"Muriatic" - це слово, яке ви, мабуть, не прочитали чи не почули, якщо не вивчаєте історію науки чи не є серйозним шанувальником хімії. Отже, муріатова кислота це не те, з чим ви, мабуть, знайомі - принаймні не під цим ім’ям. Але, як ви побачите, використання муріатової кислоти існує безліч.
Сучасна і в переважній більшості загальна назва тієї самої речовини - соляна кислота, і якщо ви коли-небудь цілеспрямовано працювали з нею, ви знаєте про її наслідки.
Соляна або муріатова кислота має хімічну формулу HCl і вважається сильною кислотою. Оскільки його недорого і легко отримати у значних кількостях, ця речовина є опорою у промисловості, академічних лабораторіях та різних інших установах. Муріатова кислота для басейнів все ще маркується і продається як така на широкій основі, але здебільшого назва стала менш креативною, але легшою для запам’ятовування. Використання муріатичної кислоти включає очищення бетону, такого як майданчик для басейнів або тротуари, отже, його наявність у магазинах для дому.
Соляна кислота, крім того, що, швидше за все, допомагає в аспектах вашого власного травлення, навіть коли ви це читаєте, використовується у виробництві металів, нафтопродуктів, фармацевтичних препаратів та багато іншого.
Його хімічна універсальність робить його надзвичайно поширеним реагентом у хімічних реакціях, і його легко виготовити у масових кількостях при надійно точній концентрації. Читайте далі, щоб ви могли повністю "переварити" все, що можна знати про цей універсальний водний розчин.
Що таке кислоти та основи?
Ан кислота це молекула, яка віддає протон (Н + або іон водню) у водному розчині, тобто при змішуванні з водою. H2Молекули O можуть прийняти ці протони, щоб стати іонами гідронію (H3O +), оскільки протони не існують самі по собі довго, якщо є з чим їх поєднувати. A база є молекулою, яка приймає протон або, що еквівалентно з точки зору хімії, віддає іони гідроксиду (ОН-) у розчині.
Молекула або елемент, що залишається, коли кислота віддає протон, називається кон’югованою основою кислоти. У випадку HCl це, отже, a хлорид-іон (Кл−). Cl сам по собі є елементом хлор, галоген.
Реакція газу муріатової кислоти з водою у водному розчині задається
HCl (g) + H2O (l) ⟶ H3О+(aq) + Cl−(aq)
Ця реакція майже завершується в більшості умов (тобто майже вся HCl розчиняється), оскільки соляна кислота є сильною кислотою.
Історія та відкриття муріатової кислоти
Соляну кислоту відкрив алхімік Джабір ібн Хайян десь близько 800 року н. е., або понад 1200 років тому. Сьогодні під алхімією розуміють «псевдонауку», але її практикуючі фахівці, тим не менше, працювали з реальними речовинами, і іноді отримували корисні результати.
- Назва муріатична кислота походить від латинського "солоний", як у солоній; концентрована солона вода є реагентом в одному з процесів, що використовується для виробництва соляної кислоти.
На момент свого відкриття світ був на багато століть від розуміння того, що взагалі були кислоти. Але будь-яка речовина, що володіє властивостями муріатової кислоти, швидко і наполегливо продемонстрована, напевно набула великого значення для цивілізації, і саме це сталося з HCl.
Властивості муріатичної кислоти
Хлороводень сам по собі існує у вигляді безбарвного газу і запаху при кімнатній температурі, але він знаходиться у вакуумі. На повітрі HCl утворює густі білі пари, оскільки він легко реагує з молекулами води.
Соляна кислота дуже їдкий та надзвичайно токсичний. Якщо ви поводитесь із цією речовиною, незалежно від молярності (міри концентрації), слід носити засоби для захисту очей та шкіри.
HCl має молекулярну масу (МВт) 36,46 грам на моль (г / моль). Понад 95 відсотків цієї маси споживається атомом хлору, проте рівна кількість атомів Н і Cl існує у кон'югованій (інтактній) формі кислоти. Він легко горючий, тому, незважаючи на інші небезпеки для біологічних систем, навряд чи він загориться.
Виробництво муріатичної кислоти
HCl може бути синтезований різними способами. Одним із поширених промислових синтезів є спалювання газоподібного водню та газоподібного хлору всередині камери, в яку гази вводяться під тиском через сопло.
Потім утворений таким чином хлористоводневий газ поступово та обережно охолоджується до рідкого стану і розводиться до тієї концентрації, яка вимагається специфікаціями. Ця реакція представлена формулою:
H2 + Кл2 ⟶ 2HCl
HCl також може бути отриманий промисловим шляхом за допомогою реакції хлориду натрію та сірчаної кислоти:
2NaCl + H2ТАК4 ⟶ 2HCl + Na2ТАК4
HCl також може бути синтезований з хлориду натрію, діоксиду сірки, повітря та водяної пари:
4NaCl + 2SO2 + 2Н2O + O2 ⟶ 2На2ТАК4 + 4HCl
Використання муріатичної кислоти
Ті самі властивості, які роблять HCl небезпечним для роботи, якщо не дотримуватися обережності, є вигідними в певних умовах. Подібно до того, як ножі є потенційно дуже небезпечними, але також надзвичайно корисними та універсальними інструментами, корозійні властивості соляної кислоти можна використовувати у ретельно контрольованих умовах.
Наступний перелік - огляд деяких основних видів використання соляної кислоти в сучасному суспільстві. Зверніть увагу, що він, як правило, все ще маркується як "муріатова кислота", коли продається для використання в басейнах (див. Нижче).
Виробництво сталі та металу: Металургійна промисловість використовує муріатову кислоту для «маринування» сталі для видалення поверхневих оксидів. Більшість сталей також очищають кислотою перед цинкуванням, лудінням та іншими покриттями.
Фармацевтичне виробництво: Фармацевтична промисловість використовує HCl у різних ролях. Він може служити каталізатором або реагентом у хімічних реакціях. Він чудово допомагає точно контролювати рН; це важливо для того, щоб деякі ліки мали адекватний доступ до певних фізіологічних просторів (наприклад, крові, лімфатичної рідини), оскільки деякі з них є більш кислими, ніж інші.
Харчові добавки та харчова промисловість: Харчова промисловість використовує соляну кислоту в різних продуктах, хоча переважна більшість із них - це виробництво загальноприйнятого «солодкого» харчового інгредієнта з високим вмістом фруктози кукурудзяного сиропу (ГФУ). HCl також використовується для виробництва вітамінних добавок.
Очистка води: Одне з використання муріатової кислоти - це регулювання рН води в басейні та рівня подібних параметрів (наприклад, "гарячих ванн"), а також кислотність промислових стічних вод, так що вона завдає мінімальної шкоди водним організмам у водних шляхах, в які вона потрапляє розпорядився.
Видобуток нафти та природного газу: Нафтова (нафтова і газова) промисловість використовує муріатову кислоту для підкислення нафтових і газових свердловин. Нижче значення рН сприяє збільшенню видобутку нафти та газу, розчиняючи мінерали в основній породі, що відокремлює бурильників від кар’єру.
Ці мінерали, карбонат кальцію та карбонат магнію, поступаються місцем утворенню пор у нафтосодержащих гірських породах. Муріатична кислота також міститься в рідинах, призначених для гідравлічного розриву пласта (“фракінг”) гірських сланцевих пластів для доступу природного газу та нафти.
Демонстрація реакції муріатичної кислоти
Багато металів реагують з HCl, утворюючи хлориди цих металів і виділяючи при цьому газоподібний водень. Це відбувається за допомогою реакції заміщення або реакції одного витіснення, коли реакційноздатний метал заміщує іон водню, який пов'язаний з хлоридним іоном.
Прикладом є реакція елементарного магнію з HCl з утворенням хлориду магнію та вищезгаданого Н2 газ:
Mg (s) + 2 HCl (aq) ⟶ MgCl2(aq) + H2(g)