ქლორწყალბადი

ქლორწყალბადი, ზოგჯერ მას მარილმჟავას უწოდებენ (HCl) — უფერო, თერმულად მდგრადი აირი მკვეთრი სუნით, ადვილად იხსნება წყალში (ერთ მოცულობა წყალში იხსნება 500-მდე მოცულობა) ქლორწყალბადმჟავას (მარილმჟავა) წარმოქმნით . −85,1 °C-ზე კონდენსირდება უფერო, მოძრავ სითხედ. −114,22 °C-ზე HCl გადადის მყარ მდგომარეობაში. მყარ მდგომარეობაში ქლორწყალბადი არსებობს ორი კრისტალური მოდიფიკაციით: რომბული, მდგრადი −174,75 °C-ზე დაბლა, და კუბური.
თვისებები
ქლორწყალბადის წყალხსნარს მარილმჟავას უწოდებენ. წყალში გახსნისას მიმდინარეობს შემდეგი პროცესები:
HCl(აირ.) + H2O(თხ.) H3O+ + Cl−
გახსნის პროცესი ძლიერ ეკზოთერმულია. წყალთან HCl წარმოქმნის აზეოტროპულ ნარევს, რომელიც შეიცავს 20,24 % HCl.
მარილმჟავა წარმოადგენს ძლიერ ერთფუძიან მჟავას, ის ენერგიულად ურთიერთქმედებს ყველა იმ ლითონთან რომლებიც ლითონების ელექტროქიმიური აქტივობის როგში წყალბადის მარცხნივ დგანან, ასევე ფუძე და ამფოტერულ ოქსიდებთან, ფუძეებთან და მარილებთან, მარილების — ქლორიდების წარმოქმნით:
Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2↑
FeO + 2 HCl → FeCl2 + H2O
ქლორიდები ძალიან გავრცელებულია და ფართოდ გამოიყენება. მათი უმრავლესობა კარგად იხსნება წყალში და მთლიანად დისოცირდებიან იონებად. სუსტად ხსნადია ტყვიის ქლორიდი (PbCl2), ვერცხლის ქლორიდო (AgCl), ვერცხლისწყლის ქლორიდი(I) (Hg2Cl2) და სპილენძის ქლორიდი(I) (CuCl).
ძლიერი მჟანგავების ზემოქმედებისას ან ელექტროლიზის დროს ქლორწყალბადი ავლენს აღმდგენ თვისებებს:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2 H2O
გახურებისას ქლორწყალბადი იჟანგება ჟანგბადით (კატალიზატორი — სპილენძის ქლორიდი(II) CuCl2):
4 HCl + O2 → 2 H2O +2 Cl2↑
თუმცა, კონცენტრირებული მარილმჟავა რეაგირებს სპილენძთან, ამასთან წარმოიქმნება ერთვალენტიანი სპილენძის კომპლექსი:
2 Cu + 4 HCl → 2 H[CuCl2] + H2↑
3 მოცულობა მარილმჟავისა და ერთი მოცულობა აზოტმჟავის წილების ნარევს "სამეფო წყალი" ეწდება. სამეფო წყალს შეუძლია ოქრო და პლატინაც კი გახსნას. სამეფო წყლის მაღალი ჟანგვითი აქტიურობა განპირობებულია მასში ნიტროზილის ქლორიდის და ქლორის არსებობით, რომელიც იმყოფება წონასწორობაში საწყის ნივთიერებებთან:
4 H3O+ + 3 Cl− + NO3− NOCl + Cl2 + 6 H2O
ქლორიდ=იონების მაღალი კონცენტრაციის გამო ხსნარში ლითონი ებმება ქლორიდულ კომპლექსებში, რაც ხელს უწყობს მის გახსნას:
3 Pt + 4 HNO3 + 18 HCl → 3 H2[PtCl6] + 4 NO↑ + 8 H2O
ქლორწყალბადისათვის ასევე დამახასიათებელია მიერთების რეაქციები (ელექტროფილური მიერთება):
R-CH=CH2 + HCl → R-CHCl-CH3
R-CCH + 2 HCl → R-CCl2-CH3
მიერთდება გოგირდის ანჰიდრიდს, ქლორსულფონის მჟავას წარმოქმნით HSO3Cl:
SO3 + HCl → HSO3Cl
მიღება
ლაბორატორიაში ქლორწყალბადს იღებენ, ნატრიუმის ქლორიდზე (სუფრის მარილი) გოგირდმჟავის ზემოქმედებით მცირედი გაცხელებისას:
NaCl(მყ.) + H2SO4(კონც.) → NaHSO4 + 2HCl↑
HCl↑ ასევე შეიძლება მივიღოთ კოვალენტური ჰალოგენიდების ჰიდროლიზით, როგორებიცაა, ტიონიქლორიდი (SOCl2), და კარბონის მჟავის ქლორჰიდრიდების ჰიდროლიზით:
PCl5 + H2O → POCl3 + 2HCl↑
R-COCl + H-OH → R-COOH + HCl↑
H2O + O=SCl2 → SO2 + 2HCl↑
მრეწველობაში ქლორწყალბადი ადრე იღებდნენ ძირითადად სულფატური მეთოდით (ლებლანის მეთოდი), რომელიც ეყრდნობოდა ნატრიუმის ქლორიდისა და კონცენტრირებული გოგირდმჟავის ურთიერთქმედებაზე. ახლა კი ქლორწყალბადის მისაღებად ჩვეულებრივ გამოიყენება მარტივი ნივთიერებების პირდაპირი სინთეზი:
H2 + Cl2 2HCl↑
სამრეწველო პირობებში სინთეზი მიმდინარეობს სპეციალურ დანადგარებში, სადაც წყალბადი უწყვეტად იწვის ქლორში, და უშუალოდ ჩირაღდანშივე ერევა მას. ამით მიიღწევა რეაქციის მშვიდი (აფეთქების გარეშე) მიმდინარეობა. წყალბადი მიეწოდება გადაჭარბებით (5 — 10 %), რაც უზრუნველყოფს ბოლომდე იქნას გამოყენებული უფრო ღირებული ქლორი. ასე მიიღება ქლორისაგან სუფთა (ქლორით დაბინძურებულის მაგივრად) მარილმჟავა.
მარილმჟავას იღებენ აიროვანი ქლორწყალბადის წყალში გახსნით.
გამოყენება
წყალხსნარი ფართოდ გამოიყენება ქლორიდების მისაღებად, ჭურჭლებისა და ჭაბურღილების ზედაპირის გასაწმენდად კარბონატებისაგან, მადნების დასამუშავებლად, კაუჩუკის წარმოებაში, ნატრიუმის გლუტამინატის, სოდის, ქლორის და სხვა პროდუქტების წარმოებისათვის. ასევე გამოიყენება ორგანულ სინთეზში.
ლიტერატურა
რესურსები ინტერნეტში
ქლორწყალბადი: ქიმიური და ფიზიკური თვისებები
სქოლიო
არაორგანული მჟავები
ქლორის ნაერთები
აირები