Хло́роводоро́д[2], (гидрохлорид, хло́ристый водоро́д[3], хлорид водорода, 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 переходит в твёрдое состояние. В твёрдом состоянии хлороводород существует в виде двух кристаллических модификаций: ромбической, устойчивой ниже −174,75 °C, и кубической.
Хлороводород | |||
---|---|---|---|
| |||
Общие | |||
Систематическое наименование |
Хлороводород | ||
Традиционные названия | Гидрохлорид, хлористый водород | ||
Хим. формула | HCl | ||
Рац. 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 | |||
Температура | |||
• плавления | −114,22 °C | ||
• кипения | −85,1 °C | ||
• разложения | 1500 °C | ||
Критическая точка | 51,4 °C | ||
Энтальпия | |||
• образования | -92,31 кДж/моль | ||
Давление пара | 40,5 ± 0,1 атм[1] | ||
Химические свойства | |||
Константа диссоциации кислоты | -4; -7 | ||
Растворимость | |||
• в воде | 72,47 (20 °C) | ||
Классификация | |||
Рег. номер CAS | 7647-01-0 | ||
PubChem | 18348331 и 313 | ||
Рег. номер EINECS | 231-595-7 | ||
SMILES | |||
InChI | |||
RTECS | MW4025000 | ||
ChEBI | 17883 | ||
Номер ООН | 1050 | ||
ChemSpider | 307 | ||
Безопасность | |||
Предельная концентрация | 5 мг/м³[2] | ||
ЛД50 | 238 мг/кг | ||
Токсичность | Очень токсичен, СДЯВ | ||
Пиктограммы СГС | |||
NFPA 704 | |||
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
Медиафайлы на Викискладе |
Свойства
Водный раствор хлористого водорода называется соляной кислотой. При растворении в воде протекают следующие процессы:
- .
Процесс растворения сильно экзотермичен. С водой образует азеотропную смесь, содержащую 20,24 % .
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:
- ,
- .
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) (), хлорид серебра (), хлорид ртути(I) (, каломель) и хлорид меди(I) ().
При действии сильных окислителей или при электролизе хлороводород проявляет восстановительные свойства:
- .
При нагревании хлороводород окисляется кислородом (катализатор — хлорид меди(II) ):
- .
Концентрированная соляная кислота реагирует с медью, при этом образуется комплекс одновалентной меди:
- .
Смесь 3 объёмных 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:
- .
Благодаря высокой концентрации хлорид-ионов в растворе металл связывается в хлоридный комплекс, что способствует его растворению:
- [4].
Присоединяется к серному ангидриду, образуя хлорсульфоновую кислоту :
- .
Для хлороводорода также характерны реакции присоединения к кратным связям (электрофильное присоединение):
- ,
- .
Получение
В лабораторных условиях хлороводород получают, воздействуя концентрированной серной кислотой на хлорид натрия (поваренную соль) при слабом нагревании:
- .
также можно получить гидролизом ковалентных хлоридов, таких, как хлорид фосфора(V), тионилхлорид (), и гидролизом хлорангидридов карбоновых кислот:
- ,
- .
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:
- + 184,7 кДж.[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.
Ещё в лаборатории можно получить хлороводород взаимодействием воды с хлором под действием прямого солнечного света в присутствии солей кобальта. Вместо прямого солнечного света можно использовать лампу высокой мощности:
Для того, чтобы получить хлороводород взаимодействием воды с хлором, не используя свет от лампы высокой мощности и соли кобальта, то нужно взаимодействовать воду с бромом в присутствии света от обычной лампы или при кипении. Затем нужно взаимодействовать полученный бромоводород с хлором, охладить смесь хлороводорода и брома для того, чтобы отделить жидкий бром от хлороводорода и отгонять полученный хлороводород в другую ёмкость с водой для получения соляной кислоты:
Применение
Водный раствор широко используется для получения хлоридов, для травления металлов, очистки поверхности сосудов, скважин от карбонатов, обработки руд, при производстве каучуков, глутамата 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.
Физиологическое действие
Хлороводород (Гидрохлорид, хлористый водород, HCl) особо токсичен, числится в списке сильнодействующих ядовитых веществ, относится к третьему классу опасности и в высоких концентрациях обладает удушающим действием.
Вдыхание хлороводорода в больших количествах может привести к кашлю, воспалению носа, горла и верхних дыхательных путей, а в тяжёлых случаях — к отёку легких, нарушению работы кровеносной системы и даже смертельному исходу. 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[2].
В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 ПДК хлористого водорода в воздухе рабочей зоны составляет 5 мг/м³.
Примечания
Литература
Ссылки
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.