Соляная кислота

Соля́ная кислота́ (также хлороводоро́дная, или хлористоводоро́дная кислота, химическая формула — HCl) — сильная химическая неорганическая кислота. Раствор хлороводорода в воде.

При стандартных условиях — это сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящаяся» на воздухе (техническая соляная кислота — желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.). В концентрации около 0,5 % присутствует в желудке человека. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

История 
Впервые хлороводород получил алхимик Василий Валентин, нагрев гептагидрат сульфата железа с поваренной солью и назвав полученное вещество «духом соли» (). Иоганн Глаубер в XVII веке получил соляную кислоту из поваренной соли и серной кислоты. В 1790 году британский химик Гемфри Дэви получил хлороводород из водорода и хлора, таким образом установив его состав. Возникновение промышленного производства соляной кислоты связано с технологией получения карбоната натрия: на первой стадии этого процесса поваренную соль вводили в реакцию с серной кислотой, в результате чего выделялся хлороводород. В 1863 году в Англии был принят закон «Alkali Act», согласно которому запрещалось выбрасывать этот хлороводород в воздух, а необходимо было пропускать его в воду. Это привело к развитию промышленного производства соляной кислоты. Дальнейшее развитие произошло благодаря промышленным методам получения гидроксида натрия и хлора путём электролиза растворов хлорида натрия.

Физические свойства 
Физические свойства соляной кислоты сильно зависят от концентрации растворённого хлороводорода:

При 20 °C, 1 атм (101,325 кПа)

При низкой температуре хлороводород с водой даёт кристаллогидраты составов HCl.H2O (температура плавления −15,4 °С), HCl.2H2O (температура плавления −18 °С), HCl.3H2O (температура плавления −25 °С), HCl.6H2O (температура плавления −70 °С). При атмосферном давлении (101,325 кПа) хлороводород с водой образуют азеотропную смесь с температурой кипения 108,6 °С и содержанием HCl 20,4 мас. %.

Химические свойства 
 Взаимодействие с металлами, стоящими в ряду электрохимических потенциалов до водорода, с образованием соли и выделением газообразного водорода:
 2Na + 2HCl -> 2NaCl + H2 ^,
 Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 ^,
 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 ^.

 Взаимодействие с оксидами металлов с образованием растворимой соли и воды:
 Na2O +  2HCl -> 2NaCl + H2O,
 MgO + 2HCl -> MgCl2 + H2O,
 Al2O3 + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H_2O.

 Взаимодействие с гидроксидами металлов с образованием растворимой соли и воды (реакция нейтрализации):
 NaOH + HCl -> NaCl + H2O,
 Ba(OH)2 + 2HCl -> BaCl2 + 2H_2O,
 Al(OH)3 + 3HCl -> AlCl3 + 3H_2O.

 Взаимодействие с солями металлов, образованных более слабыми кислотами, например, с угольной кислотой:
 Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + CO2 ^.

 Взаимодействие с сильными окислителями (перманганат калия, диоксид марганца) с выделением газообразного хлора:
 2KMnO4 + 16HCl -> 5Cl_2 ^ + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O.

 Взаимодействие с аммиаком с образованием густого белого дыма, состоящего из мельчайших кристаллов хлорида аммония:
 NH3 + HCl -> NH4Cl.

 Качественная реакция на соляную кислоту и её соли — взаимодействие кислоты с нитратом серебра, при котором образуется белый творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте:
 HCl + AgNO3 -> AgCl v + HNO3.

Получение 
Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода (HCl) в воде. Хлороводород получают сжиганием водорода в хлоре, полученная таким способом кислота называется синтетической. Также соляную кислоту получают из абгазов — побочных газов, образующихся при различных процессах, например, при хлорировании углеводородов. Хлороводород, содержащийся в этих газах, называется абгазным, а полученная таким образом кислота — абгазной. В последние десятилетия доля абгазной соляной кислоты в объёме производства постепенно увеличивается, вытесняя кислоту, полученную сжиганием водорода в хлоре. Но полученная методом сжигания водорода в хлоре соляная кислота содержит меньше примесей и применяется при необходимости высокой чистоты.

В лабораторных условиях используется разработанный алхимиками способ, заключающийся в действии концентрированной серной кислоты на твёрдую поваренную соль:
 NaCl\ + H2SO4 ->[150~^\circ\text{C}] NaHSO4\ + HCl\uparrow .

При температуре выше 550 °C и избытке поваренной соли возможно взаимодействие:
 2NaCl\ + H2SO4 ->[550~^\circ\text{C}] Na2SO4\ + 2HCl.

Получение путём гидролиза хлоридов магния, алюминия (производится нагревание гидратированной соли):
 MgCl2.6H2O ->[t,~^\circ\text{C}] MgO\ + 2HCl\ + 5H2O,
 AlCl3.6H2O ->[t,~^\circ\text{C}] Al(OH)3\ + 3HCl\ + 3H2O.

Эти реакции могут идти не до конца с образованием основных хлоридов (оксихлоридов) переменного состава, например:
 2MgCl2 + H2O -> Mg2OCl2 + 2HCl

В промышленности хлороводород получают реакцией горения водорода в хлоре:
 H2 + Cl2 -> 2HCl ^

Хлороводород хорошо растворим в воде. Так, при 0 °C один объём воды может поглотить 507 объёмов HCl, что соответствует концентрации кислоты 45 %. Однако при комнатной температуре растворимость HCl ниже, поэтому на практике обычно используют 36-процентную соляную кислоту.

Применение

Промышленность 
 Применяется в гидрометаллургии и гальванопластике (травление, декапирование), для очистки поверхности металлов при пайке и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. В смеси с поверхностно-активными веществами используется для очистки керамических и металлических изделий (тут необходима ингибированная кислота) от загрязнений и дезинфекции.
 В пищевой промышленности зарегистрирована как регулятор кислотности (пищевая добавка E507). Применяется для изготовления сельтерской (содовой) воды.

Медицина 

 Естественная составная часть желудочного сока человека. В концентрации 0,3—0,5 %, обычно в смеси с ферментом пепсином, назначается внутрь при недостаточной кислотности.

Особенности обращения 

Соляная кислота относится к веществам III класса опасности. Рекомендуемая ПДК в рабочей зоне — 5 мг/м³.

Высококонцентрированная соляная кислота представляет собой едкое вещество. При попадании на кожу вызывает сильные химические ожоги. Особенно опасным считается попадание в глаза (в значительном количестве). Для нейтрализации ожогов применяют раствор слабого основания, или соли слабой кислоты, обычно пищевой соды.

При открывании сосудов с концентрированной соляной кислотой пары хлороводорода, притягивая влагу воздуха, образуют туман, раздражающий глаза и дыхательные пути человека.

Реагируя с сильными окислителями (хлорной известью, диоксидом марганца, перманганатом калия), образует токсичный газообразный хлор.

В РФ оборот соляной кислоты концентрации 15 % и более — ограничен.

Примечания

Ссылки 

 

Неорганические кислоты
Соединения хлора
Пищевые добавки
Прекурсоры, оборот которых ограничен в РФ (Список IV)
Галогеноводороды
Сильнодействующие ядовитые вещества