Молекулярная масса соляной кислоты равна

Соляная кислота
( <<<картинка3D>>> )
Общие
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 ^>>>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>>>2NaCl + H2O>>>"/> , MgCl2 + H2O>>>"> MgO + 2 HCl ⟶ MgCl 2 + H 2 O <displaystyle <ce MgCl2 + H2O>>>MgCl2 + H2O>>>"/> , 2AlCl3 + 3H_2O>>>"> Al 2 O 3 + 6 HCl ⟶ 2 AlCl 3 + 3 H 2 O <displaystyle <ce 2AlCl3 + 3H_2O>>>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>>>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 ^>>>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>>>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>]NaHSO4 +HCl>>> [150

При температуре выше 550 °C и избытке поваренной соли возможно взаимодействие:

^<circ >< ext>]Na2SO4 +2HCl>>> [550

Возможно получение путём гидролиза хлоридов магния, алюминия (нагревается гидратированная соль):

^<circ >< ext>]MgO +2HCl +5H2O>>>"> MgCl 2 ⋅ 6 H 2 O → t , ∘ C MgO + 2 HCl + 5 H 2 O <displaystyle <ce [t,

^<circ >< ext>]MgO +2HCl +5H2O>>> [t,

^<circ >< ext>]Al(OH)3 +3HCl +3H2O>>>"> AlCl 3 ⋅ 6 H 2 O → t , ∘ C Al ( OH ) 3 + 3 HCl + 3 H 2 O <displaystyle <ce [t,

^<circ >< ext>]Al(OH)3 +3HCl +3H2O>>> [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).

Ответ NO2
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.

Читайте также:  Материнская плата gigabyte ga m61pme s2 характеристики

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector