WikiSort.ru - Не сортированное

Хлороводород
Общие
Систематическое наименование	хлористый водород
Хим. 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[1]
Термические свойства
Т. плав.	−114,22 °C
Т. кип.	−85,1 °C
Т. разл.	1500 °C
Кр. точка	51,4 °C
Энтальпия образования	-92,31 кДж/моль
Давление пара	40,5 ± 0,1 атм[1]
Химические свойства
pKa	-4; -7
Растворимость в воде	72,47 (20 °C)
Классификация
Рег. номер CAS	7647-01-0
PubChem	313
Рег. номер EINECS	231-595-7
SMILES	Cl
InChI	1S/ClH/h1H VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N
RTECS	MW4025000
ChEBI	17883
Номер ООН	1050
ChemSpider	307
Безопасность
NFPA 704	0 3 1 ACID
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Хло́роводоро́д^[2], хло́ристый водоро́д^[3] (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 HCl переходит в твёрдое состояние. В твёрдом состоянии хлороводород существует в виде двух кристаллических модификаций: ромбической, устойчивой ниже −174,75 °C, и кубической.

Свойства

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

${\displaystyle {\mathsf {HCl+H_{2}O\rightarrow H_{3}O^{+}+Cl^{-}}}}$

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

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:

${\displaystyle {\mathsf {Mg+2HCl\rightarrow MgCl_{2}+H_{2}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {FeO+2HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}O}}}$

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) (PbCl₂), хлорид серебра (AgCl), хлорид ртути(I) (Hg₂Cl₂, каломель) и хлорид меди(I) (CuCl).

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

${\displaystyle {\mathsf {MnO_{2}+4HCl\rightarrow MnCl_{2}+Cl_{2}\uparrow +2H_{2}O}}}$

При нагревании хлороводород окисляется кислородом (катализатор — хлорид меди(II) CuCl₂):

${\displaystyle {\mathsf {4HCl+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+2Cl_{2}\uparrow }}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {2Cu+4HCl\rightarrow 2H[CuCl_{2}]+H_{2}\uparrow }}}$

Смесь 3 объемных 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:

${\displaystyle {\mathsf {4H^{+}+3Cl^{-}+NO_{3}^{-}\rightarrow NOCl+Cl_{2}+2H_{2}O}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {3Pt+4HNO_{3}+18HCl\rightarrow 3H_{2}[PtCl_{6}]+4NO\uparrow +8H_{2}O}}}$ ^[4]

Присоединяется к серному ангидриду, образуя хлорсульфоновую кислоту HSO₃Cl:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{3}+HCl\rightarrow HSO_{3}Cl}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {R{\text{-}}CH{\text{=}}CH_{2}+HCl\rightarrow R{\text{-}}CHCl{\text{-}}CH_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {R{\text{-}}C\equiv CH+2HCl\rightarrow R{\text{-}}CCl_{2}{\text{-}}CH_{3}}}}$

Получение

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

${\displaystyle {\mathsf {NaCl+H_{2}SO_{4}\rightarrow NaHSO_{4}+HCl\uparrow }}}$

HCl также можно получить гидролизом ковалентных галогенидов, таких, как хлорид фосфора(V), тионилхлорид (SOCl₂), и гидролизом хлорангидридов карбоновых кислот:

${\displaystyle {\mathsf {PCl_{5}+H_{2}O\rightarrow POCl_{3}+2HCl}}}$

${\displaystyle {\mathsf {RCOCl+H_{2}O\rightarrow RCOOH+HCl}}}$

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:

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}+Cl_{2}\rightleftarrows 2HCl}}}$ + 184,7кДж^[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.

Применение

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

Безопасность

Хлороводород ядовит. Вдыхание хлороводорода может привести к кашлю, удушению, воспалению носа, горла и верхних дыхательных путей, а в тяжёлых случаях — к отёку легких, нарушению работы кровеносной системы и даже смерти. 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.^{[источник не указан 2448 дней]}

Примечания

Литература

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

Ссылки

• Хлороводород: химические и физические свойства