Соляная кислота и ее свойства. Применение соляной кислоты

Соляная кислота представляет собой раствор газообразного хлористого водорода HCl в воде. Последний представляет собой гигроскопичный бесцветный газ с резким запахом. Обычно употребляемая концентрированная соляная кислота содержит 36-38% хлористого водорода и имеет плотность 1, 19 г/см 3 . Такая кислота дымит на воздухе, так как из неё выделяется газообразный HCl; при соединении с влагой воздуха образуются мельчайшие капельки соляной кислоты.

Чистая кислота бесцветна, а техническая имеет желтоватый оттенок, вызванный следами соединений железа, хлора и других элементов ( FeCl 3 ).

Часто применяют разбавленную кислоту, содержащую 10% и меньше хлористого водорода. Разбавленные растворы не выделяют газообразного HCl и не дымят ни в сухом, ни во влажном воздухе.

Соляная кислота представляет собой летучее соединение, так как при нагревании она улетучивается. Она является сильной кислотой и энергично взаимодействует с большинством металлов. Однако такие металлы, как золото , платина , серебро , вольфрам и свинец , соляной кислотой практически не травятся. Многие недрагоценные металлы, растворяясь в кислоте, образуют хлориды, например цинк :

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 .

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 часть царской 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.

HCl ядовит. Отравления происходят обычно туманом, образующимся при взаимодействии газа с водяными парами воздуха. HCl поглощается также на слизистых оболочках с образованием кислоты, вызывающей их сильное раздражение. При длительной работе в атмосфере HCl наблюдаются катары дыхательных путей, разрушение зубов, изъязвление слизистой оболочки носа, желудочно-кишечные расстройства. Допустимое содержание HCl в воздухе рабочих помещений не более 0 , 005 мг/л. Для защиты используют противогаз, защитные очки, резиновые перчатки, обувь, фартук.

В то же время, наше пищеварение невозможно без соляной кислоты, её концентрация в желудочном соке достаточно высока. Если в организме кислотность понижена, то пищеварение нарушается, и врачи прописывают таким больным приём соляной кислоты перед началом еды.

Именно он помогает переваривать пищу. В норме, кислоты в желудке 0,3%.

Этого достаточно, чтобы разрушить бритвенное лезвие. Нужно всего около недели. Эксперименты, конечно, проводили вне человеческого тела.

Опасный предмет повредил бы пищевод, не задержался бы в желудке в течение 7-ми дней.

Какие еще эксперименты ставили ученые и чем пополнили список свойств соляной кислоты, расскажем далее.

Свойства соляной кислоты

Формула соляной кислоты – это смесь воды и хлористого водорода. Соответственно, жидкость едкая, что и позволяет ей разрушать большинство веществ.

На вид реагент бесцветный. Выдает его запах. Он кислый, удушливый. Аромат резкий и, скорее, характеризуется, как вонь.

Если раствор соляной кислоты технический, в нем содержатся примеси двухатомного и . Они придают жидкости желтоватый оттенок.

В отличии, к примеру, от , масса соляной кислоты в растворе не может превышать 38%.

Это критическая точка, при которой вещество попросту испаряется. Улетучивается и хлороводород, и вода.

При этом, естественно, раствор дымится. Максимальная концентрация указана для 20-градусной температуры воздуха. Чем больше градусов, тем быстрее протекает испарение.

Плотность 38-процентной кислоты чуть превышает 1 грамм на кубический сантиметр.

То есть, даже концентрированное вещество весьма водянисто. Хлебнешь такую жидкость, получишь ожоги.

А вот слабый 0,4-процентный раствор можно выпить. Естественно, в небольших количествах. Разбавленная кислота почти не пахнет, а вкус у нее терпко-кислый.

Взаимодействие соляной кислоты с другими веществами, во многом, обосновано одноосновным составом реагента.

Это значит, что в формулу кислоты входит лишь один атом водорода. Значит, в воде реагент диссоциирует, то есть, растворяется, полностью.

Остальные вещества, как правило, растворяются уже в самой кислоте. Так, в ней распадаются все металлы, стоящие в периодической системе перед водородом.

Растворяясь в кислоте, они связываются с хлором. В итоге, получаются хлориды, то есть, .

Реакция с соляной кислотой состоится у большинства оксидов и гидроксидов металлов, а так же у их .

Главное, чтобы последние были получены от более слабых кислот. Соляная считается одной из самых сильных, ставится в один ряд с серной.

Из газов соляная кислота бурно реагирует с аммиаком. При этом, образуется хлорид аммония. Он кристаллизуется.

Частицы столь мелкие, а реакция столь активна, что хлорид устремляется вверх. Внешне это дым.

Белым является и продукт реакции с нитратом . Это взаимодействие относится к качественно определяющим соляную .

Итог реакции – творожистый осадок. Это хлорид . В отличие от хлорида аммония, он устремляется вниз, а не вверх.

Реакция с нитратом считается качественной, поскольку является специфической, не свойственной остальным однокомпонентным кислотам.

Они игнорируют благородные металлы, к коим относится и аргентум. Как помните, стоит в химическом ряду после водорода и, по идее, не должно взаимодействовать с растворенным в воде хлороводородом.

Добыча соляной кислоты

Выделяется соляная кислота не только в лабораторных условиях, но и природе. Человеческий организм – ее часть.

Но, соляная кислота в желудке уже обсуждалась. Однако, это не единственный природный источник, причем, в прямом смысле.

Реагент встречается в некоторых гейзерах и прочих выходах воды вулканического происхождения.

Что же касается отдельно хлороводорода, он входит в состав бишофита, сильвина, галита. Все это – минералы.

Под словом «галит» скрывается обычная соль, которую употребляют в пищу, то есть, хлорид натрия.

Сильвин – это хлорид , его по форме напоминают игральные кости. Бишофит – хлорид , в изобилии присутствует на землях Поволжья.

Для промышленного получения реагента подходят все перечисленные минералы.

Но, чаще всего используют хлорид натрия. Соляная кислота получается, когда на поваренную соль воздействуют концентрированной серной кислотой.

Суть метода сводится к растворению газообразного хлороводорода в воде. На этом основаны еще два подхода.

Первый – синтетический. Водород сжигают в хлоре. Второй – абгазный, то есть, попутный.

Используется хлороводород, попутно получаемый при работе с органическими соединениями, то есть, углеводородами.

Абгазный хлороводород образуется при дегидрохлорировании и хлорировании органики.

Вещество, так же, синтезируется при пиролизе хлорорганических отходов. Пиролизом химики именуют разложение углеводородов в условиях дефицита кислорода.

Попутным сырье для соляной кислоты бывает и при работе с неорганическими веществами, к примеру, хлоридами металлов.

Тот же сильвин, к примеру, идет на производство калиевых удобрений. Магний тоже нужен растениям.

Поэтому, без дела не остается и бишофит. В итоге, производят не только подкормки, но и соляную кислоту.

Абгазный метод вытесняет остальные способы получения соляной кислоты. На «побочную» индустрию приходятся 90% производимого реагента. Узнаем, зачем его изготовляют, где применяют.

Применение соляной кислоты

Соляная кислота используется металлургами. Реагент нужен для декапирования металлов.

Так называют процесс удаления окалин, ржавчины, окислов и просто грязи. Соответственно, кислоту применяют и частные мастера, работая, к примеру, с винтажными вещами, в коих есть металлические детали.

Реагент растворит их поверхность. От проблемного слоя не останется и следа. Но, вернемся к металлургии.

В этой отрасли кислоту начинают применять для извлечения из руд редких металлов.

Старые методы основаны на использовании их оксидов. Но, не все из них легки в обработке.

Поэтому, окислы стали переводить в хлориды, а после, восстанавливать. Сейчас, так получают, к примеру, и .

Раз соляная кислота содержится в желудочном соке, а раствор малой концентрации можно выпить, значит, реагент можно применять и в пищевой промышленности.

Увидели на упаковке продукта добавку Е507? Знайте, это соляная кислота. Она придает ту самую кислинку и терпкость некоторым пирожным, колбасам.

Но, наиболее часто пищевой эмульгатор добавляют во фруктозу, желатин и лимонную кислоту.

Е507 нужна не только для вкуса, но и в качестве регулятора кислотности, то есть Ph продукта.

Соляная кислота может применяться в медицине. Слабый раствор соляной кислоты прописывают пациентам с пониженной кислотность желудка.

Она не менее опасна, чем повышенная. В частности, увеличивается вероятность рака желудка.

Организм недополучает полезные элементы, даже, если человек принимает витамины и правильно питается.

Дело в том, что для адекватного, полноценного всасывания полезных веществ, нужна стандартная кислотность.

Последнее применение реагента очевидно. Из кислоты получают хлор. Достаточно выпарить раствор.

Хлор идет на очищение питьевой воды, отбеливание тканей, обеззараживание, производство пластикатов и .

Получается, будучи активной и агрессивной, соляная кислота необходима человечеству. Есть спрос, — есть предложение. Узнаем цену вопроса.

Цена соляной кислоты

Цена продукта зависит от вида. Техническая кислота дешевле, очищенная – дороже. За литр первой просят 20-40 рублей.

Стоимость зависит от концентрации. За литр очищенного реагента дают примерно на 20 рублей дороже.

Ценник зависит и от тары, фасовки, формы продажи. Приобретение кислоты в пластиковых канистрах по 25-40 литров выгоднее.

В медицинской же сфере, в рознице, вещество предлагают в стеклянных .

За 50 миллилитров отдашь 100-160 рублей. Это самая дорогостоящая соляная кислота.

Купить раствор хлороводорода в литровой таре тоже не дешево. Фасовка рассчитана на частного потребителя, поэтому, за бутыль просят около 400-500 рублей.

Техническая кислота в рознице встречается реже, стоит примерно на 100 рублей дешевле. Основной же – оптовый.

Закупаются крупные предприятия. Именно для них актуальны цены, обозначенные в начале главы. В розницу гиганты не торгуют.

Соответственно, стоимость вещества в небольших магазинах – отражение «аппетитов» владельцев лавок.

Кстати, об аппетите. Если кислотность в желудке повышена, пища переваривается быстрее, чаще хочется есть.

Это приводит к худобе, гастриту и язвам. Люди же с пониженной кислотностью склонны к зашлакованности, ведь пища долго «бродит» в желудке, плохо усваивается.

Это отражается на коже, как правило, в виде акне и точек. Есть такая проблема?

Задумайтесь не о дорогой косметике, а о проверке желудочно-кишечного тракта.

Приблизительные растворы. В большинстве случаев в лаборатории приходится пользоваться соляной, серной и азотной кислотами. Кислоты имеются в продаже в виде концентрированных растворов, процентное содержание которых определяют по их плотности.

Кислоты, применяемые в лаборатории, бывают технические и чистые. Технические кислоты содержат примеси, а потому при аналитических работах не употребляются.

Концентрированная соляная кислота на воздухе дымит , поэтому работать с ней нужно в вытяжном шкафу. Наиболее концентрированная соляная кислота имеет плотность 1,2 г/см3 и содержит 39,11%" хлористого водорода.

Разбавление кислоты проводят по расчету, описайному выше.

Пример. Нужно приготовить 1 л 5%-ного раствора соляной кислоты, пользуясь раствором ее с плотностью 1,19 г/см3. По справочнику узнаем, что 5%,-ный раствор нмеет плотность 1,024 г/см3; следовательно, 1 л ее будет весить 1,024*1000 = 1024 г. В этом количестве должно содержаться чистого хлористого водорода:

Кислота с плотностью 1,19 г/см3 содержит 37,23% HCl (находим также по справочнику). Чтобы узнать, сколько следует взять этой кислоты, составляют пропорцию:

или 137,5/1,19 = 115,5 кислоты с плотностью 1,19 г/см3, Отмерив 116 мл раствора кислоты, доводят объем его до 1 л.

Так же разбавляют серную кислоту. При разбавлении ее следует помнить, что нужно приливать кислотук воде~, а не наоборот. При разбавлении происходит сильное разогревание, и если приливать воду к кислоте, то возможно разбрызгивание ее, что опасно, так как серная кислота вызывает тяжелые ожоги. Если кислота попала на одежду или обувь, следует быстро обмыть облитое место большим количеством воды, а затем нейтрализовать кислоту углекислым натрием или раствором аммиака. При попадании на кожу рук или лица нужно сразу же обмыть это место большим количеством воды.

Особой осторожности требует обращение с олеумом, представляющим моногидрат серной кислоты, насыщенный серным ангидридом SO3. По содержанию последнего олеум бывает нескольких концентраций.

Следует помнить, что при небольшом охлаждении олеум закристаллизовывается и в жидком состоянии находится только при комнатной температуре. На воздухе он дымит с выделением SO3, который образует пары серной кислоты при взаимодействии с влагой воздуха.

Большие трудности вызывает переливание олеума из крупной тары в мелкую. Эту операцию следует проводить или под тягой, или на воздухе, но там, где образующаяся серная кислота и SO3 не могут оказать какого-либо вредного действия на людей и окружающие предметы.

Если олеум затвердел, его следует вначале нагреть, поместив тару с ним в теплое помещение. Когда олеум расплавится и превратится в маслянистую жидкость, его нужно вынести на воздух и там переливать в более мелкую посуду, пользуясь для этого способом передавлива-ния при помощи воздуха (сухого) или инертного газа (азота).

При смешивании с водой азотной кислоты также происходит разогревание (не такое, правда, сильное, как в случае серной кислоты), и поэтому меры предосторожности должны применяться и при работе с ней.

В лабораторной практике находят применение твердые органические кислоты. Обращение с ними много проще и удобнее, чем с жидкими. В этом случае следует заботиться лишь о том, чтобы кислоты не загрязнялись чем-либо посторонним. При необходимости твердые органические кислоты очищают перекристаллизацией (см, гл. 15 «Кристаллизация»),

Точные растворы. Точные растворы кислот готовят так же, как и приблизительные, с той только разницей, что вначале стремятся получить раствор несколько большей концентрации, чтобы после можно было его точно, по расчету, разбавить. Для точных растворов берут только химически чистые препараты.

Нужное количество концентрированных кислот обычно берут по объему, вычисленному на основании плотности.

Пример. Нужно приготовить 0,1 и. раствор H2SO4. Это значит, что в I л раствора должно содержаться:

Кислота с плотностью 1,84 г\смг содержит 95,6% H2SO4 н для приготовления 1 л 0,1 н. раствора нужно взять следующее количество (х) ее (в г):

Соответствующий объем кислоты составит:

Отмерив из бюретки точно 2,8 мл кислоты, разбавляют ее до 1 л в мерной колбе и затем титруют раствором щелочи п устанавливают нормальность полученного раствора. Если раствор получится более концентрированный), к нему добавляют из бюретки рассчитанное количество воды. Например, при титровании установлено, что 1 мл 6,1 н. раствора H2SO4 содержит не 0,0049 г H2SO4, а 0,0051 г. Для вычисления количества воды, которое необходимо для приготовления точно 0,1 н. раствора, составляем пропорцию:

Расчет показывает, что этот объем равен 1041 мл раствор нужно добавить 1041 - 1000 = 41 мл воды. Следует еще учесть то количество раствора, которое взято для титрования. Пусть взято 20 мл, что составляет 20/1000 = 0,02 от имеющегося объема. Следовательно, воды нужно добавить не 41 мл, а меньше: 41 - (41*0,02) = = 41 -0,8 = 40,2 мл.

* Для отмеривания кислоты пользуются тщательно высушенной бюреткой с притертым краном. .

Исправленный раствор следует снова проверить на содержание вещества, взятого для растворения. Точные растворы соляной кислоты готовят также ионообменным способом, исходя из точной рассчитанной навески хлористого натрия. Рассчитанную и отвешенную на аналитических весах навеску растворяют в дистиллированной или деминерализованной воде, полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, наполненную катионитом в Н-форме. Раствор, вытекающий из колонки, будет содержать эквивалентное количество HCl.

Как правило, точные (или титрованные) растворы следует сохранять в плотно закрытых колбах, В пробку сосуда обязательно нужно вставлять хлоркальциевую трубку, заполненную в случае раствора щелочи натронной известью или аскаритом, а в случае кислоты - хлористым кальцием или просто ватой.

Для проверки нормальности кислот часто применяют прокаленный углекислый натрий Na2COs. Однако он обладает гигроскопичностью и поэтому не полностью удовлетворяет требованиям аналитиков. Значительно удобнее пользоваться для этих целей кислым углекислым калием KHCO3, высушенным в эксикаторе над CaCl2.

При титровании полезно пользоваться «свидетелем», для приготовления которого в дистиллированную или деминерализованную воду добавляют одну каплю кислоты (если титруют щелочь) или щелочи (если титруют кислоту) и столько капель индикаторного раствора, сколько добавлено в титруемый раствор.

Приготовление эмпирических, по определяемому веществу, и стандартных растворов, кислот проводят по расчету с применением формул, приведенных для этих и описанных выше случаев.

Соляная кислота – это раствор хлористого водорода в воде. Хлористый водород (HCl) при обычных условиях бесцветный газ со специфическим острым запахом. Однако мы имеем дело с его водными растворами, поэтому остановимся только на них.

Соляная кислота – бесцветный прозрачный раствор с острым запахом хлористого водорода. В присутствии примесей железа, хлора или других веществ кислота имеет желтовато-зеленый цвет. Плотность раствора соляной кислоты зависит от концентрации хлористого водорода в ней; некоторые данные приведены в таблице 6.9.

Таблица 6.9. Плотность растворов соляной кислоты различной концентрации при 20°С.

Из этой таблицы видно, что зависимость плотности раствора соляной кислоты от ее концентрации с удовлетворительной для технических расчетов точностью можно описать формулой:

d = 1 + 0,5*(%) / 100

При кипении разбавленных растворов содержание HCl в парах меньше, чем в растворе, а при кипении концентрированных растворов - больше, чем в растворе, что отражено в приведенной на рис. 6.12 диаграмме равновесия. Постоянно кипящая смесь (азеотроп) при атмосферном давлении имеет состав 20,22 % вес. HCl, температуру кипения 108,6°С.

Наконец, еще одно важное преимущество соляной кислоты - это практически полная независимость времени ее приобретения от времени года. Как видно из рис. № 6.13 , кислота промышленной концентрации (32-36%) замерзает при температурах, практически недостижимых для европейской части России (от -35 до -45°С), в отличие от серной кислоты, которая замерзает при плюсовых температурах, что требует введения операции разогрева цистерн.

Соляная кислота не обладает недостатками, присущими серной кислоте.

Во-первых, хлористое железо обладает повышенной растворимостью в растворе соляной кислоты (рис. 6.14 ), что позволяет поднять концентрацию хлористого железа в растворе до величины 140 г/л и даже больше; исчезает опасность образования осадка на поверхности.

Работа с соляной кислотой может осуществляться при любой температуре внутри здания (даже при 10°С), и это не вызывает заметных изменений в составе раствора.

Рис. 6.12. Диаграмма равновесия жидкость – пар для системы HCl – H 2 O.

Рис. 6.13. Диаграмма состояния (плавкости) системы HCl–H 2 O.

Рис. 6.14 . Равновесие в системе HCl – FeCl 2 .

Наконец, еще очень важное преимущество соляной кислоты - это полная совместимость с флюсом, в котором используются именно хлориды.

Некоторым недостатком соляной кислоты как реактива является высокая летучесть. Нормативами допускается концентрация 5 мг/м 3 объема воздуха в цехе. Зависимость упругости паров в равновесном состоянии над кислотой различной процентной концентрации дана в таблице 6.10. В целом при концентрации кислоты в ванне менее 15% масс это условие удовлетворяется. Однако при повышении температур в цехе (то есть в летнее время) возможно превышение этого показателя. Определенную информацию о том, какая концентрация кислоты при конкретной температуре цеха допустима, можно определить из рис. 6.15.

Зависимость скорости травления от концентрации и температуры отображена на рис. 6.16.

Недостатки травления обычно вызываются следующим:

• использованием кислоты с большей или меньшей концентрацией, по сравнению с оптимальной;
• малой длительностью травления (ожидаемую длительность травления при разных концентрациях кислоты и железа можно оценить из рис. 6.17 ;
• пониженной температурой по сравнению с оптимальной;
• отсутствием перемешивания;
• ламинарным движением травильного раствора.

Эти проблемы обычно решаются с помощью конкретных технологических приемов.

Таблица 6.10. Зависимость равновесной концентрации хлористого водорода от концентрации кислоты в ванне.

- (НСl), водный раствор хлороводорода, бесцветного газа с резким запахом. Получают действием серной кислоты на поваренную соль, как побочный продукт хлорирования углеводородов, или реакцией водорода и хлора. Соляная кислота используется, для… … Научно-технический энциклопедический словарь

Соляная кислота - – HCl (СК) (хлористоводородная кислота, хлороводородная кислот­а, хлористый водород) – это раствор хлороводорода (НСl) в воде, противоморозная добавка. Представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом, без взвешенных ча­с­тиц.… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА - (хлористоводородная кислота) раствор хлористого водорода в воде; сильная кислота. Бесцветная, дымящая на воздухе жидкость (техническая соляная кислота желтоватая из за примесей Fe, Cl2 и др.). Максимальная концентрация (при 20 .С) 38% по массе,… … Большой Энциклопедический словарь

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА - (Acidum muriaticum, Acid, hydrochloricum), раствор хлористого водорода (НС1) в воде. В природе встречается в воде нек рых источников вулканического происхождения, а также находится в желудочном соке (до 0,5%). Хлористый водород может быть получен … Большая медицинская энциклопедия

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА - (хлороводородная кислота, хлористоводородная кислота) сильная одноосновная летучая кислота с резким запахом, водный раствор хлористого водорода; максимальная концентрация 38% по массе, плотность такого раствора 1,19 г/см3. Применяют в… … Российская энциклопедия по охране труда

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА - (хлористоводородная кислота) НСl водный раствор хлористого водорода, сильная одноосновная кислота, летучая, с резким запахом; примеси железа, хлора окрашивают её в желтоватый цвет. Поступающая в продажи концентрированная С. к. содержит 37 %… … Большая политехническая энциклопедия

соляная кислота - сущ., кол во синонимов: 1 кислота (171) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА Современная энциклопедия

Соляная кислота - СОЛЯНАЯ КИСЛОТА, водный раствор хлористого водорода HCl; дымящая на воздухе жидкость с резким запахом. Применяют соляную кислоту для получения различных хлоридов, травления металлов, обработки руд, в производстве хлора, соды, каучуков и др.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

соляная кислота - (хлороводородная кислота), раствор хлороводорода в воде; сильная кислота. Бесцветная, «дымящая» на воздухе жидкость (техническая соляная кислота желтоватая из за примесей Fe, Cl2 и др.). Максимальная концентрация (при 20°C) 38% по массе,… … Энциклопедический словарь