Что представляет собой раствор соляной кислоты? Это - соединение воды (H2O) и хлороводорода (HCl), который является бесцветным термическим газом с характерным запахом. Хлориды отлично растворяются и распадаются на ионы. Соляная кислота является самым известным соединением, которое образует HCl, так что о нем и его особенностях можно рассказать в подробностях.
Описание
Раствор соляной кислоты относится к классу сильных. Он бесцветный, прозрачный и едкий. Хотя техническая соляная кислота имеет желтоватый цвет, обусловленный наличием примесей и прочих элементов. На воздухе «дымится».
Стоит отметить, что данное вещество присутствует и в организме каждого человека. В желудке, если быть точнее, в концентрации 0.5%. Интересно, что этого количества достаточно для полного разрушения бритвенного лезвия. Вещество разъест его всего за неделю.
В отличие от той же серной, кстати, масса соляной кислоты в растворе не превышает 38 %. Можно сказать, что данный показатель - «критическая» точка. Если начать увеличивать концентрацию, то вещество просто будет испаряться, вследствие чего хлороводород просто улетучится вместе с водой. Плюс ко всему, данная концентрация сохраняется лишь при 20 °C. Чем выше температура - тем быстрее протекает испарение.
Взаимодействие с металлами
Раствор соляной кислоты может вступать во многие реакции. В первую очередь с металлами, которые стоят до водорода в ряду электрохимических потенциалов. Это - последовательность, в которой элементы идут по мере увеличения такой свойственной им меры, как электрохимический потенциал (φ 0). Данный показатель крайне важен в полуреакциях восстановления катиона. К тому же именно этот ряд демонстрирует активность металлов, проявляемую ими в окислительно-восстановительных реакциях.
Так вот, взаимодействие с ними происходит с выделением водорода в виде газа и с образованием соли. Вот пример реакции с натрием, мягким щелочным металлом: 2Na + 2HCl → 2NaCl +Н 2 .
С другими веществами взаимодействие протекает по похожим формулам. Так выглядит реакция с алюминием, легким металлом: 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3Н 2 .
Реакции с оксидами
С данными веществами раствор кислоты соляной тоже прекрасно взаимодействует. Оксиды - это бинарные соединения элемента с кислородом, имеющие степень окисления, составляющую -2. Всем известными примерами являются песок, вода, ржавчина, красители, углекислый газ.
Соляная кислота взаимодействует не со всеми соединениями, а лишь с оксидами металлов. Вследствие реакции также образуется растворимая соль и вода. В качестве примера можно привести процесс, происходящий между кислотой и оксидом магния, щелочноземельного металла: MgO + 2HCl → MgCl 2 + Н 2 О.
Реакции с гидроксидами
Так называются неорганические соединения, в составах которых присутствует гидроксильная группа -ОН, в которой атомы водорода и кислорода соединены ковалентной связью. И, поскольку раствор соляной кислоты взаимодействует лишь с гидроксидами металлов, стоит упомянуть, что некоторые из них называются щелочами.
Так что получающаяся в итоге реакция называется нейтрализацией. Ее результатом является образование слабо диссоциирующего вещества (то есть воды) и соли.
В качестве примера можно привести реакцию небольшого объема раствора соляной кислоты и гидроксида бария, мягкого щелочноземельного ковкого металла: Ва(ОН) 2 + 2HCl = BaCl 2 + 2Н 2 О.
Взаимодействие с другими веществами
Кроме перечисленного, соляная кислота может вступать в реакции и с соединениями иных типов. В частности, с:
- Солями металлов, которые образованы другими, более слабыми кислотами. Вот пример одной из таких реакций: Na 2 Co 3 + 2HCl → 2NaCl +Н 2 О + СО 2 . Здесь показано взаимодействие с солью, образованной угольной кислотой (Н 2 СО 3).
- Сильными окислителями. С диоксидом марганца, например. Или с перманганатом калия. Сопровождаются такие реакции выделением хлора. Вот один из примеров: 2KMnO 4 +16HCl → 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl + 8Н 2 О.
- Аммиаком. Это - нитрид водорода с формулой NH 3 , представляющий собой бесцветный, но резко пахнущий газ. Следствие его реакции с раствором соляной кислоты - масса густого белого дыма, состоящего из мелких кристаллов хлорида аммония. Который, кстати, всем известен, как нашатырь (NH 4 Cl).Формула взаимодействия следующая: NH 3 + HCl → NH 4 CL.
- Нитратом серебра - неорганическим соединением (AgNO 3), являющимся солью азотной кислоты и металла серебра. Вследствие контакта с ним раствора соляной кислоты возникает качественная реакция - образование творожистого осадка хлорида серебра. Который не растворяется в азотной. Выглядит это так: HCL +AgNO 3 → AgCl↓ + HNO 3 .
Получение вещества
Теперь можно поговорить о том, что делают для образования соляной кислоты.
Сначала, посредством сжигания в хлоре водорода, получают главный компонент - газообразный хлороводород. Который потом растворяют в воде. Результатом этой простой реакции становится образование синтетической кислоты.
Еще данное вещество можно получить из абгазов. Это - химические отходящие (побочные) газы. Они образуются при самых разных процессах. К примеру, при хлорировании углеводородов. Находящийся в их составе хлороводород называют абгазным. И кислоту, полученную таким образом, соответственно.
Следует отметить, что в последние годы доля абгазного вещества в общем объеме его производства увеличивается. А кислота, образованная вследствие сжигания в хлоре водорода, вытесняется. Однако справедливости ради нужно отметить, что в ней содержится меньше примесей.
Применение в быту
Во многих чистящих средствах, которыми люди, занимающиеся хозяйством, пользуются регулярно, присутствует определенная доля раствора соляной кислоты. 2-3 процента, а иногда и меньше, но он там есть. Именно поэтому, приводя сантехнику в порядок (вымывая кафель, например), нужно надевать перчатки. Высококислотные средства могут навредить коже.
Еще раствор используют в качестве пятновыводителя. Он помогает избавиться от чернил или ржавчины на одежде. Но чтобы эффект был заметен, надо использовать более концентрированное вещество. Подойдет раствор соляной кислоты в 10%. Он, к слову, превосходно выводит накипь.
Важно правильно хранить вещество. Содержать кислоту в стеклянных емкостях и в местах, куда не доберутся животные и дети. Даже слабый раствор, попавший на кожу или слизистую оболочку, может стать причиной химического ожога. Если это случилось, необходимо срочно промыть участки водой.
В области строительства
Использование соляной кислоты и ее растворов - это популярный способ улучшения множества строительных процессов. Например, ее нередко добавляют в бетонную смесь, чтобы увеличить морозостойкость. К тому же так она быстрее застывает, а стойкость кладки к влаге повышается.
Еще соляную кислоту используют, как очиститель от известняка. Ее 10-процентный раствор - лучший способ борьбы с грязью и следами на красном кирпиче. Для очистки других не рекомендуется его использовать. Структура других кирпичей более чувствительна к воздействию данного вещества.
В медицине
В данной сфере рассматриваемой вещество тоже активно применяется. Разбавленная соляная кислота оказывает следующие действия:
- Переваривает в желудке белки.
- Останавливает развитие злокачественных образований.
- Помогает в лечении онкологических заболеваний.
- Нормализует кислотно-щелочной баланс.
- Служит эффектным средством при профилактике гепатита, сахарного диабета, псориаза, экземы, ревматоидного артрита, желчнокаменной болезни, розовых угрей, астмы, крапивницы и многих других недугов.
В голову пришла идея разбавить кислоту и употреблять ее внутрь в таком виде, а не в составе медикаментов? Такое практикуется, но категорически запрещено делать это без врачебной консультации и получения инструкции. Неправильно рассчитав пропорции, можно проглотить избыток раствора соляной кислоты, и просто сжечь себе желудок.
Кстати, еще можно принимать медикаменты, стимулирующие выработку данного вещества. И не только химические. Тот же аир, перечная мята и полынь способствуют этому. Отвары на их основе можно сделать самому, и пропить для профилактики.
Ожоги и отравление
Каким бы эффективным ни было это средство, оно опасно. Соляная кислота, в зависимости от концентрации, может спровоцировать химические ожоги четырех степеней:
- Возникает лишь покраснение и боль.
- Появляются пузыри с прозрачной жидкостью и отек.
- Формируется некроз верхних слоев кожи. Пузыри заполняются кровью или мутным содержимым.
- Поражение достигает сухожилий и мышц.
Если вещество каким-то образом попало в глаза, надо промыть их водой, а потом содовым раствором. Но в любом случае первым делом надо вызвать скорую.
Попадание кислоты внутрь чревато острыми болями в груди и животе, отеком гортани, рвотными кровавыми массами. Как следствие - тяжелые патологии печени и почек.
А к первым признакам отравления парами относят сухой частый кашель, удушье, повреждение зубов, жжение в слизистых оболочках и боли в животе. Первая неотложная помощь - это умывание и полоскание полости рта водой, а также доступ к свежему воздуху. Настоящую помощь может оказать лишь токсиколог.
Соляная кислота, поступающая с завода, может иметь различную концентрацию, поэтому необходимо рассчитывать количество воды и кислоты, используя таблицу 6.2
Таблица 6.2
|
плотн. HCl при 15 о С, кг/м 3 |
массов. доля HCl , % |
весовая доля HCl кг/л |
плотн. HCl при 15 о С, кг/м 3 |
массов. доля HCl , % |
весовая доля HCl кг/л |
Количество товарной кислоты в объемных единицах, необходимое для получения 1 м 3 рабочего раствора заданной концентрации, определяют по формуле:
V Т = n(r З - 1000)/(r Т - 1000) (5.2)
где n - количество кубометров раствора;
V Т - объем товарной кислоты, м 3 ;
r т - плотность товарной кислоты, кг/м 3 ;
r З - заданная плотность готового раствора, кг/м 3 , которую берут из таблицы 6.2, исходя из процентного массового содержания HCl в растворе.
Пример. Приготовить 35 м 3 12% раствора HCl, если плотность товарной кислоты - 1150 кг/м 3 . По таблице 6.2 находим, что плотность 12% раствора HCl составляет 1060 кг/м 3 . Тогда
V Т = 35(1060 - 1000)/(1150 - 1000)= 14 м 3
Объем воды для приготовления раствора равен 35 - 14 = 21 м 3 . Проверим результаты вычисления:
r З = (14× 1150 + 21× 1000)/35 = 1060 кг/м 3
Оборудование для кислотных обработок скважин
Для обработки пласта кислотой применяется комплекс оборудования, в состав которого входят арматура для устья скважины (1АУ - 700, 2АУ - 700), насосный агрегат для нагнетания кислоты в скважину, автоцистерна для перевозки кислоты и химреагентов, манифольд для соединения автоцистерны с насосным агрегатом и с устьевой арматурой.
При солянокислотной обработке концентрация кислоты в растворе составляет 8-20% в зависимости от обрабатываемых пород. Если концентрация HCl выше рекомендуемой, трубы устьевого и скважинного оборудования разрушаются, а если ниже - снижается эффективность обработки призабойной зоны.
Для предохранения труб, емкостей, насосов, трубопроводов, устьевого и скважинного оборудования от коррозионного воздействия кислоты в раствор добавляют ингибиторы: формалин (0,6%), уникол (0,3 - 0,5%), реагент И-1-А(0,4%) и катапин А (0,1%).
Для предотвращения выпадения в осадок окислов железа, закупоривающих поры пласта, применяются стабилизаторы, в качестве которых применяются уксусная (0,8-1,6%) и плавиковая (1-2%)кислоты от объема разведенной соляной кислоты.
Раствор HCl приготавливают следующим образом: в емкость заливается расчитанный объем воды, к ней добавляется ингибитор, затем стабилизатор и замедлитель реакции- препарат ДС в количестве 1 - 1,5 % от объема раствора кислоты. После тщательного перемешивания раствора в последнюю очередь добавляется рассчитанный объем концентрированной HCl.
На промыслах применяется закачка кислоты в пласт под давлением, кислотные ванны для очистки поверхности забоя от загрязняющих отложений (цемент, глинистый раствор, смолы, парафин), а также закачка горячего кислотного раствора, который нагревается за счет экзотермической реакции между HCl и магнием.
Для транспортировки раствора ингибированной HCl и нагнетания его в пласты применяются специальные агрегаты Азинмаш - 30А, АКПП - 500, КП - 6,5. Агрегат Азинмаш - 30А смонтирован на шасси автомобиля КрАз - 257. Агрегат состоит из трехплунжерного горизонтального насоса одинарного действия 5НК - 500 с приводом от ходового двигателя через коробку отбора мощности, манифольда, гуммированных цистерн основной (6-10 м 3) и на прицепе (6м 3).
Соляная кислота – это раствор хлористого водорода в воде. Хлористый водород (HCl) при обычных условиях бесцветный газ со специфическим острым запахом. Однако мы имеем дело с его водными растворами, поэтому остановимся только на них.
Соляная кислота – бесцветный прозрачный раствор с острым запахом хлористого водорода. В присутствии примесей железа, хлора или других веществ кислота имеет желтовато-зеленый цвет. Плотность раствора соляной кислоты зависит от концентрации хлористого водорода в ней; некоторые данные приведены в таблице 6.9.
Таблица 6.9. Плотность растворов соляной кислоты различной концентрации при 20°С.
Из этой таблицы видно, что зависимость плотности раствора соляной кислоты от ее концентрации с удовлетворительной для технических расчетов точностью можно описать формулой:
d = 1 + 0,5*(%) / 100
При кипении разбавленных растворов содержание HCl в парах меньше, чем в растворе, а при кипении концентрированных растворов - больше, чем в растворе, что отражено в приведенной на рис. 6.12 диаграмме равновесия. Постоянно кипящая смесь (азеотроп) при атмосферном давлении имеет состав 20,22 % вес. HCl, температуру кипения 108,6°С.
Наконец, еще одно важное преимущество соляной кислоты - это практически полная независимость времени ее приобретения от времени года. Как видно из рис. № 6.13 , кислота промышленной концентрации (32-36%) замерзает при температурах, практически недостижимых для европейской части России (от -35 до -45°С), в отличие от серной кислоты, которая замерзает при плюсовых температурах, что требует введения операции разогрева цистерн.
Соляная кислота не обладает недостатками, присущими серной кислоте.
Во-первых, хлористое железо обладает повышенной растворимостью в растворе соляной кислоты (рис. 6.14 ), что позволяет поднять концентрацию хлористого железа в растворе до величины 140 г/л и даже больше; исчезает опасность образования осадка на поверхности.
Работа с соляной кислотой может осуществляться при любой температуре внутри здания (даже при 10°С), и это не вызывает заметных изменений в составе раствора.
Рис. 6.12. Диаграмма равновесия жидкость – пар для системы HCl – H 2 O.
Рис. 6.13. Диаграмма состояния (плавкости) системы HCl–H 2 O.
Рис. 6.14 . Равновесие в системе HCl – FeCl 2 .
Наконец, еще очень важное преимущество соляной кислоты - это полная совместимость с флюсом, в котором используются именно хлориды.
Некоторым недостатком соляной кислоты как реактива является высокая летучесть. Нормативами допускается концентрация 5 мг/м 3 объема воздуха в цехе. Зависимость упругости паров в равновесном состоянии над кислотой различной процентной концентрации дана в таблице 6.10. В целом при концентрации кислоты в ванне менее 15% масс это условие удовлетворяется. Однако при повышении температур в цехе (то есть в летнее время) возможно превышение этого показателя. Определенную информацию о том, какая концентрация кислоты при конкретной температуре цеха допустима, можно определить из рис. 6.15.
Зависимость скорости травления от концентрации и температуры отображена на рис. 6.16.
Недостатки травления обычно вызываются следующим:
- использованием кислоты с большей или меньшей концентрацией, по сравнению с оптимальной;
- малой длительностью травления (ожидаемую длительность травления при разных концентрациях кислоты и железа можно оценить из рис. 6.17 ;
- пониженной температурой по сравнению с оптимальной;
- отсутствием перемешивания;
- ламинарным движением травильного раствора.
Эти проблемы обычно решаются с помощью конкретных технологических приемов.
Таблица 6.10. Зависимость равновесной концентрации хлористого водорода от концентрации кислоты в ванне.
|
Концентрация кислоты, % |
Концентрация кислоты, % |
Концентрация HСl в воздухе, мг/м 3 |
|
Сегодня предлагаем вам поговорить о приготовлении и использовании раствора соляной кислоты и самой кислоты в частности. Она нашла широкое применение в различных отраслях жизнедеятельности человека. Также ее применяют и в медицине.
Применение соляной кислоты в медицине.
Соляная кислота способствует следующим процессам:
выравнивает кислотно-щелочной баланс организма;
лечит онкологические заболевания;
тормозит развитие злокачественных образований;
переваривает белки в желудке.
Лечение пониженной кислотности желудка соляной кислотой.
Как приготовить раствор соляной кислоты и прежде чем лечить пониженную кислотность, необходимо обратиться к врачу и проконсультироваться и ним и ни в коем случае не предпринимать никаких попыток самолечения. Он назначит вам лечение, согласно индивидуальных особенностей вашего организма, а также учитывая результаты ваших анализов.
Помимо препаратов с соляной кислотой, можно принимать препараты, которые способствуют стимуляции выработки соляной кислоты в организме. Кроме того, на сегодняшний день разработаны лечащие средства на основе трав (полынь, перечная мята, аир), которые также стимулируют выработку соляной кислоты в организме, чем помогают повысить уровень кислотности желудка.
С помощью препаратов, содержащих соляную кислоту можно провести профилактику рака желудка, снизить риск заболевания гепатитами, а также такими болезнями как сахарный диабет, псориаз, ревматоидный артрит, экзема, желчнокаменная болезнь, розовые угри, крапивница, астма и многие другие.
Как приготовить раствор соляной кислоты и применение.
Чтобы не задаваться вопросом, как приготовить раствор соляной кислоты, предлагаем изучить следующую информацию, которая будет вам полезной. Приготовленный раствор с соляной кислотой иногда называют царской водкой. Этот рецепт приготовления придумал Болотов и чтобы его приготовить, нам понадобятся следующие вещества. В литровую банку воды добавляем 0,5 стакана виноградного уксуса, затем 1-2 чайных ложки серной кислоты и 1 столовую ложку 38-процентной соляной кислоты, причем не нарушая эту последовательность. В конце необходимо добавить 4 таблетки нитроглицерина. С помощью полученного раствора соляной кислоты и других ингредиентов, можно расщепить раковые клетки, которые провоцируют появление такого заболевания как рак. Что касается применения, то употреблять подобный раствор нужно трижды в день, по 1-2 чайных ложки, которые разбавляются в 0,5 стакана жидкости (это может быть обычная вода, чай или кофе) до приема или после приема пищи. Если заболевание приняло острую форму, дозу можно увеличить до 1 столовой ложки на полстакана воды.
Лечение раствором соляной кислоты геморроя.
В связи с сидячим образом жизни может развиваться такое заболевание как геморрой. Для лечения этого заболевания чаще всего прибегают к народной медицине. Очень эффективным считается применение такого рецепта. Берем полстакана воды и добавляем туда 1-2 столовых ложки 3-5% раствора соляной кислоты. Полученный раствор рекомендуется употреблять по полстакана перед приемом пищи.
Таким образом, зная как приготовить раствор соляной кислоты, и владея информацией, для чего он используется, у вас есть шанс, в домашних условиях, вылечиться от многих заболеваний.
Получение. Соляную кислоту получают путем растворения хлороводорода в воде.
Обратите внимание на прибор изображенный на рисунке слева. Его используют для получения соляной кислоты. Во время процесса получения соляной кислоты, следят за газоотводной трубкой, она должна находиться вблизи уровня воды, а не быть погруженной в нее. Если за этим не следить, то из-за большой растворимости хлороводорода вода попадет в пробирку с серной кислотой и может произойти взрыв.
В промышленности соляную кислоту обычно получают путем сжигания водорода в хлоре и растворении продукта реакции в воде.
Физические свойства. Растворяя хлороводород в воде, можно получить даже 40% раствор соляной кислоты с плотностью 1,19 г/см 3 . Однако имеющаяся в продаже концентрированная соляная кислота содержит около 0,37 массовых долей, или около 37% хлороводорода. Плотность данного раствора составляет примерно 1,19 г/см 3 . Пр разбавлении кислоты плотность ее раствора уменьшается.
Концентрированная соляная кислота является бесценным раствором, сильно дымящая во влажном воздухе, обладающая резким запахом вследствие выделения хлороводорода.
Химические свойства. Соляная кислота обладает рядом общих свойств, которые характерны большинству кислот. Помимо этого, она обладает некоторыми специфическими свойствами.
Свойства HCL, общие с другими кислотами: 1) Изменение окраски индикаторов 2) взаимодействие с металлами 2HCL + Zn → ZnCL 2 + H 2 3) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами: 2HCL + CaO → CaCl 2 + H 2 O; 2HCL + ZnO → ZnHCL 2 + H 2 O 4) Взаимодействие с основаниями: 2HCL + Cu (OH) 2 → CuCl 2 + 2H 2 O 5) Взаимодействие с солями: 2HCL + CaCO 3 → H 2 O + CO 2 + CaCL 2
Специфические свойства HCL: 1) Взаимодействие с нитратом серебра (нитрат серебра является реактивом на соляную кислоту и ее соли); выпадет осадок белого цвета, который не растворяется в воде, ни в кислотах: HCL + AgNO3 → AgCL↓ + HNO 3 2) Взаимодействие с окислителями (MnO 2 , KMnO, KCLO 3 и др.): 6HCL + KCLO 3 → KCL +3H 2 O + 3CL 2
Применение.
Огромное количество соляной кислоты расходуется для удаления оксидов железа перед покрытием изделий из этого металла другими металлами (оловом, хромом, никелем). Для того чтобы соляная кислота реагировала только с оксидами, но не с металлом, к ней добавляют особые вещества, которые называются ингибиторами. Ингибиторы
– вещества замедляющие реакции.
Соляная кислота применяется для получения различных хлоридов. Ее используют для получения хлора. Очень часто, раствор соляной кислоты прописывают больным с пониженной кислотностью желудочного сока. Соляная кислота находится у каждого в организме, она входит в состав желудочного сока, который необходим для пищеварения.
В пищевой промышленности соляная кислота применяется только в виде раствора. Она используется для регулирования кислотности при производстве лимонной кислоты, желатина или фруктозы (Е 507).
Не стоит забывать, что соляная кислота опасна для кожи. Еще большую опасность она представляет для глаз. Воздействуя на человека, она может вызвать разрушение зубов, раздражение слизистых оболочек, удушье.
Помимо этого, соляная кислота активно применяется в гальванопластике и гидрометаллургии (удаление накипи, ржавчины, обработка кожи, химреактивы, в качестве растворителя породы при добыче нефти, при производстве каучуков, глутамината натрия, соды, Сl 2). Соляная кислота используется для регенерации Сl 2 , в органическом синтезе (для получения винилхлорида, алкилхлоридов и т.д.) Она может использоваться в качестве катализатора при получении дифенилолпропана, алкилирование бензола.
blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.