Соляная кислота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Соляная кислота
Изображение молекулярной модели
Hydrochloric acid 03.jpg
Общие
Систематическое
наименование
Хлороводородная кислота
Рац. формула HCl
Физические свойства
Состояние Жидкость
Молярная масса 36.46 г/моль
Плотность 1.19 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления -30 °C
 • кипения 48 °C
Энтальпия
 • образования -605.22 кДж/моль
Давление пара 190 гПа[3]
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты -10
Растворимость
 • в воде Растворима
Классификация
Рег. номер CAS 7647-01-0
Рег. номер EINECS 933-977-5
Кодекс Алиментариус E507
RTECS MW4025000
Безопасность
Предельная концентрация 5 мг/м³[1]
Токсичность 3 класс опасности[2]
Пиктограммы СГС Пиктограмма «Череп и скрещённые кости» системы СГСПиктограмма «Коррозия» системы СГСПиктограмма «Восклицательный знак» системы СГСПиктограмма «Опасность для здоровья» системы СГСПиктограмма «Окружающая среда» системы СГС
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Соля́ная кислота́ (также хлороводоро́дная, или хлористоводоро́дная кислота, химическая формула — HCl) — сильная химическая неорганическая кислота. Раствор хлороводорода в воде.

При стандартных условиях — это сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящаяся» на воздухе (техническая соляная кислота — желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.). В концентрации около 0,5 % присутствует в желудке человека. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

История[править | править код]

Впервые хлороводород получил алхимик Василий Валентин, нагрев гептагидрат сульфата железа с поваренной солью и назвав полученное вещество «духом соли» (лат. spiritus salis). Иоганн Глаубер в XVII веке получил соляную кислоту из поваренной соли и серной кислоты. В 1790 году британский химик Гемфри Дэви получил хлороводород из водорода и хлора, таким образом установив его состав. Возникновение промышленного производства соляной кислоты связано с технологией получения карбоната натрия: на первой стадии этого процесса поваренную соль вводили в реакцию с серной кислотой, в результате чего выделялся хлороводород. В 1863 году в Англии был принят закон «Alkali Act», согласно которому запрещалось выбрасывать этот хлороводород в воздух, а необходимо было пропускать его в воду. Это привело к развитию промышленного производства соляной кислоты. Дальнейшее развитие произошло благодаря промышленным методам получения гидроксида натрия и хлора путём электролиза растворов хлорида натрия[4].

Физические свойства[править | править код]

Физические свойства соляной кислоты сильно зависят от концентрации растворённого хлороводорода:

Концентрация (вес), мас. % Концентрация (г/л), кг HCl/м³ Плотность, кг/л Молярность, M, или моль/л Водородный показатель (pH) Вязкость, мПа·с Удельная теплоемкость, кДж/(кг·К) [[Насыщенный пар|Давление пара}}, кПа Температура кипения, °C Температура плавления, °C
10 % 104,80 1,048 2,87 −0,4578 1,16 3,47 1,95 103 −18
20 % 219,60 1,098 6,02 −0,7796 1,37 2,99 1,40 108 −59
30 % 344,70 1,149 9,45 −0,9754 1,70 2,60 2,13 90 −52
32 % 370,88 1,159 10,17 −1,0073 1,80 2,55 3,73 84 −43
34 % 397,46 1,169 10,90 −1,0374 1,90 2,50 7,24 71 −36
36 % 424,44 1,179 11,64 −1,06595 1,99 2,46 14,50 61 −30
38 % 451,82 1,189 12,39 −1,0931 2,10 2,43 28,30 48 −26

При 20 °C, 1 атм (101,325 кПа)

При низкой температуре хлороводород с водой даёт кристаллогидраты составов (температура плавления −15,4 °С), (температура плавления −18 °С), (температура плавления −25 °С), (температура плавления −70 °С). При атмосферном давлении (101,325 кПа) хлороводород с водой образуют азеотропную смесь с температурой кипения 108,6 °С и содержанием 20,4 мас. %[5].

Phase diagram HCl H2O s l.PNG

Химические свойства[править | править код]

,
,
.
,
,
.
,
,
.
.
.
Соляная кислота (в стакане) взаимодействует с аммиаком
.
.

Получение[править | править код]

Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода (HCl) 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 хлорировании 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. Но полученная методом сжигания водорода в хлоре соляная кислота содержит меньше примесей и применяется при необходимости высокой чистоты.

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

.

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

.

Получение путём гидролиза хлоридов магния, алюминия (производится нагревание гидратированной соли):

,
.

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

[8]

В промышленности хлороводород получают реакцией горения водорода в хлоре:

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

Применение[править | править код]

Перевозка соляной кислоты железнодорожным транспортом осуществляется в специализированных вагонах-цистернах

Промышленность[править | править код]

Медицина[править | править код]

  • Естественная составная часть желудочного сока человека. В концентрации 0,3—0,5 %, обычно в смеси с ферментом пепсином, назначается внутрь при недостаточной кислотности.

Особенности обращения[править | править код]

Skull and Crossbones.svg
Hazard C.svg
Hazard N.svg

Соляная кислота относится к веществам III класса опасности[2]. Рекомендуемая ПДК в рабочей зоне — 5 мг/м³[1].

Высококонцентрированная соляная кислота представляет собой едкое вещество. При попадании на кожу вызывает сильные химические ожоги. Особенно опасным считается попадание в глаза (в значительном количестве). Для нейтрализации ожогов применяют раствор слабого основания, или соли слабой кислоты, обычно пищевой 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 (хлорной известью, диоксидом марганца, перманганатом калия), образует токсичный газообразный хлор.

В РФ оборот соляной кислоты концентрации 15 % и более — ограничен[9].

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 ГОСТ 12.1.005-76 "Воздух рабочей зоны. Санитарно-гигиенические требования".
  2. 1 2 ГОСТ 12.1.007-76 "Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности".
  3. https://gestis.dguv.de/data?name=520030
  4. Ullmann, 2000, p. 191.
  5. Ullmann, 2000, p. 194.
  6. Дым без огня: взаимодействие аммиака с хлороводородом Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов
  7. Ходаков Ю.В., Эпштейн Д. А., Глориозов П. А. § 82. Соляная кислота // Неорганическая химия: Учебник для 7—8 классов средней школы. — 18-е изд. — М.: Просвещение, 1987. — С. 195—196. — 240 с. — 1 630 000 экз.
  8. page-book.ru — Реми Г. Курс неорганической химии (Том 1): Стр.301 (недоступная ссылка). Дата обращения: 23 августа 2012. Архивировано 11 мая 2013 года.
  9. Постановление Правительства Российской Федерации от 3 июня 2010 года № 398 Архивировано 30 июня 2016 года.

Литература[править | править код]

  • Austin S., Glowacki A. Hydrochloric Acid (англ.) // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — Wiley, 2000. — doi:10.1002/14356007.a13_283.