти. При -85,1 °C конденсується в безбарвну, рухливу рідину. При -114,22 °C HCl переходить у твердий стан. твердому станіхлороводень існує у вигляді двох кристалічних модифікацій: ромбічної, стійкої нижче -174,75 ° C, і кубічної.

• 1 Властивості
• 2 Отримання
• 3 Застосування
• 4 Безпека
• 5 Примітки
• 6 Література
• 7 Посилання

Властивості

Водний розчин хлористого водню називається соляною кислотою. При розчиненні у воді протікають такі процеси:

Процес розчинення дуже екзотермічний. З водою HCl утворює азеотропну суміш, що містить 2024% HCl.

Соляна кислота є сильною одноосновною кислотою, вона енергійно взаємодіє з усіма металами, що стоять у ряді напруг лівіше водню, з основними і амфотерними оксидами, основами та солями, утворюючи солі - хлориди:

Хлориди надзвичайно поширені у природі і мають найширше застосування(Галить, Сільвін). Більшість їх добре розчиняється у воді і повністю дисоціює на іони. Слаборозчинними є хлорид свинцю (PbCl2), хлорид срібла (AgCl), хлорид ртуті(I) (Hg2Cl2, каломель) та хлорид міді(I) (CuCl).

При дії сильних окислювачів або при електролізі хлороводень виявляє відновлювальні властивості:

При нагріванні хлороводень окислюється киснем (каталізатор - хлорид міді(II) CuCl2):

Концентрована соляна кислота реагує з міддю, утворюючи при цьому комплекс одновалентної міді:

Суміш 3 об'ємних частин концентрованої соляної та 1 об'ємної часткиКонцентрована азотна кислота називається «царською горілкою». Царська горілка здатна розчиняти навіть золото та платину. Висока окисна активність царської горілки обумовлена ​​присутністю в ній хлористого нітрозилу та хлору, що знаходяться в рівновазі з вихідними речовинами:

Завдяки високій концентрації хлорид-іонів у розчині метал зв'язується в хлоридний комплекс, що сприяє його розчиненню:

Приєднується до сірчаному ангідриду, утворюючи хлорсульфонову кислоту HSO3Cl:

Для хлороводню також характерні реакції приєднання до кратних зв'язків (електрофільне приєднання):

Отримання

У лабораторних умовхлороводень отримують, впливаючи концентрованою сірчаною кислотою на хлорид натрію ( кухонну сіль) при слабкому нагріванні:

HCl також можна отримати гідролізом ковалентних галогенідів, таких, як хлорид фосфору(V), тіонілхлорид (SOCl2), та гідролізом хлорангідридів карбонових кислот:

У промисловості хлороводень раніше отримували в основному сульфатним методом (методом Леблану), заснованому на взаємодії хлориду натрію з концентрованою сірчаною кислотою. В даний час для отримання хлороводню зазвичай використовують прямий синтез з простих речовин:

У виробничих умовах синтез здійснюється у спеціальних установках, у яких водень безперервно згоряє рівним полум'ям у струмі хлору, змішуючись із ним у факелі пальника. Тим самим досягається спокійне (без вибуху) перебіг реакції. Водень подається в надлишку (5 - 10%), що дозволяє повністю використовувати цінніший хлор і отримати незабруднену хлором соляну кислоту.

Соляну кислоту одержують розчиненням газоподібного хлороводню у воді.

Застосування

Водний розчин широко використовується для отримання хлоридів, травлення металів, очищення поверхні судин, свердловин від карбонатів, обробки руд, при виробництві каучуків, глутамінату натрію, соди, хлору та інших продуктів. Також застосовується в органічному синтезі. Широке поширення розчин соляної кислоти отримав у виробництві дрібноштучних бетонних та гіпсових виробів: тротуарна плитка, збиття виробу і т.д.

Безпека

Вдихання хлороводню може призвести до кашлю, задухи, запалення носа, горла та верхніх. дихальних шляхів, а у важких випадках набряк легень, порушення роботи кровоносної системи, і навіть смерть. Контактируючи зі шкірою може викликати почервоніння, біль та серйозні опіки. Хлористий водень може спричинити серйозні опіки очей та їх незворотне ушкодження.

Використовувався як отруйний засіб під час воєн.

Примітки

1. Хлороводень на сайті ХіМіК.ру
2. Іноді хлористим воднем називають соляну кислоту
3. А. А. Дроздов, В. П. Зломанів, Ф. М. Спиридонів. Неорганічна хімія(У 3 т.). Т.2. - М: Видавничий центр «Академія», 2004.

Література

• Левінський М.І, Мазанко А. Ф., Новіков І. Н. «Хлористий водень та соляна кислота» М.: Хімія 1985

Посилання

• Хлороводень: хімічні та Фізичні властивості

П·о·р Хлорвмісні неорганічні кислоти

хлороводень, хлороводень вікіпедія, хлороводень молекула, хлороводень формула, хлороводень хімія 9 клас, хлороводнева киселіна, хлороводнева кислота

Хлороводень Інформація Про

Цистерна із соляною кислотою

Одна з сильних одноосновних кислот і утворюється при розчиненні газу хлороводню(HCl) у воді, - прозора безбарвна рідинаіз характерним запахом хлору. Розведена соляна кислота(Також як і фосфорна) часто застосовується для зняття оксидів при паянні металів.

Іноді газоподібну сполуку HCl помилково називають соляною кислотою. HCl – це газ, який при розчиненні у воді утворює соляну кислоту.

Хлороводень- безбарвний газ із різким задушливим запахом хлору. Він переходить у рідкий станпри -84 0 C, а при -112 0 C - перетворюється на твердий стан.

Хлороводеньдуже добре розчиняється у воді. Так при 0 0 C 1л води розчиняється 500л хлороводню.
У сухому стані газ хлороводень досить інертний, але вже може взаємодіяти з деякими органічними речовинаминаприклад з ацетиленом (газ, який виділяється при опусканні карбіду у воду).

Хімічні властивостісоляної кислоти

Хімічна реакція з металами:
2HCl + Zn = ZnCl 2 + H 2 - утворюється сіль (у даному випадкупрозорий розчин хлорид цинку) та водень
- хімічна реакція з оксидами металів:
2HCl + CuO = CuCl 2 + H 2 O - утворюється сіль (у даному випадку розчин солі зеленого хлориду міді) та вода
- хімічна реакція з основами та лугами (або реакція нейтралізації)
HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - реакція нейтралізації, утворюється сіль (в даному випадку прозорий розчин хлорид натрію) і вода.
- хімічна реакція із солями (наприклад, з крейдою СaCO 3):
HCl + СaCO 3 = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O - утворюється вуглекислий газ, вода та прозорий розчин хлориду кальцію CaCl 2 .

Одержання соляної кислоти

Соляну кислотуодержують за допомогою хімічної реакції сполуки:

H 2 + Cl 2 = HCl - реакція відбувається за підвищеної температури

А також при взаємодії кухонної солі та концентрованої сірчаної кислоти:

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

У цій реакції, якщо речовина NaCl - твердому вигляді, то HCl - це газ хлороводень, який при розчиненні у воді утворює соляну кислоту

Існують складні хімічні речовини, за хімічної будовиподібні до соляної кислоти, але при цьому містять у молекулі від одного до чотирьох атомів кисню. Ці речовини можна назвати кисневмісними кислотами. З підвищенням числа атомів кисню збільшується стійкість кислоти та її окислювальна здатність.

До кисневмісних кислотнаступні:

• хлорноватиста (HClO),
• хлориста (HClO 2),
• хлорнувата (HClO 3),
• хлорна (HClO 4).

Кожне з цих хімічних складних речовинмає всі властивостями кислоті здатна утворювати солі. Хлорновата кислота(HClO) утворює гіпохлоритинаприклад, сполука NaClO - гіпохлорит натрію. Сама хлорноватиста кислота утворюється при розчиненні хлору в холодній водіпо хімічної реакції:

H 2 O + Cl 2 = HCl + HClO,

Як бачите, у цій реакції утворюється відразу дві кислоти. соляна HCl та хлорноватиста HClO. Але остання – нестійке хімічне з'єднанняі поступово перетворюється на соляну кислоту;

Хлориста HClO 2 утворює хлорити, сіль NaClO 2 - хлорит натрію;
хлорнувата(HClO 3) - хлорати, з'єднання KClO 3 , - хлорат калію (або бертолетова сіль)- до речі, ця речовина широко застосовується при виготовленні сірників.

І нарешті найсильніша з відомих одноосновних кислот. хлорна(HClO 4) - безбарвна, димна на повітрі, сильно гігроскопічна рідина, - утворює перхлоратинаприклад, KClO 4 - перхлорат калію.

Солі, утворені хлорнуватистою HClO та хлористий HClO 2 кислотами, у вільному стані не стійкі та є сильними окислювачами у водних розчинах. А ось солі, утворені хлорнуватий HClO 3 та хлорний HClO 4 кислотами на підставі лужних металів(наприклад, таrже бертолетова сіль KClO 3), - досить стійкі і не виявляють окисних властивостей.

Хлористий водень – що це таке? Хлороводень - це безбарвний газ, що має різкий запах. Він легко розчиняється у воді, утворюючи соляну кислоту. Хімічна формулахлористого водню – HCl. Він складається з атома водню та хлору, з'єднаних ковалентним полярним зв'язком. Хлороводень легко дисоціює у полярних розчинниках, що забезпечує хороші кислотні властивостіданого з'єднання. Довжина зв'язку складає 127,4 нм.

Фізичні властивості

Як було сказано вище, в нормальному станіхлороводень - це газ. Він трохи важчий за повітря, а також має гігроскопічність, тобто притягує пари води прямо з повітря, утворюючи при цьому густе хмари пари. З цієї причини кажуть, що хлористий водень димить на повітрі. Якщо охолоджувати цей газ, то на позначці -85 ° С він зріджується, а до -114 ° C стає твердою речовиною. При температурі 1500 °С розкладається на прості речовини (виходячи з формули хлористого водню, хлор і водень).

Розчин HCl у воді називають соляною кислотою. Вона є безбарвною їдкою рідиною. Іноді має жовтуватий відтінок через домішки хлору чи заліза. Через гігроскопічність максимальна концентраціяпри 20 ° С - 37-38% за масою. Від неї залежать і інші фізичні властивості: щільність, в'язкість, температури плавлення та кипіння.

Хімічні властивості

Сам хлороводень зазвичай у реакції не вступає. Тільки при високій температурі(більше 650 °С) він реагує з сульфідами, карбідами, нітридами та боридами, а також оксидами перехідних металів. У присутності кислот Льюїса може взаємодіяти з гідридами бору, кремнію та германію. А ось її водний розчиннабагато хімічніше активний. За своєю формулою хлористий водень - це кислота, тому він має деякі властивості кислот:

• Взаємодія з металами (які стоять у електрохімічному рядунапруги до водню):

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

• Взаємодія з амфотерними та основними оксидами:

BaO + 2HCl = BaCl 2 + H 2 O

• Взаємодія з лугами:

NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

Взаємодія з деякими солями:

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2

• При взаємодії з аміаком утворюється сіль хлориду амонію:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

Але соляна кислота не взаємодіє зі свинцем через пасивацію. Це зумовлено утворенням на поверхні металу шару хлориду свинцю, який нерозчинний у воді. Таким чином, цей шар захищає метал від подальшої взаємодіїіз соляною кислотою.

У органічні реакціївона може приєднатися за кратними зв'язками (реакція гідрогалогенування). Також вона може реагувати з білками чи амінами, утворюючи органічні солі – хлоргідрати. Штучні волокна, типу паперу, при взаємодії із соляною кислотою руйнуються В окислювально-відновних реакціях із сильними окислювачами хлороводень відновлюється до хлору.

Суміш концентрованої соляної та азотної кислоти(3 до 1 за обсягом) називають "царською горілкою". Вона є дуже сильним окислювачем. Через утворення в цій суміші вільного хлору та нітрозилу царська горілка може розчиняти навіть золото та платину.

Отримання

Раніше у промисловості соляну кислоту отримували шляхом взаємодії хлориду натрію з кислотами, зазвичай із сірчаною:

2NaCl + H 2 SO 4 = 2HCl + Na 2 SO 4

Але цей спосіб недостатньо ефективний, а чистота одержуваного продукту невисока. Зараз використовується інший спосіб одержання (з простих речовин) хлористого водню за формулою:

H 2 + Cl 2 = 2HCl

Для реалізації такого способу існують спеціальні установки, де обидва гази подаються безперервним потокомна полум'я, у якому відбувається взаємодія. Водень подається в невеликому надлишку для того, щоб прореагував весь хлор і не забруднював продукт. Далі хлороводень розчиняють у воді і отримують соляну кислоту.

У лабораторії можливі різноманітні способи отримання, наприклад гідроліз галогенідів фосфору:

PCl 5 + H 2 O = POCl 3 + 2HCl

Отримати соляну кислоту можна і шляхом гідролізу кристалогідратів деяких хлоридів металів при підвищеній температурі:

AlCl 3 ·6H 2 O = Al(OH) 3 + 3HCl + 3H 2 O

Також хлороводень є побічним продуктом реакцій хлорування багатьох органічних сполук.

Застосування

Сам хлороводень на практиці застосування не знаходить, тому що дуже швидко вбирає воду з повітря. Майже весь вироблений хлористий водень йде виробництво соляної кислоти.

Застосовується в металургії для очищення поверхні металів, а також для одержання чистих металів із їх руд. Це відбувається шляхом переведення їх у хлориди, які легко відновлюються. Так, наприклад, одержують титан та цирконій. Широке застосування кислота отримала органічному синтезі (реакції гидрогалогенирования). Також із соляної кислоти іноді отримують чистий хлор.

Знаходить застосування і в медицині як ліки у суміші з пепсином. Його приймають за недостатньої кислотності шлунка. Соляна кислота використовується в харчової промисловостіяк добавка Е507 (регулятор кислотності).

Техніка безпеки

При високих концентраціях соляна кислота – це їдка речовина. Потрапляючи на шкіру, вона спричиняє хімічні опіки. Вдихання газоподібного хлороводню викликає кашель, ядуху, а у важких випадках навіть набряк легень, який може призвести до смерті.

За ДСТУ має другий клас небезпеки. Хлористий водень за стандартом NFPA 704 має третю категорію небезпеки із чотирьох. Короткочасна дія може призвести до серйозних тимчасових або помірних залишкових наслідків.

Перша допомога

При попаданні соляної кислоти на шкіру рана має бути рясно промита водою та слабким розчином лугу чи її солі (наприклад, содою).

При попаданні парів хлороводню всередину дихальних шляхів потерпілого необхідно винести на свіже повітрята зробити інгаляцію киснем. Після цього слід прополоскати горло, промити очі та ніс 2% розчином гідрокарбонату натрію. Якщо соляна кислота потрапила у вічі, то після цього варто закапати їх розчином новокаїну та дикаїну з адреналіном.

Хлориди надзвичайно поширені в природі і мають широке застосування (галіт, сильвін). Більшість їх добре розчиняється у воді і повністю дисоціює на іони. Слаборозчинними є хлорид свинцю (PbCl 2 ), хлорид срібла (AgCl), (Hg 2 Cl 2 , каломель) та хлорид міді(I) (CuCl).

$\backslash mathsf(4HCl\; +\; O\_2\; \backslash rightarrow\; 2H\_2O\; +\; 2Cl\_2\backslash uparrow)$ $\backslash mathsf(SO\_3\; +\; HCl\; \backslash rightarrow\; HSO\_3Cl)$

Для хлороводню також характерні реакції приєднання до кратних зв'язків (електрофільне приєднання):

$\backslash mathsf(R\backslash text(-)CH\backslash text(=)CH\_2\; +\; HCl\; \backslash rightarrow\; R\backslash text(-)CHCl\backslash text(-)CH\_3)$ $\backslash mathsf(R\backslash text(-)C\; \backslash equiv\; CH\; +\; 2HCl\; \backslash rightarrow\; R\backslash text(-)CCl\_2\backslash text(-)CH\_3)$

Отримання

У лабораторних умовах хлороводень одержують, впливаючи концентрованою сірчаною кислотою на хлорид натрію (кухонну сіль) при слабкому нагріванні:

$\backslash mathsf(NaCl\; +\; H\_2SO\_4\; \backslash rightarrow\; NaHSO\_4\; +\; HCl\backslash uparrow)$ $\backslash mathsf(PCl\_5\; +\; H\_2O\; \backslash rightarrow\; POCl\_3\; +\; 2HCl)$ $\backslash mathsf(RCOCl\; +\; H\_2O\; \backslash rightarrow\; RCOOH\; +\; HCl)$

У промисловості хлороводень раніше отримували в основному сульфатним методом (методом Леблану), заснованому на взаємодії хлориду натрію з концентрованою сірчаною кислотою. В даний час для отримання хлороводню зазвичай використовують прямий синтез з простих речовин:

$\backslash mathsf(H\_2\; +\; Cl\_2\; \backslash rightarrow\; 2HCl)$

У виробничих умовах синтез здійснюється у спеціальних установках, у яких водень безперервно згоряє рівним полум'ям у струмі хлору, змішуючись із ним у факелі пальника. Тим самим досягається спокійне (без вибуху) перебіг реакції. Водень подається в надлишку (5 - 10%), що дозволяє повністю використовувати цінніший хлор і отримати незабруднену хлором соляну кислоту.

Соляну кислоту одержують розчиненням газоподібного хлороводню у воді.

Застосування

Водний розчин широко використовується для отримання хлоридів, травлення металів, очищення поверхні судин, свердловин від карбонатів, обробки руд, при виробництві каучуків, глутамінату натрію, соди, хлору та інших продуктів. Також застосовується в органічному синтезі. Широке поширення розчин соляної кислоти набув у виробництві дрібноштучних бетонних та гіпсових виробів: тротуарна плитка, збиття виробу і т.д.

Безпека

Вдихання хлороводню може призвести до кашлю, задухи, запалення носа, горла та верхніх дихальних шляхів, а у важких випадках, набряк легень, порушення роботи кровоносної системи, і навіть смерть. Контактируючи зі шкірою може викликати почервоніння, біль та серйозні опіки. Хлористий водень може спричинити серйозні опіки очей та їх незворотне ушкодження.

Напишіть відгук про статтю "Хлороводень"

Примітки

Література

• Левінський М.І, Мазанко А. Ф., Новіков І. Н. «Хлористий водень та соляна кислота» М.: Хімія 1985

Посилання

Уривок, що характеризує Хлороводень