Хлороводород

(перенаправлено с «HCl»)

Хло́роводоро́д[1], (гидрохлорид, хло́ристый водоро́д[3], хлорид водорода, 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 переходит в твёрдое состояние. В твёрдом состоянии хлороводород существует в виде двух кристаллических модификаций: ромбической, устойчивой ниже −174,75 °C, и кубической.

Хлороводород
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
Хлороводород
Традиционные названия Гидрохлорид, хлористый водород
Хим. формула HCl
Рац. формула HCl
Физические свойства
Состояние бесцветный газ
Молярная масса 36,4606 г/моль
Плотность 1.477 г/л, газ (25 °C)
Энергия ионизации 12,74 ± 0,01 эВ[2]
Термические свойства
Температура
 • плавления −114,22 °C
 • кипения −85,1 °C
 • разложения 1500 °C
Критическая точка 51,4 °C
Энтальпия
 • образования -92,31 кДж/моль
Давление пара 40,5 ± 0,1 атм[2]
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты -4; -7
Растворимость
 • в воде 72,47 (20 °C)
Классификация
Рег. номер CAS 7647-01-0
PubChem
Рег. номер EINECS 231-595-7
SMILES
InChI
RTECS MW4025000
ChEBI 17883
Номер ООН 1050
ChemSpider
Безопасность
Предельная концентрация 5 мг/м³[1]
ЛД50 238 мг/кг
Токсичность Очень токсичен, СДЯВ
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

Свойства править

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

 .

Процесс растворения сильно экзотермичен. С водой   образует азеотропную смесь, содержащую 20,24 %  .

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:

 ,
 .

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) ( ), хлорид серебра ( ), хлорид ртути(I) ( , каломель) и хлорид меди(I) ( ).

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

 .

При нагревании хлороводород окисляется кислородом (катализатор — хлорид меди(II)  ):

 .

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

 .

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:

 .

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

 [4].

Присоединяется к серному ангидриду, образуя хлорсульфоновую кислоту  :

 .

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

 ,
 .

Получение править

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

 .

  также можно получить гидролизом ковалентных хлоридов, таких, как хлорид фосфора(V), тионилхлорид ( ), и гидролизом хлорангидридов карбоновых кислот:

 ,
 .

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:

   + 184,7 кДж.[5]

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.

Ещё в лаборатории можно получить хлороводород взаимодействием воды с хлором под действием прямого солнечного света в присутствии солей кобальта. Вместо прямого солнечного света можно использовать лампу высокой мощности:

 

Для того, чтобы получить хлороводород взаимодействием воды с хлором, не используя свет от лампы высокой мощности и соли кобальта, то нужно взаимодействовать воду с бромом в присутствии света от обычной лампы или при кипении. Затем нужно взаимодействовать полученный бромоводород с хлором, охладить смесь хлороводорода и брома для того, чтобы отделить жидкий бром от хлороводорода и отгонять полученный хлороводород в другую ёмкость с водой для получения соляной кислоты:  

 

Применение править

Водный раствор широко используется для получения хлоридов, для травления металлов, очистки поверхности сосудов, скважин от карбонатов, обработки руд, при производстве каучуков, глутамата 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 править

 

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[1].

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

Примечания править

  1. 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/1105.html Хлороводород] на сайте ХиМиК.ру
  2. 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0332.html
  3. [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5044.html Иногда хлористым водородом называют соляную кислоту]
  4. Дроздов А. А., Зломанов В. П., Спиридонов Ф. М. Неорганическая химия (в 3 т.). — Т. 2. — М.: Издательский центр «Академия», 2004.
  5. Левинский М. И., Мазанко А. Ф., Новиков И. Н. Хлористый водород и соляная кислота. — М.: Химия, 1985.

Литература править

  • Левинский М. И., Мазанко А. Ф., Новиков И. Н. Хлористый водород и соляная кислота. — М.: Химия, 1985.

Ссылки править