Молекулярная масса соляной кислоты равна
Содержание
- 1 Содержание
- 2 История [ править | править код ]
- 3 Физические свойства [ править | править код ]
- 4 Химические свойства [ править | править код ]
- 5 Получение [ править | править код ]
- 6 Применение [ править | править код ]
- 7 Особенности обращения [ править | править код ]
- 8 Молярная масса соляной кислоты
- 9 Примеры решения задач
Соляная кислота | |
---|---|
![]() |
|
|
|
Систематическое наименование |
Хлороводородная кислота |
Хим. формула | H2O:HCl |
Рац. формула | HCl |
Физические свойства | |
Состояние | бесцветная жидкость |
Молярная масса | 36.46 г/моль |
Плотность | 1.19 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура | |
• плавления | -30 °C |
• кипения | 48 °C |
Энтальпия | |
• образования | -605.22 кДж/моль |
Химические свойства | |
Константа диссоциации кислоты p K a |
-10 |
Растворимость | |
• в воде | смешивается |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 7647-01-0 |
Рег. номер EINECS | 933-977-5 |
Кодекс Алиментариус | E507 |
RTECS | MW4025000 |
Безопасность | |
NFPA 704 | |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Медиафайлы на Викискладе |
Соля́ная кислота́ (также хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная кислота) — раствор хлороводорода ( HCl ) в воде, сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящаяся» на воздухе (техническая соляная кислота — желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.). В концентрации около 0,5 % присутствует в желудке человека. Соли соляной кислоты называются хлоридами.
Содержание
История [ править | править код ]
Впервые хлороводород получил алхимик Василий Валентин, нагрев гептагидрат сульфата железа с поваренной солью и назвав полученное вещество «духом соли» (лат. spiritus salis ). Иоганн Глаубер в XVII в. получил соляную кислоту из поваренной соли и серной кислоты. В 1790 году британский химик Гемфри Дэви получил хлороводород из водорода и хлора, таким образом установив его состав. Возникновение промышленного производства соляной кислоты связано с технологией получения карбоната натрия: на первой стадии этого процесса поваренную соль вводили в реакцию с серной кислотой, в результате чего выделялся хлороводород. В 1863 году в Англии был принят закон «Alkali Act», согласно которому запрещалось выбрасывать этот хлороводород в воздух, а необходимо было пропускать его в воду. Это привело к развитию промышленного производства соляной кислоты. Дальнейшее развитие произошло благодаря промышленным методам получения гидроксида натрия и хлора путём электролиза растворов хлорида натрия [1] .
Физические свойства [ править | править код ]
Физические свойства соляной кислоты сильно зависят от концентрации растворённого хлороводорода:
Конц. (вес), мас. % | Конц. (г/л), кг HCl/м³ |
Плотность, кг/л |
Молярность, M |
Водородный показатель (pH) |
Вязкость, мПа·с |
Удельная теплоемкость, кДж/(кг·К) |
Давление пара, Па |
Т. кип., °C |
Т. пл., °C |
10 % | 104,80 | 1,048 | 2,87 | −0,4578 | 1,16 | 3,47 | 0,527 | 103 | −18 |
20 % | 219,60 | 1,098 | 6,02 | −0,7796 | 1,37 | 2,99 | 27,3 | 108 | −59 |
30 % | 344,70 | 1,149 | 9,45 | −0,9754 | 1,70 | 2,60 | 1,410 | 90 | −52 |
32 % | 370,88 | 1,159 | 10,17 | −1,0073 | 1,80 | 2,55 | 3,130 | 84 | −43 |
34 % | 397,46 | 1,169 | 10,90 | −1,0374 | 1,90 | 2,50 | 6,733 | 71 | −36 |
36 % | 424,44 | 1,179 | 11,64 | −1,06595 | 1,99 | 2,46 | 14,100 | 61 | −30 |
38 % | 451,82 | 1,189 | 12,39 | −1,0931 | 2,10 | 2,43 | 28,000 | 48 | −26 |
При 20 °C, 1 атм (101 кПа)
При низкой температуре хлороводород с водой даёт кристаллогидраты составов HCl ⋅ H 2 O (т. пл. −15,4 °С), HCl ⋅ 2 H 2 O
(т. пл. −18 °С), HCl ⋅ 3 H 2 O
(т. пл. –25 °С), HCl ⋅ 6 H 2 O
(т. пл. −70 °С). При атмосферном давлении (101,3 кПа) хлороводород с водой образуют азеотропную смесь с т. кип. 108,6 °С и содержанием HCl
20,4 мас. % [2] .
Химические свойства [ править | править код ]
- Взаимодействие с металлами, стоящими в ряду электрохимических потенциалов до водорода, с образованием соли и выделением газообразного водорода:
2NaCl + H2 ^>>>”> 2 Na + 2 HCl ⟶ 2 NaCl + H 2 ↑ <displaystyle <ce <2Na + 2HCl ->2NaCl + H2 ^>>>2NaCl + H2 ^>>>"/> , MgCl2 + H2 ^>>>"> Mg + 2 HCl ⟶ MgCl 2 + H 2 ↑ <displaystyle <ce
MgCl2 + H2 ^>>>"/> , 2AlCl3 + 3H2 ^>>>"> 2 Al + 6 HCl ⟶ 2 AlCl 3 + 3 H 2 ↑ <displaystyle <ce <2Al + 6HCl ->2AlCl3 + 3H2 ^>>>
2AlCl3 + 3H2 ^>>>"/> .
- Взаимодействие с оксидамиметаллов с образованием растворимой соли и воды:
2NaCl + H2O>>>"> Na 2 O + 2 HCl ⟶ 2 NaCl + H 2 O <displaystyle <ce 2NaCl + H2O>>>"/> , MgCl2 + H2O>>>"> MgO + 2 HCl ⟶ MgCl 2 + H 2 O <displaystyle <ce
MgCl2 + H2O>>>"/> , 2AlCl3 + 3H_2O>>>"> Al 2 O 3 + 6 HCl ⟶ 2 AlCl 3 + 3 H 2 O <displaystyle <ce
2AlCl3 + 3H_2O>>>"/> .
- Взаимодействие с гидроксидамиметаллов с образованием растворимой соли и воды(реакция нейтрализации):
NaCl + H2O>>>"> NaOH + HCl ⟶ NaCl + H 2 O <displaystyle <ce NaCl + H2O>>>"/> , BaCl2 + 2H_2O>>>"> Ba ( OH ) 2 + 2 HCl ⟶ BaCl 2 + 2 H 2 O <displaystyle <ce BaCl2 + 2H_2O>>>
BaCl2 + 2H_2O>>>"/> , AlCl3 + 3H_2O>>>"> Al ( OH ) 3 + 3 HCl ⟶ AlCl 3 + 3 H 2 O <displaystyle <ce AlCl3 + 3H_2O>>>
AlCl3 + 3H_2O>>>"/> .
- Взаимодействие с солямиметаллов, образованных более слабыми кислотами, например угольной:
2NaCl + H2O + CO2 ^>>>"> Na 2 CO 3 + 2 HCl ⟶ 2 NaCl + H 2 O + CO 2 ↑ <displaystyle <ce 2NaCl + H2O + CO2 ^>>>"/> .
- Взаимодействие с сильными окислителями (перманганат калия, диоксид марганца) с выделением газообразного хлора:
5Cl_2 ^ + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O>>>"> 2 KMnO 4 + 16 HCl ⟶ 5 Cl 2 ↑ + 2 MnCl 2 + 2 KCl + 8 H 2 O <displaystyle <ce <2KMnO4 + 16HCl ->5Cl_2 ^ + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O>>>5Cl_2 ^ + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O>>>"/> .
NH4Cl>>>"/> .
- Качественной реакцией на соляную кислоту и её соли является её взаимодействие с нитратом серебра, при котором образуется белый творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте[4] :
AgCl v + HNO3>>>"> HCl + AgNO 3 ⟶ AgCl ↓ + HNO 3 <displaystyle <ce AgCl v + HNO3>>>"/> .
Получение [ править | править код ]
Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в воде. Хлороводород получают сжиганием водорода в хлоре, полученная таким способом кислота называется синтетической. Также соляную кислоту получают из абгазов — побочных газов, образующихся при различных процессах, например, при хлорировании углеводородов. Хлороводород, содержащийся в этих газах, называется абгазным, а полученная таким образом кислота — абгазной. В последние десятилетия доля абгазной соляной кислоты в объёме производства постепенно увеличивается, вытесняя кислоту, полученную сжиганием водорода в хлоре. Но полученная методом сжигания водорода в хлоре соляная кислота содержит меньше примесей и применяется при необходимости высокой чистоты.
В лабораторных условиях используется разработанный ещё алхимиками способ, заключающийся в действии концентрированной серной кислоты на поваренную соль:
^<circ >< ext[150
При температуре выше 550 °C и избытке поваренной соли возможно взаимодействие:
^<circ >< ext[550
Возможно получение путём гидролиза хлоридов магния, алюминия (нагревается гидратированная соль):
^<circ >< ext
^<circ >< ext[t,
^<circ >< ext
^<circ >< ext[t,
Эти реакции могут идти не до конца с образованием основных хлоридов (оксихлоридов) переменного состава, например:
Mg2OCl2 + 2HCl>>>"> 2 MgCl 2 + H 2 O ⟶ Mg 2 OCl 2 + 2 HCl <displaystyle <ce <2MgCl2 + H2O ->Mg2OCl2 + 2HCl>>> Mg2OCl2 + 2HCl>>>"/> [5]
Хлороводород хорошо растворим в воде. Так, при 0 °C 1 объём воды может поглотить 507 объёмов HCl <displaystyle <ce
, что соответствует концентрации кислоты 45 %. Однако при комнатной температуре растворимость HCl <displaystyle <ce
ниже, поэтому на практике обычно используют 36-процентную соляную кислоту.
Применение [ править | править код ]
Промышленность [ править | править код ]
- Применяется в гидрометаллургии и гальванопластике (травление, декапирование), для очистки поверхности металлов при пайке и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. В смеси с поверхностно-активными веществами используется для очистки керамических и металлических изделий (тут необходима ингибированная кислота) от загрязнений и дезинфекции.
- В пищевой промышленности зарегистрирована как регулятор кислотности (пищевая добавка E507). Применяется для изготовления зельтерской (содовой) воды.
Медицина [ править | править код ]
- Естественная составная часть желудочного сока человека. В концентрации 0,3—0,5 %, обычно в смеси с ферментом пепсином, назначается внутрь при недостаточной кислотности.
Особенности обращения [ править | править код ]
Высококонцентрированная соляная кислота — едкое вещество, при попадании на кожу вызывает сильные химические ожоги. Особенно опасно попадание в глаза. Для нейтрализации ожогов применяют раствор слабого основания, или соли слабой кислоты, обычно питьевой соды.
При открывании сосудов с концентрированной соляной кислотой пары хлороводорода, притягивая влагу воздуха, образуют туман, раздражающий глаза и дыхательные пути человека.
В РФ оборот соляной кислоты концентрации 15 % и более — ограничен [6] .
Молярная масса соляной кислоты
Во втором случае оно представляет собой бесцветный газ, хорошо растворимый в воде, а в первом – раствор сильной кислоты (35-36%). Строение молекулы соляной кислоты, а также её структурная формула приведены на рис. 1. Плотность – 1,6391 г/л (н.у.). Температура плавления равна – (-114,0 o С), кипения – (-85,05 o С).
Рис. 1. Структурная формула и пространственное строение молекулы соляной кислоты.
Брутто-формула соляной кислоты – HCl. Как известно, молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).
Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);
Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.
Молярная масса (М) – это масса 1 моль вещества. Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы Mr равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:
Это означает, что молярная масса соляной кислоты равна 36,5 г/моль.
Молярную массу вещества в газообразном состоянии можно определить, используя понятие о его молярном объеме. Для этого находят объем, занимаемый при нормальных условиях определенной массой данного вещества, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества при тех же условиях.
Для достижения данной цели (вычисление молярной массы) возможно использование уравнения состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):
где p – давление газа (Па), V – объем газа (м 3 ), m – масса вещества (г), M – молярная масса вещества (г/моль), Т – абсолютная температура (К), R – универсальная газовая постоянная равная 8,314 Дж/(моль×К).
Примеры решения задач
Задание | Составьте формулу оксида азота, если массовая доля азота в нём – 30%, а кислорода – 70%. |
Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: |
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.
Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (азот) и «у» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел):
Значит формула соединения азота с кислородом будет иметь вид NO2. Это оксид азота (IV).
Задание | Определите формулу гидроксида железа, если массовые доли составляющих его элементов равны 62,2% (Fe), 35,6% (О) и 2,2% (Н). |
Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: |
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.
Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (железо), «у» (водород), «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел):
x:y:z = ω(Fe)/Ar(Fe) : ω(H)/Ar(H) : ω(O)/Ar(O);
x:y:z= 62,2/56 : 2,2/1: 35,6/16;
x:y:z= 1,1 : 2,2: 2,225 = 1 : 2 : 2.
Значит формула гидроксида железа будет иметь вид Fe(OH)2.
В нашей проектной организации Вы можете заказать расчет массы соляной кислоты на основании технологического задания и/или технологической схемы производственного процесса.
‘);> //–>
Справочные данные:
Плотность соляной кислоты = 1190 кг/м3 (при нормальных условиях).
Молярная масса соляной кислоты = 36.46 г/моль
Плотность соляной кислоты может изменяться в зависимости от условий окружающей среды (температура и давление). Точное значение плотности соляной кислоты в зависимости от условий окружающей среды смотрите в справочной литературе.
Определить массу соляной кислоты не сложно. На этой странице представлен самый простой онлайн калькулятор расчета массы соляной кислоты. С помощью этого калькулятора в один клик вы можете вычислить массу соляной кислоты, если известны его плотность и объем.