Форум Статьи Контакты
Строительство — возведение зданий и сооружений, а также их капитальный и текущий ремонт, реконструкция, реставрация и реновация.

Хлороводород

Дата: 10-04-2021, 03:00 » Раздел: Статьи  » 

Хлороводород, (гидрохлорид, хлористый водород, HCl) — бесцветный, термически устойчивый ядовитый газ (при нормальных условиях) с резким запахом, дымящий во влажном воздухе, легко растворяется в воде (до 500 объёмов газа на один объём воды) с образованием хлороводородной (соляной) кислоты. При −85,1 °C конденсируется в бесцветную, подвижную жидкость. При −114,22 °C HCl {displaystyle {ce {HCl}}} переходит в твёрдое состояние. В твёрдом состоянии хлороводород существует в виде двух кристаллических модификаций: ромбической, устойчивой ниже −174,75 °C, и кубической.

Свойства

Водный раствор хлористого водорода называется соляной кислотой. При растворении в воде протекают следующие процессы:

HCl + H 2 O ⟶ H 3 O + + Cl − {displaystyle {ce {HCl + H2O -> H3O^+ + Cl^-}}} .

Процесс растворения сильно экзотермичен. С водой HCl {displaystyle {ce {HCl}}} образует азеотропную смесь, содержащую 20,24 % HCl {displaystyle {ce {HCl}}} .

Соляная кислота является сильной одноосновной кислотой, она энергично взаимодействует со всеми металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода, с основными и амфотерными оксидами, основаниями и солями, образуя соли — хлориды:

Mg + 2 HCl ⟶ MgCl 2 + H 2 ↑ {displaystyle {ce {Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 ^}}} , FeO + 2 HCl ⟶ FeCl 2 + H 2 O {displaystyle {ce {FeO + 2HCl -> FeCl2 + H2O}}} .

Хлориды чрезвычайно распространены в природе и имеют широчайшее применение (галит, сильвин). Большинство из них хорошо растворяется в воде и полностью диссоциируют на ионы. Слаборастворимыми являются хлорид свинца(II) ( PbCl 2 {displaystyle {ce {PbCl2}}} ), хлорид серебра ( AgCl {displaystyle {ce {AgCl}}} ), хлорид ртути(I) ( Hg 2 Cl 2 {displaystyle {ce {Hg2Cl2}}} , каломель) и хлорид меди(I) ( CuCl {displaystyle {ce {CuCl}}} ).

При действии сильных окислителей или при электролизе хлороводород проявляет восстановительные свойства:

MnO 2 + 4 HCl ⟶ MnCl 2 + Cl 2 ↑ + 2 H 2 O {displaystyle {ce {MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}}} .

При нагревании хлороводород окисляется кислородом (катализатор — хлорид меди(II) CuCl 2 {displaystyle {ce {CuCl2}}} ):

4 HCl + O 2 ⟶ 2 H 2 O + 2 Cl 2 ↑ {displaystyle {ce {4HCl + O2 -> 2H2O + 2Cl2 ^}}} .

Концентрированная соляная кислота реагирует с медью, при этом образуется комплекс одновалентной меди:

2 Cu + 4 HCl ⟶ 2 H [ CuCl 2 ] + H 2 ↑ {displaystyle {ce {2Cu + 4HCl -> 2H[CuCl2] + H2 ^}}} .

Смесь 3 объёмных частей концентрированной соляной и 1 объемной доли концентрированной азотной кислот называется «царской водкой». Царская водка способна растворять даже золото и платину. Высокая окислительная активность царской водки обусловлена присутствием в ней хлористого нитрозила и хлора, находящихся в равновесии с исходными веществами:

4 H + + 3 Cl − + NO 3 − ⟶ NOCl + Cl 2 + 2 H 2 O {displaystyle {ce {4H^+ + 3Cl^- + NO3^- -> NOCl + Cl2 + 2H2O}}} .

Благодаря высокой концентрации хлорид-ионов в растворе металл связывается в хлоридный комплекс, что способствует его растворению:

3 Pt + 4 HNO 3 + 18 HCl ⟶ 3 H 2 [ PtCl 6 ] + 4 NO ↑ + 8 H 2 O {displaystyle {ce {3Pt + 4HNO3 + 18HCl -> 3H2[PtCl6] + 4NO ^ + 8H2O}}} .

Присоединяется к серному ангидриду, образуя хлорсульфоновую кислоту HSO 3 Cl {displaystyle {ce {HSO3Cl}}} :

SO 3 + HCl ⟶ HSO 3 Cl {displaystyle {ce {SO3 + HCl -> HSO3Cl}}} .

Для хлороводорода также характерны реакции присоединения к кратным связям (электрофильное присоединение):

R − CH = CH 2 + HCl ⟶ R − CHCl − CH 3 {displaystyle {ce {R-CH=CH2 + HCl -> R-CHCl-CH3}}} , R − C ≡ CH + 2 HCl ⟶ R − CCl 2 − CH 3 {displaystyle {ce {R-C#CH + 2HCl -> R-CCl2-CH_3}}} .

Получение

В лабораторных условиях хлороводород получают, воздействуя концентрированной серной кислотой на хлорид натрия (поваренную соль) при слабом нагревании:

NaCl + H 2 SO 4 ⟶ NaHSO 4 + HCl ↑ {displaystyle {ce {NaCl + H2SO4 -> NaHSO4 + HCl ^}}} .

HCl {displaystyle {ce {HCl}}} также можно получить гидролизом ковалентных галогенидов, таких, как хлорид фосфора(V), тионилхлорид ( SOCl 2 {displaystyle {ce {SOCl2}}} ), и гидролизом хлорангидридов карбоновых кислот:

PCl 5 + H 2 O ⟶ POCl 3 + 2 HCl {displaystyle {ce {PCl5 + H2O -> POCl3 + 2HCl}}} , RCOCl + H 2 O ⟶ RCOOH + HCl {displaystyle {ce {RCOCl + H2O -> RCOOH + HCl}}} .

В промышленности хлороводород ранее получали в основном сульфатным методом (методом Леблана), основанном на взаимодействии хлорида натрия с концентрированной серной кислотой. В настоящее время для получения хлороводорода обычно используют прямой синтез из простых веществ:

H 2 {displaystyle {ce {H2}}} + Cl 2 ⇄ 2 HCl {displaystyle {ce {+Cl2 ightleftarrows 2HCl}}} + 184,7 кДж.

В производственных условиях синтез осуществляется в специальных установках, в которых водород непрерывно сгорает ровным пламенем в токе хлора, смешиваясь с ним непосредственно в факеле горелки. Тем самым достигается спокойное (без взрыва) протекание реакции. Водород подается в избытке (5—10 %), что позволяет полностью использовать более ценный хлор и получить незагрязненную хлором соляную кислоту.

Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в воде.

Применение

Водный раствор широко используется для получения хлоридов, для травления металлов, очистки поверхности сосудов, скважин от карбонатов, обработки руд, при производстве каучуков, глутамината натрия, соды, хлора и других продуктов. Также применяется в органическом синтезе. Широкое распространение раствор соляной кислоты получил в производстве мелкоштучных бетонных и гипсовых изделий: тротуарная плитка, железобетонные изделия и т. д.

Физиологическое действие

Хлороводород (Гидрохлорид, хлористый водород, HCl) особо токсичен, числится в списке сильнодействующих ядовитых веществ, относится к третьему классу опасности и в высоких концентрациях обладает удушающим действием.

Вдыхание хлороводорода в больших количествах может привести к кашлю, воспалению носа, горла и верхних дыхательных путей, а в тяжёлых случаях — к отёку легких, нарушению работы кровеносной системы и даже смертельному исходу. Контактируя с кожей, может вызывать покраснение, боль и серьёзные ожоги. Хлористый водород может вызвать серьёзные ожоги глаз и их необратимое повреждение.

Смертельная концентрация (ЛК50):
3 г/м³ (человек, 5 минут)
1,3 г/м³ (человек, 30 минут)
3,1 г/м³ (крыса, 1 час)
1,1 г/м³ (мышь, 1 час)

Смертельная доза (ЛД50) — 238 мг/кг

Использовался как отравляющее средство во время войн..

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 ПДК хлористого водорода в воздухе рабочей зоны составляет 5 мг/м³.


(голосов:0)

Пожожие новости
Комментарии

Ваше Имя:   Ваш E-Mail: