Chlorovodík – čo je to? Chlorovodík je bezfarebný plyn so štipľavým zápachom. Ľahko sa rozpúšťa vo vode a vytvára kyselinu chlorovodíkovú. Chemický vzorec chlorovodíka je HCl. Pozostáva z atómu vodíka a chlóru spojených kovalentnou polárnou väzbou. Chlorovodík ľahko disociuje v polárnych rozpúšťadlách, čo poskytuje dobré kyslé vlastnosti tejto zlúčeniny. Dĺžka väzby je 127,4 nm.
Fyzikálne vlastnosti
Ako je uvedené vyššie, v normálnom stave je chlorovodík plyn. Je o niečo ťažší ako vzduch a má tiež hygroskopickosť, to znamená, že priťahuje vodnú paru priamo zo vzduchu a vytvára husté oblaky pary. Z tohto dôvodu sa o chlorovodíku hovorí, že „dymí“vo vzduchu. Ak sa tento plyn ochladí, potom pri -85 ° C skvapalní a pri -114 ° C sa stane pevnou látkou. Pri teplote 1500 °C sa rozkladá na jednoduché látky (na základe vzorca chlorovodíka na chlór a vodík).
Roztok HCl vo vode sa nazýva kyselina chlorovodíková. Ona jeje bezfarebná žieravá kvapalina. Niekedy má žltkastý odtieň v dôsledku nečistôt chlóru alebo železa. V dôsledku hygroskopickosti je maximálna koncentrácia pri 20 °C 37-38 % hmotnosti. Závisia od nej aj ďalšie fyzikálne vlastnosti: hustota, viskozita, body topenia a varu.
Chemické vlastnosti
Samotný chlorovodík zvyčajne nereaguje. Len pri vysokých teplotách (nad 650 °C) reaguje so sulfidmi, karbidy, nitridmi a boridmi, ako aj oxidmi prechodných kovov. V prítomnosti Lewisových kyselín môže interagovať s hydridmi bóru, kremíka a germánia. Ale jeho vodný roztok je chemicky oveľa aktívnejší. Podľa svojho vzorca je chlorovodík kyselina, takže má niektoré vlastnosti kyselín:
Interakcia s kovmi (ktoré sú v elektrochemickej sérii napätí až po vodík):
Fe + 2HCl=FeCl2 + H2
Interakcia s amfotérnymi a zásaditými oxidmi:
BaO + 2HCl=BaCl2 + H2O
Interakcia s alkáliami:
NaOH + HCl=NaCl + H2O
Interakcia s niektorými soľami:
Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + H2O + CO 2
Pri interakcii s amoniakom vzniká chlorid amónny:
NH3 + HCl=NH4Cl
Ale kyselina chlorovodíková neinteraguje s olovom v dôsledku pasivácie. Je to spôsobené tvorbou vrstvy chloridu olovnatého na povrchu kovu, ktorý je nerozpustnývo vode. Táto vrstva teda chráni kov pred ďalšou interakciou s kyselinou chlorovodíkovou.
V organických reakciách sa môže pridať na viacnásobné väzby (hydrohalogenačná reakcia). Môže reagovať aj s proteínmi alebo amínmi, pričom vznikajú organické soli – hydrochloridy. Umelé vlákna, ako je papier, sa pri interakcii s kyselinou chlorovodíkovou zničia. Pri redoxných reakciách so silnými oxidačnými činidlami sa chlorovodík redukuje na chlór.
Zmes koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej a dusičnej (3:1 objemovo) sa nazýva „aqua regia“. Je to mimoriadne silné oxidačné činidlo. Vďaka tvorbe voľného chlóru a nitrosylu v tejto zmesi môže aqua regia dokonca rozpúšťať zlato a platinu.
Prijať
Skôr v priemysle sa kyselina chlorovodíková vyrábala reakciou chloridu sodného s kyselinami, zvyčajne sírovou:
2NaCl + H2SO4=2HCl + Na2SO 4
Táto metóda však nie je dostatočne účinná a čistota výsledného produktu je nízka. Teraz sa na získanie (z jednoduchých látok) chlorovodíka používa iná metóda podľa vzorca:
H2 + Cl2=2HCl
Na implementáciu tejto metódy existujú špeciálne inštalácie, kde sa oba plyny privádzajú v nepretržitom prúde do plameňa, v ktorom dochádza k interakcii. Vodík sa dodáva v miernom nadbytku, aby všetok chlór zreagoval a neznečistil výsledný produkt. Chlorovodík sa potom rozpustí vo vode za vzniku kyseliny chlorovodíkovej.kyselina.
V laboratóriu sú možné rôzne spôsoby prípravy, napríklad hydrolýza halogenidov fosforu:
PCl5 + H2O=POCl3 + 2HCl
Kyselina chlorovodíková sa môže získať aj hydrolýzou kryštalických hydrátov určitých kovových chloridov pri zvýšených teplotách:
AlCl3 6H2O=Al(OH)3 + 3HCI + 3H 2O
Chlorovodík je tiež vedľajším produktom chloračných reakcií mnohých organických zlúčenín.
Aplikácia
Samotný chlorovodík sa v praxi nepoužíva, pretože veľmi rýchlo absorbuje vodu zo vzduchu. Takmer všetok vyrobený chlorovodík sa používa na výrobu kyseliny chlorovodíkovej.
Používa sa v metalurgii na čistenie povrchu kovov, ako aj na získavanie čistých kovov z ich rúd. To sa deje ich premenou na chloridy, ktoré sa ľahko obnovia. Získa sa napríklad titán a zirkónium. Kyselina sa široko používa v organickej syntéze (hydrohalogenačné reakcie). Čistý chlór sa niekedy získava aj z kyseliny chlorovodíkovej.
V medicíne sa používa aj ako liek zmiešaný s pepsínom. Prijíma sa pri nedostatočnej kyslosti žalúdka. Kyselina chlorovodíková sa používa v potravinárskom priemysle ako prísada E507 (regulátor kyslosti).
Bezpečnosť
Pri vysokých koncentráciách je kyselina chlorovodíková žieravá. Kontakt s pokožkou spôsobuje chemické popáleniny. Vdýchnutie plynného chlorovodíka spôsobujekašeľ, dusenie a v závažných prípadoch dokonca pľúcny edém, ktorý môže viesť k smrti.
Podľa GOST má druhú triedu nebezpečnosti. Chlorovodík je klasifikovaný podľa NFPA 704 ako tretia zo štyroch kategórií nebezpečnosti. Krátkodobá expozícia môže mať za následok závažné dočasné alebo stredne závažné reziduálne účinky.
Prvá pomoc
Ak sa kyselina chlorovodíková dostane na kožu, ranu treba umyť veľkým množstvom vody a slabým roztokom zásady alebo jej soli (napríklad sódy).
Ak sa výpary chlorovodíka dostanú do dýchacieho traktu, obeť musí byť prenesená na čerstvý vzduch a inhalovaná kyslíkom. Potom si vypláchnite hrdlo, oči a nos 2% roztokom hydrogénuhličitanu sodného. Ak sa kyselina chlorovodíková dostane do očí, potom sa oplatí pokvapkať ich roztokom novokaínu a dikaínu s adrenalínom.
