Урок №19. Соляная кислота и её соли
Соляная кислота
Физические свойства:
Концентрированная соляная кислота – это бесцветный раствор, сильно дымящий во влажном воздухе, с резким запахом.
Получение соляной кислоты:
Соляная кислота HCl получается при растворении газа хлороводорода воде. Хлороводород можно получить действием концентрированной серной кислоты на поваренную соль.
NaCl + H 2 SO 4 = HCl↑ + NaHSO 4 (хлороводород + гидросульфат натрия)
Химические свойства:
2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2
3) с оксидами металлов :
MgO + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O
4) с основаниями и аммиаком :
HCl + KOH = KCl + H 2 O
3HCl + Al(OH) 3 = AlCl 3 + 3H 2 O
HCl + NH 3 = NH 4 Cl
5) с солями :
CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑
HCl + AgNO 3 = AgCl↓ + HNO 3
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O
Ba(OH) 2 + 2HCl = BaCl 2 + 2H 2 O
Pb(NO 3 ) 2 + 2HCl = PbCl 2 ↓ + 2HNO 3
Большинство хлоридов растворимы в воде (за исключением хлоридов серебра, свинца и одновалентной ртути).
Применение соляной кислоты и ее солей:
1. Соляная кислота входит в состав желудочного сока и способствует перевариванию белковой пищи у человека и животных.
2. Хлороводород и соляная кислота используются для производства лекарств, красителей, растворителей, пластмасс.
3. Применение основных солей соляной кислоты:
Задания для повторения и закрепления
№1. Осуществите превращения по схеме:
HCl → Cl 2 → AlCl 3 → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → AlCl 3 → Cl 2
№2. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в следующей реакции:
HCl + KClO 3 → KCl + H 2 O + Cl 2
Укажите окислитель и восстановитель; процессы окисления и восстановления.
Какое количество алюминия прореагирует с избытком соляной кислоты для получения 5,6 л водорода (н.у.)?
Соляная кислота
Характеристики и физические свойства соляной кислоты
Основные физические свойства соляной кислоты приведены в таблице:
Температура плавления, o С
Температура кипения, o С
Энтальпия образования, кДж/моль
Удельная теплоемкость, кДж/(кг×К)
Получение соляной кислоты
Соляная кислота получается растворением в воде хлороводорода. В настоящее время основным способом промышленного получения хлороводорода является синтез его из водорода и хлора:
Этот процесс осуществляют в специальных установках, в которых смесь водорода и хлора непрерывно образуется и тут же сгорает ровным пламенем. Тем самым достигается спокойное (без взрыва) протекание реакции. Исходным сырьем для получения хлороводорода служат хлор и водород, образующиеся при электролизе раствора хлорида натрия.
Большие количества соляной кислоты получают также в качестве побочного продукта хлорирования органических соединений согласно уравнению реакции, представленному ниже:
где R – углеводородный радикал.
Химические свойства соляной кислоты
Соляная кислота – сильный электролит. Для нее характерны следующие химические свойства, общие для всех кислот:
— способность взаимодействовать с основаниями с образованием солей:
— способность взаимодействовать с некоторыми металлами с выделением водорода (разбавленный раствор):
— способность вступать в реакции взаимодействия с основными и амфотерными оксидами с образованием солей и воды:
— способность взаимодействовать с солями более слабых кислот:
— способность изменять цвета индикаторов, в частности, вызывать красную окраску лакмуса;
При диссоциации соляной кислоты образуются ионы водорода:
Нагревание смеси растворов соляной и азотной кислот до температуры 100-150 o С приводит к образованию очень сильного окислителя — соединения, которое называют «царская водка»:
Соляная кислота в окислительно-восстановительных реакциях может выступать и как восстановитель (за счет хлорид-аниона Cl — ) и как окислитель (за счет катиона водорода H + ). Уравнения ОВР с участием соляной кислоты приведены ниже:
Применение соляной кислоты
Соляная кислота – одна из важнейших кислот в химической практике. Ежегодное мировое производство соляной кислоты исчисляется миллионами тонн. Широкое применение находят также многие её соли.
Соляная кислота применяется в таких областях народного хозяйства как гидрометаллургия и гальванопластика, для травления, декапирования и лужения поверхности металлов; пищевом производстве, как регулятор кислотности (добавка Е507); в медицине, в качестве лекарства (смесь с ферментом пепсином) при недостаточной кислотности желудка.
Примеры решения задач
| Задание | Рассчитайте рН 0,001 М раствора соляной кислоты. |
| Решение | Для раствора сильной кислоты: |
По аналогии с раствором сильной кислоты для раствора сильного основания:
Название вещества HCl: применение, получение, химические свойства
Краткие сведения
Вам будет интересно: Специальности по предметам ЕГЭ. Что нужно сдать, чтобы получить профессию своей мечты?
Тривиальное название вещества HCL – соляная кислота. По-другому ее еще называют хлороводородная кислота. Это очень сильное одноосновное неорганическое вещество, востребованное на любом производстве. Класс вещества HCL – кислота. В чистом виде она жидкая, бесцветная и не имеет запаха. Если кислота имеет желтый оттенок, значит, в ней есть примеси.
Пары водорода, выделяющиеся из этого вещества, образуют кислотный туман с влажным воздухом, поэтому HCL называют «дымящей». У соляной кислоты молекулярная кристаллическая решетка, поэтому между молекулами вещества с формулой HCl не ионная связь, а ковалентная полярная.
Правила техники безопасности при работе с соляной кислотой
Соляная кислота очень опасна: она может вызвать ожоги на коже, разъедает органические вещества и металлы, поэтому необходимо строго соблюдать правила техники безопасности при работе с ней. Химик-лаборант всегда должен носить защитную одежду, резиновые перчатки и маску для защиты глаз от прямого попадания даже паров вещества.
Если кислота случайно пролилась, нужно нейтрализовать ее щелочью (гидроксиды натрия и калия) и смыть большим количеством воды. Перемещать HCl рекомендуется в стеклянной или пластиковой емкости, которая должна герметично закрываться.
История
Название вещества HCl (соляная кислота) впервые в 1595 году упоминает немецкий врач и химик Либавий Андреас в своей книге «Алхимия», а в 17-м веке о нем говорит монах-алхимик Василий Валентин. В то время перегоняли смесь поваренной соли (хлорид натрия), железного купороса и квасцов для получения хлороводородной кислоты для ремесленных и алхимических целей.
Более тщательно название вещества HCl разобрал немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер. Он предложил способ получения этого вещества из поваренной соли и серной кислоты. Также химик рекомендовал использовать эту кислоту вместо уксуса в блюдах.
Получение
В производстве соляную кислоту получают из газообразного HCl (синтетический способ получения хлороводородной кислоты). Также вещество с названием HCl получают при взаимодействии водорода с хлором при повышенной температуре.
При реагировании поваренной соли и концентрированной серной кислоты также образуется хлороводородная кислота (гидросульфатный способ получения кислоты в лаборатории). Однако если хлорид натрия берется в твердом виде, то получается летучий хлороводород, который необходимо растворить в воде, чтобы получить полноценную соляную кислоту.
С какими веществами реагирует HCL
HCl активно реагирует:
Применение
Описание соляной кислоты: формула, свойства и применение
Кислоты – это химические соединения способные отдавать протон или принимать электронную пару с образованием ковалентной связи. Данный класс веществ имеет различные классификации: по числу атомов водорода, по происхождению, по силе. Соляная кислота является сильной, одноосновной неорганической кислотой.
Формула и другие названия соляной кислоты
В состав соляной кислоты входят два химических элемента: хлор и водород. Данная кислота состоит из двух атомов и имеет формулу: HCl. Стоит отметить, что соляная кислота – это тривиальное название (т.е. название, применяемое в обиходной речи химиков, не отражающее состава). По международной номенклатуре ИЮПАК вещество с формулой HCl принято называть хлороводородной кислотой. Иногда HCl называют хлористоводородной кислотой или хлористым водородом, также приемлемо название – хлорид водорода.
Физические свойства
Физические свойства HCl коррелируют с концентрацией данного соединения в растворе. Для того, чтобы не перегружаться цифрами, рассмотрим физические свойства хлористого водорода на примере его концентрированной формы (около 36%):
Химические свойства
Химические свойства хлорида водорода можно подразделить на общие (характерные для всех соединений, основным свойство которых является отдача протона) и специфические (характерные только для HCl). Общие свойства:
Специфические свойства соляной кислоты:
Получение соляной кислоты
Промышленный способ получения хлористого водорода заключается в горении водорода в хлоре и последующим растворением образовавшегося вещества в воде. Существует и другой способ получения хлороводородной кислоты, применяемый в лабораторных условиях. Суть способа заключается в реакции поваренной соли(NaCl) с концентрированно серной кислотой при нагревании. В результате получаются следующие соединения: гидросульфат натрия и хлорид водорода, если провести химическое взаимодействие между образовавшимися продуктами, то образуется сульфат натрия и 2 молекулы хлористого водорода. Приведем общее уравнение реакции: 2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl.
Области применения
Хлорид водорода является ключевым реагентом в химической промышленности, однако данное соединение нашло себе применение во многих отраслях человеческого деятельности.
В химической промышленности
В химической промышленности хлористый водород применяют для синтез хлорорганических соединений, а хлорсодержащих солей различных металлов.
В металлургии
В металлургии HCl используется с целью очистки металла после лужения (процесса нанесения олова с целью защиты металла от коррозии).
В пищевой промышленности
33% раствор HCl активно применяют в пищевом производстве в качестве регулятора pH, предназначенного для очистки воды.
В быту
В домохозяйстве HCl используют в составе моющих, хлорсодержащих средств.
В сельском хозяйстве
В сельскохозяйственной деятельности HCl применяется в составе хлорорганических веществ, которые используются в качестве органических ядохимикатов.
В медицине
В медицинской практике применяют слабые растворы хлористого водорода с целью улучшения пищеварения.
В строительстве
В строительстве HCl используют для очистки красного кирпича от грязи. Также использование растворов HCl повышает морозостойкость и влагостойкость бетонных конструкций, что способствует постройке более долгоживущих зданий.
Интересные факты
Приведем ряд фактов о хлороводородной кислоте, которые удивят обывателя:
Реакция металлов с соляной кислотой: признак взаимодействия цинка, железа и меди
Известно доказанный факт, что соляная кислота взаимодействует с активными металлами. При этом часть веществ способна реагировать на такое соединение, другая часть остается нетронутой.
Неактивные металлы не могут реагировать на вещество: к ним относят золото, серебро, ртуть.
Соляная кислота представляет собой соединение хлора и водорода. Путем растворения в воде газообразного вещества под названием хлороводород получается данное соединение.
Ионы водорода при таком уравнении исполняют роль окислителя, что вызывает реакцию у активных металлов.
Какие вещества вступают в реакцию с соляной кислотой
На вступительных экзаменах по химии часто можно встретить задание на определение веществ, которые способны реагировать на соляную кислоту.
Кроме того, задание «составьте уравнение» нередко вызывает страх в глазах выпускников.
Чтобы не путаться с химическими задачами, рекомендуется подробнее изучить информацию о взаимодействии с данным соединением.
Все существующие вещества можно поделить на металлы, вытесняющие водород из соединения, не вытесняющие водород, а также активные и неактивные металлы.
В реакцию с соляной кислотой вступают такие вещества:
Признак взаимодействия с цинком, железом и другими металлами
Если курс школьной химии был успешно забыт, можно вспомнить о том, какие бывают признаки взаимодействия металлов, вступающих в реакцию с соляной кислотой.
Чтобы экспериментальные опыты не вызвали несчастного случая, рекомендуется заранее открыть все окна, вооружиться защитной одеждой, чтобы кожа рук была закрыта.
Также рекомендуется использовать перчатки и повязку на лицо.
Обратите внимание! Ниже будет рассказано о том, какие признаки говорят о вступлении в реакцию элементов с соединением.
Чтобы не проводить наглядные опыты, можно воспользоваться теоретической информацией.
Рассмотрим, что происходит, если добавить немного кислоты на определенный вид металла:
| Металл | Признак взаимодействия |
| Цинк | Если опустить этот металл серебристого цвета в пробирку с указанным веществом, можно постепенно наблюдать выделение небольшого количества пузырьков и водорода. |
В результате возникает хлорид цинка ZnCl₂
Реакция происходит медленно, однако, если пробирку подогреть, то процесс пойдет быстрее
На поверхности этого металла, относящегося к щелочной группе, можно увидеть маленькие пузыри
Также выделяется газообразный водород. Такая реакция происходит при условии нагревания до 350 градусов, а в качестве катализатора выступает медь
Как составить уравнение реакции
Одно из самых распространенных заданий на экзаменах и в контрольных работах – составить уравнение на реакцию HCl, в данном случае – соляной, с другими веществами или соединениями.
Чтобы не запутаться в решении, предлагаем несколько советов и шпаргалок для легкого запоминания:
Составить уравнение несложно, важно изначально правильно обозначить буквенные символы каждого элемента или вещества.
Для правильного уравновешивания формулы пользуются правилами школьного курса химии, основанными на математическом принципе расстановки коэффициентов.
