«Мюриатик» - это не то слово, которое вы, вероятно, читали или слышали, если вы не изучаете историю науки или не являетесь серьезным поклонником химии. Следовательно, соляная кислота это не то, с чем вы, вероятно, знакомы - по крайней мере, не под этим именем. Но, как вы увидите, соляная кислота используется очень часто.
Современное и гораздо более распространенное название того же вещества - соляная кислота, и если вы когда-либо работали с ней целенаправленно, вы знаете о ее эффектах.
Соляной или же соляная кислота имеет химическую формулу HCl и считается сильной кислотой. Поскольку это вещество недорогое и его легко получить в значительных количествах, это вещество используется в промышленности, академических лабораториях и других учреждениях. Соляная кислота для бассейнов по-прежнему широко маркируется и продается как таковая, но по большей части преобладает менее креативное, но более легкое для запоминания название. Соляная кислота использует для очистки бетона, например, террасы бассейнов или тротуаров, поэтому ее можно найти в магазинах товаров для дома.
Соляная кислота, помимо того, что, скорее всего, помогает в аспектах вашего собственного пищеварения, даже когда вы читаете это, используется в производстве металлов, нефтепродуктов, фармацевтических препаратов и многого другого.
Его химическая универсальность делает его чрезвычайно распространенным реагентом в химических реакциях, и его легко производить в массовых количествах с надежно точной концентрацией. Читайте дальше, чтобы вы могли полностью «переварить» все, что нужно знать об этом универсальном водном растворе.
Что такое кислоты и основания?
An кислота представляет собой молекулу, которая отдает протон (H + или ион водорода) в водном растворе, то есть при смешивании с водой. ЧАС2Молекулы O могут принять эти протоны, чтобы стать ионами гидроксония (H3O +), поскольку протоны недолго существуют в одиночку, если им есть с чем соединиться. А база представляет собой молекулу, которая принимает протон или, что эквивалентно с точки зрения химии, отдает ионы гидроксида (ОН-) в растворе.
Молекула или элемент, остающийся, когда кислота отдает протон, называется сопряженным основанием кислоты. В случае HCl это, следовательно, хлорид-ион (Cl−). Только Cl является элементом хлор, галоген.
Реакция газообразной соляной кислоты с водой в водном растворе описывается формулой
HCl (г) + H2O (l) ⟶ H3О+(водн.) + Cl−(водн.)
Эта реакция почти полностью завершается в большинстве условий (то есть почти вся HCl растворена), потому что соляная кислота является сильной кислотой.
История и открытие соляной кислоты
Соляная кислота была открыта алхимиком Джабир ибн Хайян где-то около 800 года н. э. или более 1200 лет назад. Сегодня алхимию называют «лженаукой», но ее практикующие, тем не менее, работали с реальными веществами и иногда получали полезные результаты.
- Название соляная кислота происходит от латинского «соленый», то есть соленый; концентрированная соленая вода является реагентом в одном из процессов производства соляной кислоты.
На момент открытия мир находился за много веков от понимания того, что вообще такое кислоты. Но любое вещество со свойствами соляной кислоты, быстро и убедительно продемонстрированное, несомненно, приобретет большое значение для цивилизации, и именно это произошло с HCl.
Свойства соляной кислоты
Хлористый водород сам по себе существует в виде газа без цвета и запаха при комнатной температуре, но это происходит в вакууме. На воздухе HCl образует густые белые пары, поскольку легко вступает в реакцию с молекулами воды.
Соляная кислота очень коррозионный и чрезвычайно токсичный. Если вы работаете с этим веществом, независимо от молярности (меры концентрации), вам следует использовать средства защиты глаз и кожи.
HCl имеет молекулярную массу (MW) 36,46 грамма на моль (г / моль). Более 95 процентов этой массы потребляется атомом хлора, но равное количество атомов H и Cl существует в конъюгированной (неповрежденной) форме кислоты. Он не является легко воспламеняемым, поэтому, несмотря на другие опасности для биологических систем, вероятность его возгорания маловероятна.
Производство соляной кислоты
HCl можно синтезировать несколькими способами. Один распространенный промышленный синтез включает сжигание газообразного водорода и газообразного хлора внутри камеры, в которую газы вводятся под давлением через сопло.
Полученный таким образом солянокислый газ затем постепенно и осторожно охлаждается до жидкого состояния и разбавляется до любой концентрации, требуемой спецификациями. Эта реакция представлена формулой:
ЧАС2 + Cl2 ⟶ 2HCl
HCl можно также получить в промышленных масштабах реакцией хлорида натрия и серной кислоты:
2NaCl + H2ТАК4 ⟶ 2HCl + Na2ТАК4
HCl также можно синтезировать из хлорида натрия, диоксида серы, воздуха и водяного пара:
4NaCl + 2SO2 + 2H2О + О2 ⟶ 2Na2ТАК4 + 4HCl
Использование соляной кислоты
Те же свойства, которые делают работу с HCl опасной, если не принимать меры предосторожности, являются предпочтительными в определенных условиях. Так же, как ножи потенциально очень опасны, но также чрезвычайно полезны и универсальны, коррозионные свойства соляной кислоты можно использовать в тщательно контролируемых условиях.
Следующий список представляет собой обзор некоторых из основных применений соляной кислоты в современном обществе. Обратите внимание, что при продаже для бассейнов (см. Ниже) она по-прежнему обозначается как «соляная кислота».
Производство стали и металла: В сталелитейной и металлургической промышленности соляная кислота используется для «травления» стали с целью удаления поверхностных оксидов. Большая часть стали также очищается кислотой перед цинкованием, лужением и другими покрытиями.
Фармацевтическая продукция: Фармацевтическая промышленность использует HCl для различных целей. Он может служить катализатором или реагентом в химических реакциях. Он отлично подходит для точного контроля pH; это важно для некоторых лекарств, чтобы иметь возможность адекватного доступа к определенным физиологическим пространствам (например, крови, лимфатической жидкости), поскольку некоторые из них более кислые, чем другие.
Пищевые добавки и пищевая промышленность: Пищевая промышленность использует соляную кислоту в различных продуктах, хотя подавляющее большинство ее составляет производство обычного "сладкого" пищевого ингредиента кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS). HCl также используется для производства витаминных добавок.
Очистка воды: Одно из применений соляной кислоты - регулирование pH воды в бассейне и аналогичных условиях (например, «горячие ванны»), а также кислотность промышленных сточных вод, так что они наносят минимальный ущерб водным организмам в водных путях, в которые они попадают. утилизирован.
Добыча нефти и природного газа: В нефтяной (нефтегазовой) промышленности соляная кислота используется для подкисления нефтяных и газовых скважин. Более низкий pH увеличивает добычу нефти и газа за счет растворения минералов в коренных породах, отделяющих бурильщиков от их карьеров.
Эти минералы, карбонат кальция и карбонат магния, уступают место образованию пор в нефтесодержащих породах. Соляная кислота также содержится в жидкостях, предназначенных для гидроразрыва («гидроразрыва») горных сланцевых пластов для доступа к природному газу и нефти.
Демонстрация реакции соляной кислоты
Многие металлы реагируют с HCl с образованием хлоридов этих металлов и высвобождением газообразного водорода в процессе. Это происходит посредством реакции замещения или реакции одинарного замещения, в которой химически активный металл занимает место иона водорода, который связан с ионом хлорида.
Примером является реакция элементарного магния с HCl с образованием хлорида магния и вышеупомянутого H2 газ:
Mg (s) + 2 HCl (водный) ⟶ MgCl2(водный) + H2(грамм)