Что представляет собой раствор соляной кислоты? Это – соединение воды (H2O) и хлороводорода (HCl), который является бесцветным термическим газом с характерным запахом. Хлориды отлично растворяются и распадаются на ионы. Соляная кислота является самым известным соединением, которое образует HCl, так что о нем и его особенностях можно рассказать в подробностях.
Описание
Раствор соляной кислоты относится к классу сильных. Он бесцветный, прозрачный и едкий. Хотя техническая соляная кислота имеет желтоватый цвет, обусловленный наличием примесей хлора, железа и прочих элементов. На воздухе «дымится».
Стоит отметить, что данное вещество присутствует и в организме каждого человека. В желудке, если быть точнее, в концентрации 0.5%. Интересно, что этого количества достаточно для полного разрушения бритвенного лезвия. Вещество разъест его всего за неделю.
В отличие от той же серной, кстати, масса соляной кислоты в растворе не превышает 38 %. Можно сказать, что данный показатель – «критическая» точка. Если начать увеличивать концентрацию, то вещество просто будет испаряться, вследствие чего хлороводород просто улетучится вместе с водой. Плюс ко всему, данная концентрация сохраняется лишь при 20 °C. Чем выше температура – тем быстрее протекает испарение.
Свойства кислот и оснований
Кислоты, содержащие водород, в водном растворе выделяют катионы водорода. Основания, содержащие гидроксид-ион, в водном растворе выделяют анион OH-.
Основания, как правило, мыльные на ощупь, кислоты, в большинстве своём, имеют кислый вкус.
При реакции основания со многими катионами формируется осадок. При реакции кислоты с анионами, как правило, выделяется газ.
Часто используемые кислоты: H2O, H3O+, CH3CO2H, H2SO4, HSO4−, HCl, CH3OH, NH3
Часто используемые основания: OH−, H2O, CH3CO2−, HSO4−, SO42−, Cl−
Взаимодействие с металлами
Раствор соляной кислоты может вступать во многие реакции. В первую очередь с металлами, которые стоят до водорода в ряду электрохимических потенциалов. Это – последовательность, в которой элементы идут по мере увеличения такой свойственной им меры, как электрохимический потенциал (φ0). Данный показатель крайне важен в полуреакциях восстановления катиона. К тому же именно этот ряд демонстрирует активность металлов, проявляемую ими в окислительно-восстановительных реакциях.
Так вот, взаимодействие с ними происходит с выделением водорода в виде газа и с образованием соли. Вот пример реакции с натрием, мягким щелочным металлом: 2Na + 2HCl → 2NaCl +Н2↑.
С другими веществами взаимодействие протекает по похожим формулам. Так выглядит реакция с алюминием, легким металлом: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3Н2↑.
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 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. 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.
Реакции с оксидами
С данными веществами раствор кислоты соляной тоже прекрасно взаимодействует. Оксиды – это бинарные соединения элемента с кислородом, имеющие степень окисления, составляющую -2. Всем известными примерами являются песок, вода, ржавчина, красители, углекислый газ.
Соляная кислота взаимодействует не со всеми соединениями, а лишь с оксидами металлов. Вследствие реакции также образуется растворимая соль и вода. В качестве примера можно привести процесс, происходящий между кислотой и оксидом магния, щелочноземельного металла: MgO + 2HCl → MgCl2 + Н2О.
Как получают
Процесс производства соляной жидкости состоит из этапов получение хлорводорода и абсорбация (поглощение) его водой.
Существует три промышленных способа получения хлористого водорода:
- синтетический
- сульфатный
- из побочных газов (абгазов) ряда технологических процессов. Последний способ является самым распространенным. Побочный HCl обычно образуется при дегихлорировании и хлорировании органических соединений, изготовлении калийных удобрений, пиролизе хлоридов металлов или органических отходов, содержащих хлор.
Реакции с гидроксидами
Так называются неорганические соединения, в составах которых присутствует гидроксильная группа –ОН, в которой атомы водорода и кислорода соединены ковалентной связью. И, поскольку раствор соляной кислоты взаимодействует лишь с гидроксидами металлов, стоит упомянуть, что некоторые из них называются щелочами.
Так что получающаяся в итоге реакция называется нейтрализацией. Ее результатом является образование слабо диссоциирующего вещества (то есть воды) и соли.
В качестве примера можно привести реакцию небольшого объема раствора соляной кислоты и гидроксида бария, мягкого щелочноземельного ковкого металла: Ва(ОН)2 + 2HCl = BaCl2 + 2Н2О.
Основная классификация
Чаще всего кислые вещества разделяют на кислородосодержащие и бескислородные. Состав последних соединений отличается тем, что в них нет кислорода, но есть водород. В связи с этим их названия всегда дополнены словом «водородная». Например, хлороводородная, сероводородная.
Кроме того, кислоты имеют классификацию по количеству атомов водорода.
Так, они подразделяются на следующие типы:
- одноосновные;
- двухосновные;
- трехосновные.
Но также существуют органические кислоты, то есть органические вещества, которые проявляют свойства, присущие кислотным соединениям. Из них наиболее известны уксусная, щавелевая, муравьиная, лимонная, молочная и яблочная.
Все кислые вещества и основания подразделяются на сильные и слабые. Но необходимо понять, что эти понятия никак не связаны с концентрацией соединений. Сила кислоты определяется её способностью вступать в химическую реакцию, отдавая водородные ионы.
Так, вещество считается сильным, если этот процесс проходит легко.
Взаимодействие с другими веществами
Кроме перечисленного, соляная кислота может вступать в реакции и с соединениями иных типов. В частности, с:
- Солями металлов, которые образованы другими, более слабыми кислотами. Вот пример одной из таких реакций: Na2Co3 + 2HCl → 2NaCl +Н2О + СО2↑. Здесь показано взаимодействие с солью, образованной угольной кислотой (Н2СО3).
- Сильными окислителями. С диоксидом марганца, например. Или с перманганатом калия. Сопровождаются такие реакции выделением хлора. Вот один из примеров: 2KMnO4 +16HCl → 5Cl2↑ + 2MnCl2 + 2KCl + 8Н2О.
- Аммиаком. Это – нитрид водорода с формулой NH3, представляющий собой бесцветный, но резко пахнущий газ. Следствие его реакции с раствором соляной кислоты – масса густого белого дыма, состоящего из мелких кристаллов хлорида аммония. Который, кстати, всем известен, как нашатырь (NH4Cl).Формула взаимодействия следующая: NH3 + HCl → NH4CL.
- Нитратом серебра – неорганическим соединением (AgNO3), являющимся солью азотной кислоты и металла серебра. Вследствие контакта с ним раствора соляной кислоты возникает качественная реакция – образование творожистого осадка хлорида серебра. Который не растворяется в азотной. Выглядит это так: HCL +AgNO3 → AgCl↓ + HNO3.
Свойства химического спектра
Кислота взаимодействует со многими металлами, солями. Она считается довольно сильной и стоит в одном ряду с серной. Основная реакция проявляется на все группы металлов, находящихся левее от водорода (магний, железо, цинк – электротехнические потенциалы).
Хлороводородный раствор в разбавленном виде вступает в реакцию с солями, но только с теми, которые образованы менее сильными кислотами. Известные всем натрия и кальция карбонат после взаимодействия с ним распадаются на воду и угарный газ.
Азотная кислота
– качественная реакция на солевой раствор. Для ее получения необходимо добавить в этот реактив нитрат серебра, как результат – выпадет осадок белого цвета, с которого получается азотное вещество
С помощью данной смеси воды и водорода проводят множество интересных экспериментов. Например, разбавляют его аммиаком. В итоге, получится белый дым, густой, имеющий консистенцию маленьких кристаллов. Метиламин, анилин, диоксид марганца, калий карбонат – реактивы, также поддающиеся под влияние кислоты.
Получение вещества
Теперь можно поговорить о том, что делают для образования соляной кислоты.
Сначала, посредством сжигания в хлоре водорода, получают главный компонент – газообразный хлороводород. Который потом растворяют в воде. Результатом этой простой реакции становится образование синтетической кислоты.
Еще данное вещество можно получить из абгазов. Это – химические отходящие (побочные) газы. Они образуются при самых разных процессах. К примеру, при хлорировании углеводородов. Находящийся в их составе хлороводород называют абгазным. И кислоту, полученную таким образом, соответственно.
Следует отметить, что в последние годы доля абгазного вещества в общем объеме его производства увеличивается. А кислота, образованная вследствие сжигания в хлоре водорода, вытесняется. Однако справедливости ради нужно отметить, что в ней содержится меньше примесей.
Как добывают соляную кислоту в лабораторных условиях
Производство вещества масштабно, продажа свободна. В условиях лабораторных опытов добывают раствор воздействием серной кислоты высокой концентрации на обычную кухонную соль (натрия хлорид).
Существует 2 метода растворения хлороводорода в воде:
- Водород сжигается в хлоре (синтетический).
- Попутный (абгазный). Суть его в проведении органического хлорирования, дегидрохлорирования.
Вещество хорошо поддается синтезу при пиролизе отходов от хлороорганики. Это случается в результате распада углеводородов при полном дефиците кислорода. Можно использовать так же хлориды металлов, которые являются сырьем неорганических веществ. Если нет серной кислоты концентрированной (электролита), берите разведенную.
Что касается добывания реагента в природных условиях, то чаще всего эту химическую смесь можно встретить в водах вулканических отходов. Хлороводород – это составляющая минералов сильвина (калия хлорид, по виду напоминает кости для игр), бишофита. Все это – методы добыть вещество в промышленности.
В организме человека, данный фермент содержится в желудке. Раствор может быть как кислотой, так и основанием. Одним из распространенных способов добывания, называют сульфатный.
Применение в быту
Во многих чистящих средствах, которыми люди, занимающиеся хозяйством, пользуются регулярно, присутствует определенная доля раствора соляной кислоты. 2-3 процента, а иногда и меньше, но он там есть. Именно поэтому, приводя сантехнику в порядок (вымывая кафель, например), нужно надевать перчатки. Высококислотные средства могут навредить коже.
Еще раствор используют в качестве пятновыводителя. Он помогает избавиться от чернил или ржавчины на одежде. Но чтобы эффект был заметен, надо использовать более концентрированное вещество. Подойдет раствор соляной кислоты в 10%. Он, к слову, превосходно выводит накипь.
Важно правильно хранить вещество. Содержать кислоту в стеклянных емкостях и в местах, куда не доберутся животные и дети. Даже слабый раствор, попавший на кожу или слизистую оболочку, может стать причиной химического ожога. Если это случилось, необходимо срочно промыть участки водой.
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.
В области строительства
Использование соляной кислоты и ее растворов – это популярный способ улучшения множества строительных процессов. Например, ее нередко добавляют в бетонную смесь, чтобы увеличить морозостойкость. К тому же так она быстрее застывает, а стойкость кладки к влаге повышается.
Еще соляную кислоту используют, как очиститель от известняка. Ее 10-процентный раствор – лучший способ борьбы с грязью и следами на красном кирпиче. Для очистки других не рекомендуется его использовать. Структура других кирпичей более чувствительна к воздействию данного вещества.
В медицине
В данной сфере рассматриваемой вещество тоже активно применяется. Разбавленная соляная кислота оказывает следующие действия:
- Переваривает в желудке белки.
- Останавливает развитие злокачественных образований.
- Помогает в лечении онкологических заболеваний.
- Нормализует кислотно-щелочной баланс.
- Служит эффектным средством при профилактике гепатита, сахарного диабета, псориаза, экземы, ревматоидного артрита, желчнокаменной болезни, розовых угрей, астмы, крапивницы и многих других недугов.
В общем, полезный препарат. Если у человека понижена кислотность желудочного сока, то ему не помешает пропить курс медикаментов, в составе которых есть соляная кислота. Неплохим вариантом является «Орто Таурин Эрго». Он увеличивает уровень соляной кислоты в желудочной среде, помогает бороться с бактериями и паразитами.
В голову пришла идея разбавить кислоту и употреблять ее внутрь в таком виде, а не в составе медикаментов? Такое практикуется, но категорически запрещено делать это без врачебной консультации и получения инструкции. Неправильно рассчитав пропорции, можно проглотить избыток раствора соляной кислоты, и просто сжечь себе желудок.
Кстати, еще можно принимать медикаменты, стимулирующие выработку данного вещества. И не только химические. Тот же аир, перечная мята и полынь способствуют этому. Отвары на их основе можно сделать самому, и пропить для профилактики.
Ожоги и отравление
Каким бы эффективным ни было это средство, оно опасно. Соляная кислота, в зависимости от концентрации, может спровоцировать химические ожоги четырех степеней:
- Возникает лишь покраснение и боль.
- Появляются пузыри с прозрачной жидкостью и отек.
- Формируется некроз верхних слоев кожи. Пузыри заполняются кровью или мутным содержимым.
- Поражение достигает сухожилий и мышц.
Если вещество каким-то образом попало в глаза, надо промыть их водой, а потом содовым раствором. Но в любом случае первым делом надо вызвать скорую.
Попадание кислоты внутрь чревато острыми болями в груди и животе, отеком гортани, рвотными кровавыми массами. Как следствие – тяжелые патологии печени и почек.
А к первым признакам отравления парами относят сухой частый кашель, удушье, повреждение зубов, жжение в слизистых оболочках и боли в животе. Первая неотложная помощь – это умывание и полоскание полости рта водой, а также доступ к свежему воздуху. Настоящую помощь может оказать лишь токсиколог.
Первая помощь и методы лечения
При обнаружении признаков отравления требуется вызвать бригаду скорой помощи. В домашних условиях допускается проводить мероприятия, направленные на улучшение состояния пострадавшего. Первая помощь при отравлении соляной кислотой должна проводиться быстро, чтобы уменьшить риск возникновения негативных последствий.
Мероприятия:
- При попадании соляного соединения на кожные покровы места повреждения промывают большим количеством прохладной воды. Длительность обработки составляет не менее получаса.
- При интоксикации парами пострадавшему обеспечивают доступ свежего воздуха, открывают окна, расстегивают тесную одежду.
- Рекомендуется следить за состоянием пациента, при отсутствии признаков жизни проводятся реанимационные действия.
- Пострадавшему от паров разрешается дать выпить теплый чай, воду. Рекомендуется провести полоскание полости носа и рта прохладной водой.
- При передозировке, возникнувшей в результате употребления кислоты внутрь, на живот кладут пузырь со льдом, чтобы исключить либо уменьшить возможное кровотечение.
- Не допускается употребление каких-либо лекарственных средств. Разрешается дать пациенту стакан воды (можно минеральной щелочной). Употреблять жидкость требуется маленькими глотками.
- Не разрешено промывать желудок, пытаться вызвать рвотные позывы в домашних условиях. Подобная первая помощь способна привести к развитию ожогов горла, кровотечению.
Лечение проводится в медицинском учреждении под контролем специалистов.
Терапия:
- Очищение желудка при помощи зонда,
- Использование капельниц с лекарственными растворами,
- Назначение препаратов, снимающих болезненные ощущения,
- Применение медикаментов, направленных на восстановление работы органов и систем,
- При необходимости ингаляции кислородом и искусственная вентиляция легких,
- Проведение реанимационной терапии при отсутствии признаков жизни,
- Подбор витаминов и специального питания.
Лечение проводится в реанимации, а затем в стационаре. Длительность зависит от состояния пациента и степени отравления.
