Chlorowodór - co to jest? Chlorowodór to bezbarwny gaz o ostrym zapachu. Łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas solny. Wzór chemiczny chlorowodoru to HCl. Składa się z atomu wodoru i chloru połączonych kowalencyjnym wiązaniem polarnym. Chlorowodór łatwo dysocjuje w rozpuszczalnikach polarnych, co zapewnia dobre właściwości kwasowe tego związku. Długość wiązania wynosi 127,4 nm.
Właściwości fizyczne
Jak wspomniano powyżej, w stanie normalnym chlorowodór jest gazem. Jest nieco cięższy od powietrza, a także ma higroskopijność, czyli przyciąga parę wodną bezpośrednio z powietrza, tworząc gęste obłoki pary. Z tego powodu mówi się, że chlorowodór „dymi” w powietrzu. Jeśli ten gaz zostanie schłodzony, to w temperaturze -85 ° C skrapla się, a przy -114 ° C staje się ciałem stałym. W temperaturze 1500 ° C rozkłada się na proste substancje (w oparciu o wzór chlorowodoru, na chlor i wodór).
Roztwór HCl w wodzie nazywa się kwasem solnym. jestjest bezbarwną, żrącą cieczą. Czasami ma żółtawy odcień z powodu zanieczyszczeń chloru lub żelaza. Ze względu na higroskopijność maksymalne stężenie w temperaturze 20°C wynosi 37-38% wag. Od tego zależą również inne właściwości fizyczne: gęstość, lepkość, temperatura topnienia i wrzenia.
Właściwości chemiczne
Sam chlorowodór zwykle nie reaguje. Dopiero w wysokich temperaturach (powyżej 650 °C) reaguje z siarczkami, węglikami, azotkami i borkami oraz tlenkami metali przejściowych. W obecności kwasów Lewisa może wchodzić w interakcje z wodorkami boru, krzemu i germanu. Ale jego wodny roztwór jest znacznie bardziej aktywny chemicznie. Ze względu na swój wzór chlorowodór jest kwasem, więc ma niektóre właściwości kwasów:
Oddziaływanie z metalami (które są w elektrochemicznym szeregu napięć do wodoru):
Fe + 2HCl=FeCl2 + H2
Interakcja z tlenkami amfoterycznymi i zasadowymi:
BaO + 2HCl=BaCl2 + H2O
Interakcja z zasadami:
NaOH + HCl=NaCl + H2O
Interakcja z niektórymi solami:
Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + H2O + CO 2
Podczas interakcji z amoniakiem powstaje sól chlorku amonu:
NH3 + HCl=NH4Cl
Ale kwas solny nie wchodzi w interakcje z ołowiem z powodu pasywacji. Wynika to z tworzenia się na powierzchni metalu warstwy chlorku ołowiu, która jest nierozpuszczalnaw wodzie. W ten sposób warstwa ta chroni metal przed dalszym oddziaływaniem z kwasem solnym.
W reakcjach organicznych może dodawać wiązania wielokrotne (reakcja hydrohalogenacji). Może również reagować z białkami lub aminami, tworząc sole organiczne – chlorowodorki. Włókna sztuczne, takie jak papier, ulegają zniszczeniu podczas interakcji z kwasem solnym. W reakcjach redoks z silnymi środkami utleniającymi chlorowodór jest redukowany do chloru.
Mieszanina stężonego kwasu solnego i azotowego (3 do 1 objętościowo) nazywana jest „aqua regia”. Jest niezwykle silnym środkiem utleniającym. Ze względu na tworzenie się w tej mieszaninie wolnego chloru i nitrozylu, woda królewska może nawet rozpuszczać złoto i platynę.
Odbierz
Wcześniej w przemyśle kwas solny był wytwarzany w reakcji chlorku sodu z kwasami, zwykle siarkowymi:
2NaCl + H2SO4=2HCl + Na2SO 4
Ale ta metoda nie jest wystarczająco wydajna, a czystość powstałego produktu jest niska. Teraz stosuje się inną metodę otrzymywania (z prostych substancji) chlorowodoru według wzoru:
H2 + Cl2=2HCl
Aby wdrożyć tę metodę, istnieją specjalne instalacje, w których oba gazy są dostarczane w ciągłym strumieniu do płomienia, w którym zachodzi interakcja. Wodór jest dostarczany w niewielkim nadmiarze, aby cały chlor przereagował i nie zanieczyścił powstałego produktu. Chlorowodór jest następnie rozpuszczany w wodzie z wytworzeniem kwasu chlorowodorowego.kwas.
W laboratorium możliwe są bardziej zróżnicowane metody przygotowania, na przykład hydroliza halogenków fosforu:
PCl5 + H2O=POCl3 + 2HCl
Kwas chlorowodorowy można również otrzymać przez hydrolizę krystalicznych hydratów niektórych chlorków metali w podwyższonych temperaturach:
AlCl3 6H2O=Al(OH)3 + 3HCl + 3H 2O
Ponadto chlorowodór jest produktem ubocznym reakcji chlorowania wielu związków organicznych.
Aplikacja
Sam chlorowodór nie jest stosowany w praktyce, ponieważ bardzo szybko wchłania wodę z powietrza. Prawie cały wytworzony chlorowodór jest wykorzystywany do produkcji kwasu chlorowodorowego.
Jest używany w metalurgii do czyszczenia powierzchni metali, a także do uzyskiwania czystych metali z ich rud. Dzieje się to poprzez przekształcenie ich w chlorki, które można łatwo przywrócić. Na przykład otrzymuje się tytan i cyrkon. Kwas jest szeroko stosowany w syntezie organicznej (reakcje hydrohalogenacji). Również czysty chlor jest czasami otrzymywany z kwasu chlorowodorowego.
Jest również stosowany w medycynie jako lek zmieszany z pepsyną. Jest przyjmowany z niewystarczającą kwasowością żołądka. Kwas solny jest stosowany w przemyśle spożywczym jako dodatek E507 (regulator kwasowości).
Bezpieczeństwo
W wysokich stężeniach kwas solny działa żrąco. Kontakt ze skórą powoduje oparzenia chemiczne. Wdychanie gazowego chlorowodoru powodujekaszel, krztuszenie się, a w ciężkich przypadkach nawet obrzęk płuc, który może prowadzić do śmierci.
Według GOST ma drugą klasę zagrożenia. Chlorowodór jest klasyfikowany zgodnie z NFPA 704 jako trzecia z czterech kategorii zagrożeń. Krótkotrwałe narażenie może skutkować poważnymi, przejściowymi lub umiarkowanymi skutkami rezydującymi.
Pierwsza pomoc
Jeśli kwas solny dostanie się na skórę, ranę należy przemyć dużą ilością wody i słabym roztworem zasady lub jej soli (np. sody).
Jeśli opary chlorowodoru dostaną się do dróg oddechowych, ofiara musi zostać wyniesiona na świeże powietrze i wdychana z tlenem. Następnie przepłucz gardło, oczy i nos 2% roztworem wodorowęglanu sodu. Jeśli kwas solny dostanie się do oczu, to potem warto ociekać je roztworem nowokainy i dikainy z adrenaliną.
