СОЛЯНАЯ КИСЛОТА (хлористоводородная кислота ) - сильная одноосновная кислота, раствор хлористого водорода HCl в воде, является одним из важнейших компонентов желудочного сока; в медицине используется в качестве лекарственного средства при недостаточности секреторной функции желудка. С. к. является одним из наиболее употребимых хим. реактивов, используемых в биохимических, санитарно-гигиенических и клинико-диагностических лабораториях. В стоматологии 10% р-р С. к. применяют для отбеливания зубов при флюорозе (см. Отбеливание зубов). С. к. используют для получения спирта, глюкозы, сахара, органических красителей, хлоридов, желатины и клея, в фарм. промышленности, при дублении и окраске кож, омылении жиров, при производстве активированного угля, крашении тканей, травлении и паянии металлов, в гидрометаллургических процессах для очистки буровых скважин от отложений карбонатов, оксидов и других осадков, в гальванопластике и др.
С. к. для людей, контактирующих с ней в процессе производства, представляет значительную профвредность.
С. к. была известна еще в 15 в. Ее открытие приписывают нем. алхимику Валентину. Долгое время считалось, что С. к. является кислородным соединением гипотетического хим. элемента мурия (отсюда одно из ее названий - acidum muriaticum). Хим. строение С. к. было окончательно установлено только в первой половине 19 в. Дэви (Н. Davy) и Ж. Гей-Люссаком.
В природе свободная С. к. практически не встречается, однако ее соли хлористый натрий (см. Поваренная соль), хлористый калий (см.), хлористый магний (см.), хлористый кальций (см.) и др. распространены очень широко.
Хлористый водород HCl при обычных условиях представляет собой бесцветный газ со специфическим острым запахом; при выделении во влажный воздух он сильно «дымит», образуя мельчайшие капельки аэрозоля С. к. Хлористый водород токсичен. Вес (масса) 1 л газа при 0° и 760 мм рт. ст. равен 1,6391 г, плотность по воздуху 1,268. Жидкий хлористый водород кипит при -84,8° (760 мм рт. ст.) и затвердевает при -114,2°. В воде хлористый водород хорошо растворяется с выделением тепла и образованием С. к.; растворимость его в воде (г/100 г Н20): 82,3 (0°), 72,1 (20°), 67,3 (30°), 63,3 (40°), 59,6 (50°), 56,1 (60°).
С. к. представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с острым запахом хлористого водорода; примеси железа, хлора или других веществ окрашивают С. к. в желтовато-зеленоватый цвет.
Приблизительное значение концентрации С. к. в процентах можно найти, если уд. вес С. к. уменьшить на единицу и полученное число умножить на 200; напр., если уд. вес С. к. 1,1341, то ее концентрация равна 26,8%, т. е. (1,1341 - 1) 200.
С. к. химически очень активна. Она растворяет с выделением водорода все металлы, имеющие отрицательный нормальный потенциал (см. Потенциалы физико-химические), переводит многие оксиды и гидроксиды металлов в хлориды и выделяет свободные к-ты из таких солей, как фосфаты, силикаты, бораты и т. д.
В смеси с азотной к-той (3:1), так наз. царская водка, С. к. реагирует с золотом, платиной и другими химически инертными металлами, образуя комплексные ионы (АиС14, PtCl6 и др.). Под действием окислителей С. к. окисляется до хлора (см.).
С. к. реагирует со многими органическими веществами, напр, белками, углеводами и др. Нек-рые ароматические амины, природные и синтетические алкалоиды и другие органические соединения основного характера с С. к. образуют соли - хлоргидраты. Бумага, хлопчатобумажные, льняные и многие искусственные волокна под действием С. к. разрушаются.
Основной способ получения хлористого водорода - синтез из хлора и водорода. Синтез хлористого водорода протекает в соответствии с реакцией Н2 + 2С1-^2HCl + 44,126 ккал. Другими способами получения хлористого водорода являются хлорирование органических соединений, дегидрохлорирование органических хлорпроизводных и гидролиз нек-рых неорганических соединений с отщеплением хлористого водорода. Реже, в лаб. практике, применяют старый способ получения хлористого водорода взаимодействием поваренной соли с серной к-той.
Характерной реакцией на С. к. и ее соли является образование белого творожистого осадка хлорида серебра AgCl, растворимого в избытке водного р-ра аммиака:
HCl + AgN03 - AgCl + HN03; AgCl + 2NH4OH - [ Ag (NHs)2] Cl + + 2H20.
Хранят С. к. в стеклянной посуде с притертыми пробками в прохладном помещении.
В 1897 г. И. П. Павловым было установлено, что обкладочные клетки желудочных желез человека и других млекопитающих секретируют С. к. постоянной концентрации. Предполагают, что механизм секреции С. к. заключается в переносе ионов Н+ специфическим переносчиком на внешнюю поверхность апикальной мембраны внутриклеточных канальцев обкладочных клеток и в их поступлении после дополнительного превращения в желудочный сок (см.). Ионы С1~ из крови проникают в об-кладочную клетку при одновременном переносе иона бикарбоната НСО в противоположном направлении. Благодаря этому ионы С1~ поступают в обкладочную клетку против градиента концентрации и из нее - в желудочный сок. Обкладочные клетки секретируют раствор
С. к., концентрация к-рого составляет ок. 160 ммоль!л.
Библиография: Вольфкович С. И., Егоров А. П. и Эпштейн Д. А. Общая химическая технология, т. 1, с. 491 и др., М.-Л., 1952; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной, т. 3, с. 41, Л., 1977; Некрасов Б. В. Основы общей химии, т. 1 - 2, М., 1973; Неотложная помощь при острых отравлениях, Справочник по токсикологии, под ред. С. Н. Голикова, с. 197, М., 1977; Основы судебной медицины, под ред. Н. В. Попова, с. 380, М.-Л., 1938; Радбиль О. С. Фармакологические основы лечения болезней органов пищеварения, с. 232, М., 1976; Рем и Г. Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, с. 844, М., 1963; Руководство по судебно-медицинской экспертизе отравлений, под ред. Р. В. Бережного и др., с. 63, М., 1980.
Н. Г. Будковская; Н. В. Коробов (фарм.), А. Ф. Рубцов (суд.).
Как кислоты. Программа образования предусматривает запоминание учениками названий и формул шести представителей этой группы. И, просматривая предоставленную учебником таблицу, вы замечаете в списке кислот ту, которая стоит первой и заинтересовала вас в первую очередь, - соляную. Увы, на занятиях в школе ни свойства, ни любая другая информация о ней не изучается. Поэтому жаждущие получить знания вне школьной программы ищут дополнительные сведения во всяческих источниках. Но частенько многие не находят нужную информацию. И поэтому тема сегодняшней статьи посвящается именно данной кислоте.
Определение
Соляная кислота является сильной одноосновной кислотой. В некоторых источниках ее могут называть хлоро- и хлористоводородной, а также хлористым водородом.
Физические свойстваОна представляет собой бесцветную и дымящуюся на воздухе едкую жидкость (фото справа). Однако техническая кислота из-за наличия в ней железа, хлора и других добавок имеет желтоватый цвет. Самая большая ее концентрация при температуре 20 о С равняется 38%. Плотность соляной кислоты с такими параметрам равна 1,19г/см 3 . Но это соединение в разной степени насыщенности имеет совершенно разные данные. При уменьшении концентрации происходит снижение числового значения молярности, вязкости и температуры плавления, однако повышается удельная теплоемкость и температура кипения. Затвердевание соляной кислоты любой концентрации дает различные кристаллогидраты.
Все металлы, которые стоят до водорода в электрохимическом ряду их напряжения, могут взаимодействовать с этим соединением, образуя соли и выделяя газообразный водород. Если их заменить оксидами металлов, то продуктами реакции станут растворимая соль и вода. Такой же эффект будет и при взаимодействии соляной кислоты с гидроксидами. Если же к ней добавить любую соль металлов (например, карбонат натрия), остаток которой был взят из более слабой кислоты (угольной), то образуются хлорид этого металла (натрия), вода и газ, соответствующий кислотному остатку (в данном случае - углекислый).
Получение
Обсуждаемое сейчас соединение образуется, когда в воде растворяют газообразный хлороводород, который можно получить, сжигая водород в хлоре. Соляная кислота, которую получили при помощи такого способа, носит название синтетической. Также источником для добывания этого вещества могут служить абгазы. И такую соляную кислоту будут называть абгазной. В последнее время уровень производства соляной кислоты с помощью этого метода гораздо выше, чем ее получение синтетическим способом, хотя последний дает соединение в более чистом виде. Это все пути его добывания в промышленности. Однако в лабораториях соляную кислоту получают тремя способами (первые два отличаются только температурой и продуктами реакции) при помощи различных видов взаимодействия химических веществ, таких как:
- Воздействие насыщенной серной кислоты на хлорид натрия при температуре 150 о С.
- Взаимодействие приведенных выше веществ в условиях с температурой 550 о С и выше.
- Гидролиз хлоридов алюминия или магния.
Гидрометаллургия и гальванопластика не могут обойтись без использования соляной кислоты, где она нужна, чтобы очищать поверхность металлов при лужении и паянии и получать хлориды марганца, железа, цинка и других металлов. В пищевой промышленности это соединение знают как пищевую добавку E507 - там это регулятор кислотности, необходимый для того, чтобы изготовить сельтерскую (содовую) воду. Концентрированная соляная кислота также находится в желудочном соке любого человека и помогает переваривать пищу. Во время данного процесса ее степень насыщенности уменьшается, т.к. этот состав разбавляется едой. Однако при продолжительном голодании концентрация соляной кислоты в желудке понемногу увеличивается. А так как данное соединение очень едкое, это может привести к язве желудка.
Заключение
Соляная кислота может быть как полезной, так и вредной для человека. Ее попадание на кожу приводит к появлению сильных химических ожогов, а пары данного соединения раздражают дыхательные пути и глаза. Но если обращаться с этим веществом осторожно, оно может не раз пригодиться в
Цистерна с соляной кислотой
Одна из сильных одноосновных кислот и образуется при растворении газа хлороводорода (HCl) в воде, - прозрачная бесцветная жидкость с характерным запахом хлора. Разбавленная соляная кислота (также как и фосфорная) часто применяется для снятия оксидов при пайке металлов.
Иногда газообразное соединение HCl ошибочно называют соляной кислотой. HCl - это газ, который при растворении в воде образует соляную кислоту.
Хлороводород - бесцветный газ с резким удушливым запахом хлора. Он переходит в жидкое состояние при -84 0 C, а при -112 0 C - переходит в твёрдое состояние.
Хлороводород
очень хорошо растворяется в воде. Так при 0 0 C в 1л воды растворяется 500л хлороводорода.
В сухом состоянии газ хлороводород достаточно инертный, но уже может взаимодействовать с некоторыми органическими веществами, например с ацетиленом (газ, который выделяется при опускании карбида в воду).
Химические свойства соляной кислоты
Химическая реакция с металлами :
2HCl + Zn =ZnCl 2 + H 2 - образуется соль (в данном случае прозрачный раствор хлорид цинка) и водород
- химическая реакция с оксидами металлов :
2HCl + CuO = CuCl 2 + H 2 O - образуется соль (в данном случае раствор соли зёленого хлорида меди) и вода
- химическая реакция с основаниями и щелочами (или реакция нейтрализации)
HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - реакция нейтрализации, -образуется соль (в данном случае прозрачный раствор хлорид натрия) и вода.
- химическая реакция с солями (например, c мелом СaCO 3):
HCl + СaCO 3 = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O - образуется углекислый газ, вода и прозрачный раствор хлорида кальция CaCl 2 .
Получение соляной кислоты
Соляную кислоту получают с помощью химической реакции соединения :
H 2 + Cl 2 = HCl - реакция происходит при повышенной температуре
А также при взаимодействии поваренной соли и концентрированной серной кислотой:
H 2 SO 4 (конц.) + NaCl = NaHSO 4 + HCl
В этой реакции, если вещество NaCl - в твёрдом виде, то HCl - это газ хлороводород , который при растворении в воде образует соляную кислоту
Существуют сложные химические вещества, по химическому строению сходные с соляной кислотой, но при этом содержащие в молекуле от одного до четырёх атомов кислорода. Эти вещества можно назвать кислородсодержащими кислотами . С повышением числа атомов кислорода увеличивается стойкость кислоты и её окислительная способность.
К кислородсодержащим кислотам слудующие:
- хлорноватистая (HClO),
- хлористая (HClO 2),
- хлорноватая (HClO 3),
- хлорная (HClO 4).
Каждое из этих химических сложных веществ обладает всеми свойствами кислот и способна образовывать соли. Хлорноватистая кислота (HClO) образует гипохлориты , например, соединение NaClO - гипохлорит натрия. Сама хлорноватистая кислота образуется при растворении хлора в холодной воде по химической реакции:
H 2 O + Cl 2 = HCl + HClO,
Как видите, в этой реакции образуется сразу две кислоты - соляная HCl и хлорноватистая HClO. Но последняя - нестойкое химическое соединение и постепенно переходит в соляную кислоту;
Хлористая
HClO 2 образует хлориты
, соль NaClO 2 - хлорит натрия;
хлорноватая
(HClO 3) - хлораты
, соединение KClO 3 , - хлорат калия (или бертолетова соль
)- кстати, это вещество широко применяется при изготовления спичек .
И наконец самая сильная из известных одноосновных кислот - хлорная (HClO 4) - бесцветная, дымящаяся на воздухе, сильно гигроскопичная жидкость, - образует перхлораты , например, KClO 4 - перхлорат калия.
Соли, образованные хлорноватистой HClO и хлористой HClO 2 кислотами, в свободном состоянии не устойчивы и являются сильными окислителями в водных растворах. А вот соли, образованные хлорноватой HClO 3 и хлорной HClO 4 кислотами на основании щелочных металлов (например, таrже бертолетова соль KClO 3), - достаточно устойчивы и не проявляют окислительных свойств.
Соляная кислота - это одно из самых сильных и опасных для человека веществ в перечне АХОВ. Однако удивительно то, что она существует в организме каждого человека: соляная кислота является составной частью желудочного сока и играет важную роль в процессах пищеварения. В количестве 0,2% она способствует переходу пищевых масс из желудка в двенадцатиперстную кишку и обезвреживает микробов, попадающих в желудок из внешней среды. Она активирует также фермент пепсиноген, участвует в образовании секретина и некоторых других гормонов, стимулирующих деятельность поджелудочной железы. С этой целью её используют в медицине, назначая больным её раствор для повышения кислотности желудочного сока. В целом, соляная кислота имеет широкое применение в нашей жизни. Например, в тяжёлой промышленности - для получения хлоридов различных металлов, в текстильной промышленности - для получения синтетических красителей; для пищевой промышленности из неё изготавливают уксусную кислоту, для фармацевтической - активированный уголь. Она также входит в состав различных клеев и гидролизного спирта. Ее применяют для травления металлов, очистки различных сосудов, обсадных труб буровых скважин от карбонатов, окислов и др. осадков и загрязнений. В металлургии соляной кислотой обрабатывают руды, в кожевенной промышленности - кожу перед дублением и крашением. Транспортируют соляную кислоту в стеклянных бутылях или гуммированных (покрытых слоем резины) металлических сосудах, а также в полиэтиленовой посуде.
Что же она собой представляет в качестве химического вещества?
Соляная кислота, или хлористоводородная кислота, - это водный раствор хлористого водорода HCl, который представляет собой прозрачную бесцветную жидкость с острым запахом хлористого водорода. Техническая разновидность кислоты имеет желтовато-зеленый цвет из-за примесей хлора и солей железа. Максимальная концентрация соляной кислоты - около 36% HCl; такой раствор имеет плотность 1,18 г/см3. Концентрированная кислота на воздухе "дымит", так как выделяющийся газообразный HCl образует с водяным паром мельчайшие капельки соляной кислоты.
Несмотря на подобную характеристику, при контакте с воздухом соляная кислота не горюча и не взрывоопасна. Но при этом она является одной из самых сильных кислот и растворяет (с выделением водорода и образованием солей - хлоридов) все металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода. Хлориды образуются также при взаимодействии соляной кислоты с окислами и гидроокисями металлов. С сильными окислителями она ведет себя как восстановитель.
Соли соляной кислоты представляют собой хлориды и, за исключением AgCl, Hg2Cl2, хорошо растворимы в воде. К соляной кислоте устойчивы такие материалы, как стекло, керамика, фарфор, графит, фторопласт.
Получают соляную хлористого водорода в воде, который, в свою очередь, или непосредственно синтезируют из водорода и хлора, или получают действием серной кислоты на хлорид натрия.
Выпускаемая промышленностью (техническая) соляная кислота имеет крепость не менее 31% HCl (синтетическая) и 27,5% HCl (из NaCI). Торговую кислоту называют концентрированной, если она содержит 24% и больше HCl; если содержание HCl меньше, то кислота называется разбавленной.
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.