Хлороводород

Хлороводород

Хлороводород,  — бесцветный, термически устойчивый ядовитый газ с резким запахом, дымящий во влажном воздухе, легко растворяется в воде с образованием хлороводородной 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
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
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты .

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:

.

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 галогенидов, 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.

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.

Применение

Водный раствор широко используется для получения хлоридов, для травления металлов, очистки поверхности сосудов, скважин от карбонатов, обработки руд, при производстве каучуков, глутамината 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

Skull and Crossbones.svg

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..

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 ПДК хлористого водорода в воздухе рабочей зоны составляет 5 мг/м³.