Соляная кислота

Модель молекулы хлороводорода

Соля́ная кислота́ (хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная, хлористый водород) — HCl, раствор хлороводорода в воде; сильная одноосновная кислота. Бесцветная (техническая соляная кислота желтоватая из-за примесей Fe, Cl₂ и др.), «дымящая» на воздухе, едкая жидкость. Максимальная концентрация при 20 °C равна 38 % по массе, плотность такого раствора 1,19 г/см³. Молярная масса 36,46 г/моль. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

Физические свойства

Физические свойства растворов соляной кислоты разных концентраций приведены в таблице:

Конц. (вес) c : кг HCl/кг	Конц. (г/л) c : кг HCl/м³	Плотность ρ : кг/л	Молярность M	pH	Вязкость η : мПа·с	Удельная теплоемкость s : кДж/(кг·К)	Давление пара PHCl : Па	Т кипения т.кип.	Т плавления т.пл.
10 %	104,80	1,048	2,87 M	−0,5	1,16	3,47	0,527	103 °C	−18 °C
20 %	219,60	1,098	6,02 M	−0,8	1,37	2,99	27,3	108 °C	−59 °C
30 %	344,70	1,149	9,45 M	−1,0	1,70	2,60	1,410	90 °C	−52 °C
32 %	370,88	1,159	10,17 M	−1,0	1,80	2,55	3,130	84 °C	−43 °C
34 %	397,46	1,169	10,90 M	−1,0	1,90	2,50	6,733	71 °C	−36 °C
36 %	424,44	1,179	11,64 M	−1,1	1,99	2,46	14,100	61 °C	−30 °C
38 %	451,82	1,189	12,39 M	−1,1	2,10	2,43	28,000	48 °C	−26 °C

При 20 °C, 1 атм (101 kPa)

При затвердевании даёт кристаллогидраты составов HCl·H₂O, HCl·2H₂O, HCl·3H₂O, HCl·6H₂O.

Химические свойства

• Взаимодействие с металлами, стоящими в электрохимическом ряду металлов до водорода с образованием соли и выделением газообразного водорода:

$\mathsf{2Na + 2\ HCl \longrightarrow 2\ NaCl + \ H_2 \uparrow}$

$\mathsf{Mg + 2 \ HCl \longrightarrow \ MgCl_2 + \ H_2 \uparrow}$

$\mathsf{2Al + 6 \ HCl \longrightarrow 2 \ AlCl_3 + 3 \ H_2 \uparrow}$

• Взаимодействие с оксидами металлов с образованием растворимой соли и воды:

$\mathsf{Na_2O + 2 \ HCl \longrightarrow 2 \ NaCl + \ H_2O}$

$\mathsf{MgO + 2 \ HCl \longrightarrow \ MgCl_2 + \ H_2O}$

$\mathsf{Al_2O_3 + 6 \ HCl \longrightarrow 2 \ AlCl_3 + 3 \ H_2O}$

• Взаимодействие с гидроксидами металлов с образованием растворимой соли и воды (реакция нейтрализации):

$\mathsf{NaOH + \ HCl \longrightarrow \ NaCl + \ H_2O}$

$\mathsf{Mg(OH)_2 + 2 \ HCl \longrightarrow \ MgCl_2 + 2 \ H_2O}$

$\mathsf{Al(OH)_3 + 3 \ HCl \longrightarrow \ AlCl_3 + 3 \ H_2O}$

• Взаимодействие с солями металлов, образованных более слабыми кислотами, например угольной:

$\mathsf{Na_2CO_3 + 2 \ HCl \longrightarrow 2 \ NaCl + \ H_2O + \ CO_2 \uparrow}$

• Взаимодействие с сильными окислителями (перманганат калия, диоксид марганца) с выделением газообразного хлора:

$\mathsf{2KMnO_4 + 16 \ HCl \longrightarrow 5 \ Cl_2 \uparrow + 2 \ MnCl_2 + 2 \ KCl + 8 \ H_2O}$

Производство

Соляная кислота (в стакане)

Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в воде. Хлороводород получают сжиганием водорода в хлоре, полученная таким способом кислота называется синтетической. Также соляную кислоту получают из абгазов — побочных газов, образующихся при различных процессах, например, при хлорирования углеводородов. Хлороводород, содержащийся в этих газах, называется абгазным, а полученная таким образом кислота — абгазной. В последние десятилетия доля абгазной соляной кислоты в объёме производства постепенно увеличивается, вытесняя кислоту, полученную сжиганием водорода в хлоре. Соляная кислота, полученная методом сжигания водорода в хлоре, содержит меньше примесей и применяется при необходимости высокой чистоты.

В лабораторных условиях используется разработанный ещё алхимиками способ, заключающийся в действии крепкой серной кислоты на поваренную соль:

$\mathsf{NaCl + H_2SO_4 \xrightarrow[]{150^oC} NaHSO_4 + HCl}$

При температуре выше 550 °C и избытке поваренной соли возможно взаимодействие:

$\mathsf{2NaCl + H_2SO_4 \xrightarrow[]{550^oC} Na_2SO_4 + 2HCl}$

Возможно получение путем гидролиза хлоридов магния, алюминия (нагревается гидратированная соль):

$\mathsf{MgCl_2 \cdot 6H_2O \xrightarrow[]{t,^oC} MgO + 2HCl + 5H_2O}$

$\mathsf{AlCl_3 \cdot 6H_2O \xrightarrow[]{t,^oC} Al(OH)_3 + 3HCl + 3H_2O}$

Эти реакции могут идти не до конца с образованием основных хлоридов (оксихлоридов) переменного состава, например:

$\mathsf{2MgCl_2 + H_2O \xrightarrow[]{} Mg_2OCl_2 + 2HCl}$

Хлороводород хорошо растворим в воде. Так, при 0 °C 1 объём воды может поглотить 507 объёмов HCl, что соответствует концентрации кислоты 45 %. Однако при комнатной температуре растворимость HCl ниже, поэтому на практике обычно используют 36-процентную соляную кислоту.

Применение

Промышленность

• Применяют в гидрометаллургии и гальванопластике (травление, декапирование), для очистки поверхности металлов при паянии и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. В смеси с ПАВ используется для очистки керамических и металлических изделий (тут необходима ингибированная кислота) от загрязнений и дезинфекции.
• В пищевой промышленности зарегистрирована в качестве регулятора кислотности (рН), пищевой добавки E507. Применяется для изготовления зельтерской (содовой) воды.

Медицина

• Естественная составная часть желудочного сока человека. Растворы соляной кислоты, 0,3 — 0,5 %, обычно в смеси с ферментом пепсином, назначают внутрь больным с недостаточной кислотностью.

Особенности обращения

Высококонцентрированная соляная кислота — едкое вещество, при попадании на кожу вызывает сильные химические ожоги. Особенно опасно попадание кислоты в глаза. Для нейтрализации ожогов применяют раствор слабой щёлочи, обычно питьевой соды.

При открывании сосудов с концентрированной соляной кислотой пары хлороводорода, притягивая влагу воздуха образуют туман, раздражающий глаза и дыхательные пути человека.

Реагируя с сильными окислителями, например, хлорная известь, диоксид марганца, или перманганат калия, образует токсичный газообразный хлор.

Ссылки

• «Соляная кислота» на www.xumuk.ru
• Е-507. Соляная кислота, как пищевая добавка

Основные хлорсодержащие неорганические кислоты

 

Хлороводородная кислота (HCl)   Хлорноватистая кислота (HClO)   Хлористая кислота (HClO2)   Хлорноватая кислота (HClO3)   Хлорная кислота (HClO4)