Соляная кислота процентное содержание. Применение соляной кислоты
1,2679;
Г крнт 51,4°С, p крит 8,258 МПа, d крит
0,42 г/см 3 ;
-92,31 кДж/ , D
H пл 1,9924 кДж/ (-114,22°С),
D
H исп 16,1421 кДж/ (-8,05°С);186,79
Дж/(моль·К); (Па): 133,32·10 -6 (-200,7°С), 2,775·10 3
(-130,15°С), 10,0·10 4 (-85,1 °С), 74,0·10 4
(-40°С), 24,95 · 10 5 (О °С), 76,9 · 10 5 (50 °С);
ур-ние температурной зависимости lgp(кПа) = -905,53/Т+
1,75lgT- -500,77·10 -5 T+3,78229 (160-260 К); коэф.
0,00787; g
23 мН/см (-155°С); r
0,29·10 7 Ом·м (-85°С),
0,59·10 7 (-114,22°С). См. также табл. 1.
Р-римость НС1 в
при 25 °С и 0,1 МПа (мол. %): в пентане-0,47, гексане-1,12, гептане-1,47,
октане-1,63. Р-римость НС1 в алкил- и арилгалогенидах невелика, напр. 0,07 /
для С 4 Н 9 С1. Р-римость в интервале от -20 до 60° С
уменьшается в ряду дихлорэтан-три-хлорэтан-тетрахлорэтан-трихлорэтилен. Р-римость
при 10°С в ряде составляет примерно 1 / , в эфирах
карбоновых к-т 0,6 / , в карбо-новых к-тах 0,2 / . В
образуются устойчивые R 2 O · НСl. Р-римость НС1 в
подчиняется и составляет для КСl 2,51·10 -4
(800°С), 1,75·10 -4 / (900°С), для NaCl 1,90·10 -4
/ (900 °С).
Соляная к-та.
НСl в воде-сильно экзо-термич. процесс, для бесконечно разб. водного р-ра D
H 0
НСl -69,9 кДж/ , Сl -
-
167,080 кДж/ ; НС1 в полностью ионизирован. Р-римость НС1 в зависит
от т-ры (табл. 2) и парциального НС1 в газовой смеси. Плотность соляной разл. и h
при 20 °С представлены в табл. 3 и 4. С повышением
т-ры h
соляной понижается, напр.: для 23,05%-ной соляной при 25 °С h
1364мПа·с, при 35 °С 1,170 мПа·с.соляной , содержащей h
на 1 НС1, составляет [кДж/(кг·К)]:
3,136 (п = 10), 3,580 (п = 20), 3,902 (п =50), 4,036 (n
= 100), 4,061 (п = 200).
НСl образует с (табл. 5). В системе HCl-вода существует три эвтектич. точки: - 74,7 °С
(23,0% по массе НСl); -73,0°С (26,5% НСl); -87,5°С (24,8% НС1, метастабильная
фаза). Известны НСl·nН 2 О, где n =
8, 6 (т. пл. -40 °С), 4, 3 (т. пл. -24,4°С), 2 (т. пл. -17,7°С)
и 1 (т. пл. -15,35°С). кристаллизуется из 10%-ной соляной при -20, из
15%-ной-при -30, из 20%-ной-при -60 и из 24%-ной-при -80°С. Р-римость галогенидов
с увеличением НСl в соляной падает, что используют для их
.
Химические свойства. Чистый
сухой НСl начинает диссоциировать выше 1500°С, химически пассивен. Мн. ,
С, S, P не взаимод. даже с жидким НСl. С ,
реагирует выше 650 °С, с Si, Ge и В-в присут. АlСl 3 ,
с переходных металлов-при 300 °С и выше. Окисляется О 2
и HNO 3 до Сl 2 , с SO 3 дает C1SO 3 H.
О р-циях с орг. соединениями см. .
С
оляная химически
весьма активна. Растворяет с выделением Н 2 все , имеющие отрицат.
,
со
мн. и образует , выделяет своб. к-ты из
таких , как , и др.
Получение.
В пром-сти
НСl получают след. способами-сульфатным, синтетич. и из абгазов (побочных )
ряда процессов. Первые два метода теряют свое значение. Так, в США в 1965 доля
абгазной соляной составляла 77,6% в общем объеме произ-ва, а в 1982-94%.
Произ-во соляной (реактивной,
полученной сульфатным способом, синтетич., абгазной) заключается в получении
НСl с послед. его . В зависимости от способа отвода теплоты
(достигает 72,8 кДж/) процессы разделяются на изотермич., адиабатич.
и комбинированные.
Сульфатный метод основан
на взаимод. NaCl с конц. H 2 SO 4 при 500-550 °С. Реакц.
содержат от 50-65% НСl (муфельные ) до 5% НСl (реактор с ).
Предложено заменить H 2 SO 4 смесью SO 2 и О 2
(т-ра процесса ок. 540 °С, кат.-Fе 2 О 3).
В основе прямого синтеза
НСl лежит цепная р-ция : Н 2
+ Сl 2 2НСl+184,7кДж
К р рассчитывается по ур-нию: lgK p
= 9554/T- 0,5331g T+ 2,42.
Р-ция инициируется светом,
влагой, твердыми пористыми ( , пористая Pt) и нек-рыми минер.
в-вами ( , ). Синтез, ведут с избытком Н 2 (5-10%) в камерах
сжигания, выполненных из стали, огнеупорного кирпича. Наиб.
совр. материал, предотвращающий загрязнение НСl,-графит, импрегнированный фе-ноло-формальд.
смолами. Для предотвращения взрывного характера смешивают непосредственно
в факеле пламени горелки. В верх. зоне камер сжигания устанавливают
для охлаждения реакц. до 150-160°С. Мощность совр. графитовых
достигает 65 т/сут (в пересчете на 35%-ную соляную ). В случае дефицита Н 2
применяют разл. модификации процесса; напр., пропускают смесь Сl 2
с водяным через слой пористого раскаленного :
2Сl 2 + 2Н 2 О
+ С :
4НСl + СО 2 + 288,9 кДж
Т-ра процесса (1000-1600
°С) зависит от типа и наличия в нем примесей, являющихся
(напр., Fe 2 O 3). Перспективно использование смеси СО с
:
СО + Н 2 О + Сl 2
:
2НСl + СО 2
Более 90% соляной в развитых
странах получают из абгаз-ного НСl, образующегося при и дегидрохло-рировании
орг. соединений, хлорорг. отходов, получении калийных
нехлорир. и др. Абгазы содержат разл. кол-ва НС1, инертные примеси
(N 2 , H 2 , СН 4), малорастворимые в орг.
в-ва ( , ), водорастворимые в-ва (уксусная к-та, ),
кислые примеси (Сl 2 , HF, О 2) и . Применение изотермич.
целесообразно при низком содержании НС1 в абгазах (но при содержании
инертных примесей менее 40%). Наиб. перспективны пленочные , позволяющие
извлекать из исходного абгаза от 65 до 85% НСl.
Наиб. широко применяют
схемы адиабатич. . Абгазы вводят в ниж. часть , а (или
разбавленную соляную )-противотоком в верхнюю. Соляная нагревается до т-ры
благодаря теплоте НСl. Изменение т-ры и НСl
дано на рис. 1. Т-ра определяется т-рой к-ты соответствующей
(макс. т-ра-т. кип. азеотропной смеси-ок. 110°С).
На рис. 2 дана типовая
схема адиабатич. НСl из абгазов, образующихся при (напр.,
получение ). НСl поглощается в 1, а остатки малорастворимых
в орг. в-в отделяют от после в аппарате 2, доочищают в
хвостовой колонне 4 и сепараторах 3, 5 и получают товарную соляную .
Рис. 1. Схема распределения т-р (кривая 1) и
Соляная кислота (хлористоводородная кислота) - водный раствор хлористого водорода HCl, представляет собой прозрачную бесцветную жидкость с острым запахом хлористого водорода. Техническая кислота имеет желтовато-зеленый цвет из-за примесей хлора и солей железа. Максимальная концентрация соляной кислоты около 36% HCl; такой раствор имеет плотность 1,18 г/см3. Концентрированная кислота на воздухе "дымит", так как выделяющийся газообразный HCl образует с водяным паром мельчайшие капельки соляной кислоты.
Соляная кислота не горюча, не взрывоопасна. Она является одной из самых сильных кислот , растворяет (с выделением водорода и образованием солей - хлоридов) все металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода. Хлориды образуются и при взаимодействии соляной кислоты с окислами и гидроокисями металлов. С сильными окислителями она ведет себя как восстановитель.
Соли соляной кислоты - хлориды, за исключением AgCl, Hg2Cl2, хорошо растворимы в воде. К ней устойчивы стекло, керамика, фарфор, графит, фторопласт.
Получают соляную кислоту растворением в воде хлористого водорода, который синтезируют или непосредственно из водорода и хлора или получают действием серной кислоты на хлорид натрия.
Выпускаемая техническая соляная кислота имеет крепость не менее 31% HCl (синтетическая) и 27,5% HCl (из NaCI). Торговую кислоту называют концентрированной, если она содержит 24% и больше HCl, если содержание HCl меньше, то кислота называется разбавленной.
Соляную кислоту применяют для получения хлоридов различных металлов, органических полупродуктов и синтетических красителей, уксусной кислоты, активированного угля, различных клеев, гидролизного спирта, в гальванопластике. Ее применяют для травления металлов, для очистки различных сосудов, обсадных труб буровых скважин от карбонатов, окислов и др. осадков и загрязнений. В металлургии кислотой обрабатывают руды, в кожевенной промышленности - кожу перед дублением и крашением. Соляную кислоту применяют в текстильной, пищевой промышленности, в медицине и т. д.
Соляная кислота играет важную роль в процессах пищеварения, она является составной частью желудочного сока. Разведенную соляную кислоту назначают внутрь главным образом при заболеваниях, связанных с недостаточной кислотностью желудочного сока.
Транспортируют соляную кислоту в стеклянных бутылях или гуммированных (покрытых слоем резины) металлических сосудах, а также в полиэтиленовой посуде.
Соляная кислота очень опасна для здоровья человека . При попадании на кожу вызывает сильные ожоги. Особенно опасно попадание в глаза.
При попадании соляной кислоты на кожные покрытия ее необходимо немедленно смыть обильной струей воды.
Очень опасны туман и пары хлороводорода, образующиеся при взаимодействии с воздухом концентрированной кислоты. Они раздражают слизистые оболочки и дыхательные пути. Длительная работа в атмосфере HCl вызывает катары дыхательных путей, разрушение зубов, помутнение роговицы глаз, изъязвление слизистой оболочки носа, желудочно-кишечные расстройства.
Острое отравление сопровождается охриплостью голоса, удушьем, насморком, кашлем.
В случае утечки или разлива соляная кислота может нанести существенный ущерб окружающей среде . Во-первых, это приводит к выделению паров вещества в атмосферный воздух в количествах превышающих санитарно-гигиенические нормативы, что может повлечь отравление всего живого, а также появлению кислотных осадков, которые могут привести к изменению химических свойств почвы и воды.
Во-вторых, она может просочиться в грунтовые воды, в результате чего может произойти загрязнение внутренних вод.
Там, где вода в реках и озерах стала довольно кислой (рН менее 5) исчезает рыба. При нарушении трофических цепей сокращается число видов водных животных, водорослей и бактерий.
В городах кислотные осадки ускоряют процессы разрушения сооружений из мрамора и бетона, памятников и скульптур. При попадании на металлы соляная кислота вызывает их коррозию, а, реагируя с такими веществами, как хлорная известь, диоксид марганца, или перманганат калия, образует токсичный газообразный хлор.
В случае разлива соляную кислоту смывают с поверхностей большим количеством воды или щелочного раствора, который нейтрализует кислоту.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
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.
Соляная кислота – это прозрачная бесцветная или желтоватая жидкость без взвешенных или эмульгированных частиц
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/см3. Такая кислота дымит на воздухе, так как из неё выделяется газообразный HCl; при соединении с влагой воздуха образуются мельчайшие капельки соляной кислоты. 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
Чистая кислота бесцветна, а техническая имеет желтоватый оттенок, вызванный следами соединений железа, хлора и других элементов (FeCl3). Часто применяют разбавленную кислоту, содержащую 10% и меньше хлористого водорода. Разбавленные растворы не выделяют газообразного HClи не дымят ни в сухом, ни во влажном воздухе.
Применение соляной кислоты
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 частьцарской 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.
Отравление соляной кислотой
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.
Применение в быту соляной кислоты
Концентрированная «солянка» смешивается с водой в любой пропорции для бытовых нужд. Сильный раствор этой неорганической кислоты без труда очищает фаянсовую сантехнику от известкового налета и ржавчины, а более слабым можно убрать с тканей пятна ржавчины, чернил, ягодного сока.
Если приглядитесь, на средстве для чистки унитазов «Туалетный утенок» написано, что в состав сходит соляная кислота, поэтому работать с ним нужно в резиновых перчатках и беречь глаза от попадания в них брызг.
Кроме того, без этой кислоты немыслима жизнь ни одного человека – она содержится в желудке и именно благодаря ей пища, попавшая в желудок, растворяется (переваривается).
К тому же, эта кислота служит первым барьером от болезнетворных бактерий, попавших в желудок – они погибают в кислой среде.
Ну а людям, страдающим от гастрита с повышенной кислотностью, эта кислота тоже хорошо знакома. Они даже уменьшают ее действие, чтобы она не разрушала стенки желудка, с помощью специальных препаратов, которые взаимодействуют с ней и уменьшают ее концентрацию.
Самые популярные – это препараты, содержащие оксиды магния и алюминия, например, «Маалокс». Впрочем, есть и экстремальщики, которые пьют пищевую соду, хотя уже доказано, что это приводит лишь к временному облегчению.
Хлористый водород представляет собой газ, примерно в 1,3 раза тяжелее воздуха. Он без цвета, но с резким удушливым и характерным запахом. При температуре минус 84С хлористый водород переходит из газообразного в жидкое состояние, а при минус 112С затвердевает. Хлороводород растворяется в воде. Один литр H2O способен поглотить до 500 мл газа. Раствор его называется хлороводородной или соляной кислотой. Концентрированная соляная кислота при 20С характеризуется максимально возможной основного вещества, равной 38 %. Раствор — это сильная одноосновная кислота (на воздухе «дымит», а при наличии влаги образует кислотный туман), она имеет также и другие названия: хлористоводородная, а по украинской номенклатуре — хлоридная кислота. Химическая формула может быть представлена в таком виде: HCl. Молярная масса составляет 36,5 г/моль. Плотность соляной кислоты концентрированной при 20С равняется 1,19 г/см³. Это вредное вещество, которое относится ко второму классу опасности.
В «сухом» виде хлороводород не может взаимодействовать даже с активными металлами, но при наличии влаги реакция протекает достаточно энергично. Эта сильная хлористоводородная кислота способна реагировать со всеми металлами, которые стоят левее водорода в ряду напряжений. Кроме того, оно взаимодействует с основными и амфотерными окислами, основаниями, а также с солями:
- Fe + 2HCl → FeCl2 + H2;
- 2HCl + CuO → CuCl2 + H2O;
- 3HCl + Fe(OH)3 → FeCl3 + 3H2O;
- 2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2;
- HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3.
Кроме общих свойств, характерных для каждой сильной кислоты, соляная кислота обладает восстановительными свойствами: в концентрированном виде реагирует с различными окислителями, выделяя свободный хлор. Соли этой кислоты называют хлоридами. Почти все они хорошо растворяются в воде и полностью диссоциируют на ионы. Слаборастворимыми являются: хлористый свинец PbCl2, хлористое серебро AgCl, хлорид одновалентной ртути Hg2Cl2 (каломель) и хлорид одновалентной меди CuCl. Хлористый водород способен вступать в реакцию присоединения к с двойной или тройной связью, при этом образуются хлорпроизводные органические соединения.
В условиях лаборатории хлороводород получается при воздействии на сухой серной кислотой концентрированной. Реакция в разных условиях может протекать с образованием солей натрия (кислой или средней):
- H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl
- H2SO4 + 2NaCl → Na2SO4 + 2HCl.
Первая реакция идет до конца при слабом нагревании, вторая — при более высоких температурах. Поэтому в лаборатории хлороводород лучше получать первым способом, для чего количество серной кислоты рекомендуется брать из расчета получения кислой соли NaHSO4. Затем, растворением хлористого водорода в воде получается соляная кислота. В промышленности ее получают, сжигая в атмосфере хлора водород или воздействуя на сухой хлорид натрия (только по второму серной кислотой концентрированной. Также хлороводород получается как побочный продукт при хлорировании насыщенных органических соединений. В промышленности хлористый водород, полученный одним из приведенных выше способов, растворяют в специальных башнях, в которых жидкость пропускают сверху вниз, а газ подают снизу вверх, то есть по принципу противотока.
Соляная кислота транспортируется в специальных гуммированных цистернах или контейнерах, а также в бочках полиэтиленовых емкостью 50 л или бутылях стеклянных вместимостью 20 л. При существует риск образования взрывоопасных водородовоздушных смесей. Поэтому должен быть полностью исключен контакт образовавшегося в результате реакции водорода с воздухом, а также (с помощью антикоррозионных покрытий) контакт кислоты с металлами. Перед выводом аппаратов и трубопроводов, где она хранилась или транспортировалась, в ремонт, необходимо проводить продувки азотом и контролировать состояние газовой фазы.
Хлороводород широко применяется в промышленных производствах и в лабораторной практике. Он используется для получения солей и в качестве реактива в аналитических исследованиях. Соляная кислота техническая выпускается по ГОСТ 857-95 (текст идентичен международному стандарту ИСО 905-78), реактив — по ГОСТ 3118-77. Концентрация технического продукта зависит от марки и сорта и может быть 31,5 %, 33 % или 35 %, а внешне продукт бывает желтоватого цвета из-за содержания примесей железа, хлора и других химических веществ. Реактивная кислота должна быть бесцветной и прозрачной жидкостью с массовой долей от 35 до 38 %.
