Надо Знать

добавить знаний



Хлороводород


Хлористый водород

План:


Введение

Хлороводород ( H Cl) - бесцветный удушливый газ с резким запахом, дымит на повитри.Легко растворяется в воде (500 объемов газа в 1 объеме воды) с образованием соляной кислоты. Иногда хлороводорода ошибочно называют соляную кислоту.


1. История

Алхимики средневековья знали о "Acidum Саlис" (так они называли соляную кислоту) и газ, который из нее образуется, который называли "Соленый воздух". В 17 веке, Иоганн Рудольф Глаубер используя соль ( хлорид натрия) и серную кислоту для производства сульфата натрия выделил хлороводород. Карл Вильгельм Шееле также упоминает эту реакцию в 1772 году, открытие хлороводорода приписывается ему. В том же году Джозеф Пристли и Хэмфри Дэви обнаружили, что хлороводород состоит из водорода и хлора. Во время промышленной революции, спрос на щелочные вещества, такие как карбонат натрия ( Na 2 CO 3), увеличился, в 1791 году Николя Леблан разработал новый производственный процесс производства кальцинированной соды. В этом методе поваренная соль превращается в карбонат натрия, серную кислоту, известняк и углекислый газ, с хлороводорода в качестве побочного продукта. К 1863 года, хлористый водород выбрасывался в воздуха, но впоследствии с помощью растительной золы хлороводород растворяли в воде, производя соляную кислоту в промышленных масштабах. В начале 20 века, метод Леблана заменил "метода Сольве", в котором хлороводород не выделялся. Тем не менее, производство хлороводорода продолжалось, поскольку соляная кислота активно используется. В 20-м веке, хлороводород начал использоваться для производства хлоропену, винилхлорида и т.д.


2. Физические свойства

Соляная кислота изменяет цвет бумаги, красный показывает, что раствор имеет кислую среду

Хлористый водород состоит из двухатомных молекул, каждая из которых состоит из водорода и хлора молекула связана ковалентной связью. Так как атом хлора намного больше электроотрицательный, чем атом водорода, ковалентная связь между двумя атомами абсолютно полярными. Итак, молекула имеет большой дипольный момент с отрицательным частичным зарядом δ - на атом хлора и положительный частичный заряд δ + в атоме водорода. Частично из-за высокой полярности, HCl очень растворим в воде (и в других полярных растворителях). При контакте, H 2 O и HCl в совокупности образуют гидроксония катион, Н 3 O + и хлорид анион Cl - через оборотную химическую реакцию:

\ Mathrm {HCl + H_2O \ leftrightarrow \ H_3O ^ + + \ Cl ^ -}

Полученный раствор - соляная кислота. Константа диссоциации или константа ионизации, K a, большая, значит, HCl диссоциирует и ионизируется практически полностью в воде. Даже при отсутствии воды, хлористый водород все еще может выступать в качестве кислоты. Например, хлористый водород может растворяться в других растворителях, таких как метанол. Через свой кислый характер, хлористый водород относится к коррозионным материалов, особенно в присутствии влаги.


2.1. Структура и свойства

Структура DCl, определена нейтронной дифракцией DCl в порошкообразном состоянии при температуре -196,15 С. DCl был использован вместо соляной кислоты, поскольку ядро ​​дейтерия легче обнаружить, чем ядро ​​водорода. "Бесконечный" цепь DCl обозначен пунктирными линиями.

Природный хлор состоит из двух изотопов, 35 Cl и 37 Cl, в соотношении примерно 3:1. Представляет собой бесцветный газ, который на воздухе дымит, взаимодействуя с атмосферной вологою.У жидком виде - бесцветная легко подвижная жидкость. Кристаллизуется в кубическую решетку, ниже -174,15 С с образованием ромбической модификации.Водний раствор хлороводорода называется соляной кислотой. При растворении в воде протекают следующие процессы:

\ Mathrm {HCl_x + H_2O_y \ leftrightarrow \ H_3O ^ + _y + \ Cl ^-_y \ uparrow}

Появление кислотных свойств хлороводорода в растворе объясняется тем, что полярная строение молекул HCl под влиянием очень полярных молекул воды переходит в ионную, вследствие чего молекулы хлорида водорода в растворе диссоциирует:

  • HCl \; \ overrightarrow {\ leftarrow} H ^ + + Cl ^ -

Процесс растворения сильно экзотермический. С водой HCl образует азеотропную смесь, содержащая 20,24% HCl.


3. Химические свойства

\ Mathrm {Mg +2 HCl \ longrightarrow \ MgCl_2 + \ H_2 \ uparrow}
\ Mathrm {FeO +2 HCl \ longrightarrow \ FeCl_2 + \ H_2O}

Хлориды чрезвычайно распространены и имеют широчайшее применение ( галит, сильвин). Большинство из них хорошо растворяется в воде и полностью диссоциирует на ионы. Слаборастворимых является хлорид свинца (PbCl 2), хлорид серебра (AgCl), хлорид ртути (I) (Hg 2 Cl 2, каломель) и хлорид меди (I) (CuCl).

\ Mathrm {MnO_2 +4 HCl \ longrightarrow \ MnCl_2 + \ Cl_2 \ uparrow \ + 2H_2O}
  • При нагревании хлороводород окисляется кислородом (катализатор - хлорид меди (II) CuCl 2):
\ Mathrm {4HCl + O_2 \ longrightarrow \ 2H_2O + 2Cl_2 \ uparrow}
\ Mathrm {2Cu +4 HCl \ longrightarrow \ 2H [CuCl_2] + 2H_2 \ uparrow}
  • Смесь 3 объемных частей концентрированной соляной и 1 объемной доли концентрированной азотной кислот называется "Царская вода". Царская вода способна растворять даже золото и платину. Высокая окислительная активность царской водки обусловлена ​​присутствием в ней хлористого нитрозо и хлора, находящиеся в равновесии с исходными веществами:
\ Mathrm {4H_3O ^ + +3 Cl ^ - + NO_3 ^ - \ leftrightarrow \ NOCl + Cl_2 + 6H_2O}

Благодаря высокой концентрации хлорид-ионов в растворе металл связывается в хлоридный комплекс, что способствует его растворения:

\ Mathrm {3Pt +4 HNO_3 + 18HCl \ longrightarrow \ 3H_2 [PtCl_6] + 4NO \ uparrow \ + 8H_2O} [1]
  • Для хлороводорода также характерны реакции присоединения к кратным связям (электрофильное присоединения):
\ Mathrm {R-CH = CH_2 + HCl \ longrightarrow \ R-CHCl-CH_3}
\ Mathrm {RC = CH + 2HCl \ longrightarrow \ R-CCl_2 - CH_3}
\ Mathrm {SO_3 + HCl \ longrightarrow \ HSO_3Cl}

4. Получение

В лабораторных условиях хлороводород получают при действии концентрированной серной кислоты на хлорид натрия при сильном нагревании:

  • \ Mathrm {2NaCl + H_2SO_4 \ longrightarrow \ Na_2SO_4 + \ 2HCl \ uparrow}

В промышленности его добывают обычно сжиганием водорода в атмосфере хлора в специальных горелках:

  • \ Mathrm {Cl_2 + H_2 \ longrightarrow \ 2HCl \ uparrow}
  • HCl можно получить гидролизом ковалентных галогенидов, таких, как хлористый фосфориты, тионилхлорида (SOCl 2), и гидролизом хлорангидридив карбоновых кислот:
\ Mathrm {PCl_5 + H_2O \ longrightarrow \ POCl_3 + 2HCl \ uparrow}
\ Mathrm {R-COCl + H-OH \ longrightarrow \ R - COOH + HCl \ uparrow}

Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в води.Цилком сухой HCl не проводит электрического тока и почти не действует на металлы.


5. Безопасность

Вдыхание хлороводорода может привести к кашля, удушья, воспаление носа, горла и верхних дыхательных путей, а в тяжелых случаях, отек легких, нарушение работе кровеносной системы, а также смерть. Контактируя со кожей может вызывать покраснение, боль, и тяжелые ожоги. Хлористый водород может вызвать серьезные ожоги глаз и необратимое повреждение глаз.


См.. также

Примечания

  1. А. А. Дроздов, В. П. Зломанов, Ф. М. Спиридонов. Неорганическая химия (в 3 т.). Т.2. - М.: Издательский центр "Академия", 2004.

Источники

  • Ф. А. Деркач "Химия" Л. 1968
Растворимость кислот, оснований и солей в воде
H + Li + K + Na + NH 4 + Ba 2 + Ca 2 + Mg 2 + Sr 2 + Al 3 + Cr 3 + Fe 2 + Fe 3 + Ni 2 + Co 2 + Mn 2 + Zn 2 + Ag + Hg 2 + Hg 2 2 + Pb 2 + Sr 2 + Sn 2 + Cu +
OH - P P P - P М Н М Н Н Н - Н Н Н Н - - - Н Н - Н
F - P Н P P Р М Н Н М Р Н Н Н Р Р М Р Р М М Н Р Р ?
Cl - P P P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н Р Н М - Н Р
Br - P P P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н М Н М Р H Р
I - P P P P Р Р Р Р Р Р ? Р - Р Р Р Р Н Н Н Н М Н -
S 2 - P P P P - Р М Н Р - - Н - Н Н Н Н Н Н - Н Н Н Н
SO 3 2 - P P P P Р М М М Н ? ? М ? Н Н Н М Н Н Н Н ? Н ?
SO 4 2 - P P P P Р Н М Р Н Р Р Р Р Р Р Р Р М - Н Н Р Р Р
NO 3 - P P P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р - Р - Р Р
NO 2 - P P P P Р Р Р Р Р ? ? ? ? Р М ? ? М ? ? ? ? ? ?
PO 4 3 - P Н P P - Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н ? Н Н Н Н
CO 3 2 - М Р P P Р Н Н Н Н - - - - Н Н - - Н - Н - - ? -
CH 3 COO - P Р P P Р Р Р Р Р - Р Р - Р Р Р Р Р Р М Р - Р Р
CN - P Р P P Р Р Р Р Р ? Н Н - Н Н Н Н Н Р Н Р - - Н
SiO 3 2 - H Н P P ? Н Н Н Н ? ? Н ? ? ? Н Н ? ? ? Н ? ? ?

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам