Способы получения соляной кислоты

Способы получения соляной кислоты

Водный раствор хлористого водорода назвали соляной кислотой потому, что издавна его получали из поваренной соли, действуя на него серной кислотой. Этот, так называемый сульфатный, способ был долгое время единственным. Затем стали получать синтетический хлористый водород из хлора и водорода.

Кроме того, значительные количества хлористого водорода получают в качестве побочного продукта при хлорировании органических веществ и других продуктов.

Таким образом, в промышленности соляную кислоту получают следующими способами:

  • — сульфатным — получение хлороводорода действием концентрированной серной кислоты на хлорид натрия;
  • — синтетическим — получение хлороводорода сжиганием водорода в хлоре;
  • — из абгазов (побочный газов) ряда процессов.

Стоит отметить, что первые два метода теряют свое промышленное значение.

Сульфатный метод

Более старинный сульфатный метод получения соляной кислоты.

Сульфатный способ получения хлористого водорода основан на взаимодействии твердой поваренной соли с серной кислотой:

Процесс синтеза проводят в муфельных печах при температуре 500-550 0 С, обогрева-емых через стенку топочными газами. Концентрация хлористого водорода в газе от 30 до 50% НСl. Способ находит применение, но новых производств не организуют.

Химическое название

Химические свойства

Хлороводородная кислота, хлористый водород или хлористоводородная кислота – раствор НСl в воде. Согласно Википедии, вещество относят у группе неорганических сильных одноосновных к-т. Полное название соединения на латинском: Hydrochloricum acid.

Формула Соляной Кислоты в химии: HCl. В молекуле атомы водорода соединяются с атомами галогена – Cl. Если рассмотреть электронную конфигурацию этих молекул, то можно отметить, что в образовании молекулярных орбиталей соединения принимают участие 1s-орбитали водорода и обе 3s и 3p-орбитали атома Cl. В химической формуле Соляной Кислоты 1s-, 3s- и -атомные орбитали перекрываются и образуют 1 , 2 , 3 -орбитали. При этом 3s-орбиталь не носит связывающий характер. Наблюдается смещение электронной плотности к атому Cl и снижается полярность молекулы, но увеличивается энергия связи молекулярных орбиталей (если рассматривать ее в ряду с другими галогеноводородами).

Физические свойства хлористого водорода. Это прозрачная бесцветная жидкость, обладающая способностью дымиться при соприкосновении с воздухом. Молярная масса химического соединения = 36,6 грамма на моль. При стандартных условиях, при температуре воздуха 20 градусов Цельсия, максимальная концентрация вещества составляет 38% по массе. Плотность концентрированной хлороводородной к-ты в такого рода растворе составляет 1,19 г/см³. В целом же, физические свойства и такие характеристики, как плотность, молярность, вязкость, теплоемкость, температура кипения и , сильно зависят от концентрации раствора. Эти величины подробнее рассматриваются в таблице плотностей. Например, плотность Соляной Кислоты 10% = 1,048 кг на литр. При затвердевании вещество образует кристаллогидраты разных составов.

Химические свойства Соляной Кислоты. С чем реагирует Соляная Кислота? Вещество вступает во взаимодействие с металлами, которые стоят в ряду электрохимических потенциалов перед водородом (железо, магний, цинк и другие). При этом образуются соли и выделяется газообразный H. С Соляной Кислотой не реагирует свинец, медь, золото, серебро и другие металлы правее водорода. Вещество вступает в реакцию с оксидами металлов, при этом образуя воду и растворимую соль. Гидроксид натрия под действием к-ты образует хлорид натрия и воду. Реакция нейтрализации характерна для данного соединения.

Разбавленная Соляная Кислота реагирует с солями металлов, которые образованы более слабыми к-ами. Например, пропионовая кислота слабее, чем соляная. Вещество не взаимодействует с более сильными кислотами. Карбонат кальция и карбонат натрия будут образовывать после реакции с HCl хлорид, угарный газ и воду.

Для химического соединения характерны реакции с сильными окислителями, с диоксидом марганца, перманганатом калия: 2KMnO4 + 16HCl = 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O. Вещество реагирует с аммиаком, при этом образуется густой белый дым, который состоит из очень мелких кристаллов хлорида аммония. Минерал пиролюзит с Соляной Кислотой также вступает в реакцию, так как содержит диоксид марганца: MnO2+4HCl=Cl2+MnO2+2H2O (реакция окисления).

Существует качественная реакция на хлороводородную кислоту и ее соли. При взаимодействии вещества с нитратом серебра выпадает белый осадок хлорида серебра и образуется азотная к-та. Уравнение реакции взаимодействия метиламина с хлористым водородом выглядит следующим образом: HCl + CH3NH2 = (CH3NH3)Cl.

Вещество реагирует со слабым основанием анилином. После растворения анилина в воде к смеси прибавляют Соляную Кислоту. В результате основание растворяется и образует солянокислый анилин (хлорид фениламмония): (С6Н5NH3)Cl. Реакция взаимодействия карбида алюминия с хлористоводородной к-ой: Al4C3+12HCL=3CH4+4AlCl3. Уравнение реакции карбоната калия с к-той выглядит следующим образом: K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2.

Получение соляной кислоты

Чтобы получить синтетическую Соляную Кислоту сжигают водород в хлоре, а затем полученный газообразный хлороводород растворяется в воде. Также распространено производство реактива из абгазов, которые образуются в виде побочных продуктов при хлорировании углеводородов (абгазная Соляная Кислота). При производстве данного химического соединения применяют ГОСТ 3118 77 – на реактивы и ГОСТ 857 95 – для технической синтетической хлористоводородной кислоты.

Читайте также:  Минимализм в интерьере гостиной фото

В лабораторных условиях можно применять давний способ, при котором поваренная соль подвергается действию концентрированной серной к-ты. Также средство можно получить с помощью реакции гидролиза хлорида алюминия или магния. Во время реакции могут образоваться оксихлориды переменного состава. Для определения концентрации вещества применяют стандарт титры, которые выпускаются в запаянных ампулах, чтобы в последствии можно было получить стандартный раствор известной концентрации и использовать его для определения качества другого титранта.

У вещества имеется достаточно широкая область применения:

  • его используют в гидрометаллургии, при декапировании и травлении;
  • при очистке металлов при лужении и пайке;
  • в качестве реактива для получения хлорида марганца, цинка, железа и других металлов;
  • при изготовлении смесей с ПАВ-ами для очистки металлических и керамических изделий от инфекции и грязи (применяется Кислота Соляная ингибированная);
  • в качестве регулятора кислотности E507 в пищевой промышленности, в составе содовой воды;
  • в медицине при недостаточной кислотности желудочного сока.

Данное химическое соединение имеет высокий класс опасности – 2 (по ГОСТу 12Л.005). При работе с кислотой требуется спец. защита кожи и глаз. Достаточно едкое вещество при попадании на кожу или в дыхательные пути вызывает химические ожоги. Для ее нейтрализации применяют растворы щелочи, чаще всего – питьевую соду. Пары хлороводорода образуют с молекулами воды в воздухе едкий туман, который раздражает дыхательные пути и глаза. Если вещество вступает в реакцию с хлорной известью, перманганатом калия и прочими окислителями, то образуется токсичный газ — хлор. На территории РФ ограничен оборот Соляной Кислоты с концентрацией более 15%.

Фармакологическое действие

Повышает кислотность желудочного сока.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Что такое кислотность желудочного сока? Это характеристика концентрации Соляной Кислоты в желудке. Кислотность выражается в рН. В норме в составе желудочного сока должна вырабатываться кислота и принимать активное участие в процессах пищеварения. Формула хлороводородной кислоты: HCl. Ее продуцируют париетальные клетки, расположенные в фундальных железах, с участием Н+/К+-АТФазы. Эти клетки выстилают дно и тело желудка. Кислотность желудочного сока сама по себе изменчива и зависит от числа париетальых клеток и интенсивности процессов нейтрализации вещества щелочными компонентами желудочного сока. Концентрация продуцируемой к-ты стабильна и равняется 160 ммоль/л. У здорового человека в норме должно вырабатываться не более 7 и не менее 5 ммоль вещества в час.

При недостаточной или избыточной выработке Соляной Кислоты возникают заболевания пищеварительного тракта, ухудшается способность усваивать некоторые витамины и микроэлементы, например, железо. Средство стимулирует выделение желудочного сока, снижает рН. Активирует пепсиноген, переводит его в активный фермент пепсин. Вещество благоприятно воздействует на кислотный рефлекс желудка, замедляет переход не до конца переваренной пищи в кишечник. Замедляются процессы брожения содержимого пищеварительного тракта, исчезает боль, изжога и отрыжка, лучше усваивается железо.

После приема внутрь средство частично метаболизируется слюной и желудочной слизью, содержимым 12-перстной кишки. Несвязанное вещество проникает в 12-перстную кишку, где полностью нейтрализуется ее щелочным содержимым.

Показания к применению

Вещество входит в состав синтетических моющих средств, концентрата для полоскания ротовой полости ухода за контактными линзами. Разбавленная Соляная Кислота назначается при заболеваниях желудка, сопровождающихся пониженной кислотностью, при гипохромной анемии в сочетании с препаратами железа.

Противопоказания

Лекарство нельзя применять при аллергии на синтетическое вещество, при болезнях пищеварительного тракта, ассоциированных с повышенной кислотностью, при остром гастрите.

Побочные действия

Концентрированная Соляная Кислота при попадании на кожу, в глаза и дыхательные пути может вызывать сильные ожоги. В составе различных лек. препаратов используют разбавленное вещество, при длительном применении больших дозировок может возникнуть ацидоз, ухудшение состояния эмали зубов.

Инструкция по применению (Способ и дозировка)

Хлороводородную кислоту применяют в соответствии с инструкцией.

Внутрь лекарство назначают, предварительно растворив в воде. Обычно используют 10-15 капель препарата на пол стакана жидкости. Лекарство принимают во время еды, 2-4 раза в день. Максимальная разовая дозировка составляет 2 мл (около 40 капель). Суточная доза – 6 мл (120 капель).

Передозировка

Случаи передозировки не описаны. При бесконтрольном приеме вещества внутрь в больших количествах возникают язвы и эрозии в пищеварительном тракте. Следует обратиться за помощью к врачу.

Читайте также:  Как правильно класть стропила

Взаимодействие

Вещество часто используют в комбинации с пепсином и прочими лек. препаратами. Химическое соединение в пищеварительном тракте вступает во взаимодействие с основаниями и некоторыми веществами (см. химические свойства).

Особые указания

При лечении препаратами Соляной Кислоты необходимо четко придерживаться рекомендаций в инструкции.

Соляная кислота HCl — штука нужная.
Во-первых как электролит (для гальваники в том числе), во-вторых как хлорсодержащее сырье, в третьих — разные краски, клеи, активированный уголь, обработка кожи, в конце концов — для удаления накипи из паровых котлов.
Тут даже тяжело вспомнить для чего она еще применяется.
В любом случае — попаданцу ее получать придется.

Мы сейчас не будем рассматривать два современные способа получения соляной кислоты — сжиганием хлора в водороде и абгазную, получаемую их побочных газов при хлорировании углеводородов.
Мы рассмотрим две другие методики, куда как более древние…

Первый метод появился где-то в районе 12-13 века. Существует легенда, что первым этот метод открыл арабский алхимик Джабир ибн Хайян в начале 9-го века.
Метод относительно несложный, для него нужна поваренная соль и железный купорос.
Нужно их смешать и прокалить в реторте. Происходит химическая реакция и выделяется газообразная соляная кислота:

Эту газообразную кислоту нужно было пропустить через воду и получить классическую соляную кислоту.
Следует помнить, что растворимость соляной кислоты ограничена температурой воды. При обычной комнатной температуре концентрация кислоты будет порядка 30%.
И не нужно забывать, что поглощение газообразной кислоты водой — процесс экзотермический, поэтом вода будет греться.

Собственно, тут нужно следить за процессом — как только пузырьки газообразной кислоты свободно проходят через воду, не растворяясь в ней — достигнута максимальная концентрация. Вот только таким методом этой концентрации в 30% достичь очень сложно, кислота будет слабой.

Если вы попали в средневековье после 12 века и не хотите возиться с самостоятельным получением соляной кислоты, то ее можно купить. Эту реакцию проводили в аптеках и соляная кислота называлась «дух из солей» (spiritus salis), или «кислый спирт». Естественно, в больших количествах вам ее не купить, но если нужно немного на электролит — то вполне. Следует только помнить, что метод этот дает море примесей в кислоте.

Второй метод дает соляную кислоту куда более чистую. Он разработан алхимиком Иоганном Рудольфом Глаубером примерно в 1649 году. Для производства нужна поваренная соль и серная кислота.

Серная кислота реагирует с поваренной солью при повышенной температуре, порядка 150 o C, хотя сразу после заливки серной кислоты процесс понемногу пойдет:

Серную кислоту желательно брать как можно более концентрированную, потому как выделяющийся хлороводород сначала будет растворятся в этой воде, что в серной кислоте — а только потом выделяться. В общем — чем меньше воды, тем лучше.
Кислоты и соли желательно брать 1:1.

Помните — выделяемый HCl токсичен, сейчас подобные реакции проводят только в противогазах. Есть риск сжечь органы дыхания, да и зубы посыпятся. А когда концентрация кислоты в воде станет максимальной, то газ будет проходить через воду насквозь и наверняка выделяться наружу. Да и весь процесс — на редкость горячий и ядовитый.

Однако, именно по глауберовскому процессу много столетий получали соляную кислоту. В России это начали делать с 1790 года и закончили в середине 20-го века. Это показатель эффективности процесса и качества получаемого результата.

P.S. Я честно пытался найти более простой способ получение соляной кислоты, который не знали в древности (все-таки это дорогие методы для средневековья). Мне не удалось. 🙁

33 комментария Соляная кислота

>>>>Мы сейчас не будем рассматривать два современные способа получения соляной кислоты — сжиганием хлора в водороде>>>>

Способ конечно не без подводных камней, но если у попаданца уже все в порядке с электричеством и ощущается недостаток сульфатов или кислот — то этот способ вполне имеет право на жизнь. Интенсифицировать прочесс поможет обычная глина, кварц, древесный уголь или конечно же платина( куда же без нее 😉 )
Или, может быть, попаданцу в случае нехватки водорода больше приглянется «угольный способ » — это когда пропускают смесь хлора с водяным паром через слой пористого раскаленного угля в присутствии катализатора Fe2O3.Есть еще способ получения из смеси СО с парами воды (катализатор тот же Fe2O3) Пример реакции СО + Н2О + Сl2 —>более 1000°—> 2НСl + СО2
Для первого описанного в статье способа подойдет не только железный купорос, но и практически любой из 150 природных сульфатов(пример реакции MgSO4 + 2NaCl +H2O —>более 450°—> Na2SO4 + MgO + 2HCl) Сидит, допустим, попаданец на берегу моря, температура воздуха градусов 30°С, в плоской миске выпаривается морская вода. Первыми в осадок выпали менее растворимые карбонаты, отфильтровал раствор, потом в осадок выпали более растворимые сульфаты натрия и магния, хлориды натрия, калия и магния. Их попаданец хватает, слегка подсушивает (но не до конца) и нагревает до 450-500 °С. И как и в первом описанном в статье способе пропускает через воду газообразную соляную кислоту.(кстати, если попаданец забыл таблицу зависимости концентрации соляной кислоты от плотности-то может его выручит знание, что лед кристаллизуется из 10%-ной соляной кислоты при —20, из 15%-ной-при -30, из 20%-ной-при -60 и из 24%-ной-при -80°С). Так же есть простой способ определения примерной концентрации HCL по её плотности. Для этого две цифры десятичных знаков плотности кислоты умножают на два. Например кислота с плотностью 1,12 содержит 2×1.12=24%HCL.
Второй описанный в статье способ так же интересен, но для него не обязательна концентрированная серная кислота — подойдет например ортофосфорная или борная кислота(пример реакции 3NaCl+H3BO3 —>более 400°—> 3HCl + Na3BO3 )(хотя с серной кислотой процесс идет быстрей и эффективней).
Один бредовый способ — предположим попаданец оказался в Антарктиде и ему потребовалась соляная кислота-и в этом случае не все потеряно 😉 Его холодный аналитический мозг вспоминает, что соляную кислоту выделяют некоторые кристаллогидраты хлористых солей при нагревании. Со дна соленого озера Дон-Жуан на Земле Виктории в Антарктиде попаданец поднимает природный минерал “антарктикит (гексагидрат хлорида кальция CaCl2•6H2O)” и хорошенько его прожаривает. Далее все как обычно- пропускает через воду газообразную соляную кислоту.
Четвертый метод получения соляной кислоты подойдет скорее не попаданцу, а выживальщику после Б.П. из обычных обрезков ПВХ. Концентрация соляной кислоты при таком способе порядка 5%._ http://www.sdelaysam-svoimirukami.ru/135-poluchenie_soljanoj_kisloty_v_domashnikh_uslovijakh.html

Читайте также:  Виды орхидей с картинками и названиями

Вот на этом «если все в порядке с электричеством» можно было и закончить коммент.

Просто потому, что я плохо понимаю, зачем двигать электричество, если даже примитивных кислот нет?
И может для кого-нибудь мысль окажется крамольной, но попаданец в любом случае будет сначала двигать кислоты, а уже потом электричество.

ИМХО, если построить гальванический элемент перед кислотами, то единственное ему применение будет — создание слабого магнита для компаса.

Про сульфаты — да, возможно. Но в средневековье попаданцу будет доступен именно железный купорос (и еще медный), который можно купить, а не получать самому.
Хотя статью про купоросы нужно писать и расписывать то, что вы указали.
Спасибо, нужно мне пересмотреть эти примитивные методы.

Про серную кислоту тоже самое — она будет получена в любом случае раньше серной (хотя существует вероятность, что попаданец очутится возле горячих минеральных источников — в этом случае вы будете правы).

\Во-первых как электролит (для гальваники в том числе), во-вторых как хлорсодержащее сырье,\

На Фи Га. Вся древняя солянка — производное серняги (либо купороса, что то же самое), нафига такое в гальванике (если не брать изыски)??

Хлорсодержащее сырьё — аналогично, давайте пример, на кой ляд?…
Чтобы «В любом случае — попаданцу ее получать придется.».

Солянка — абсолютно минорный реагент, в большинстве приложений легко заменяемый. И ранее химпрома, где её производство встроенно в технологическую карту — нафиг она не нужна.

З.Ы. Убить зубы солянкой — это тоже шедевр, я хотел бы я это видеть! 🙂

Если забыть вставную челюсть в барботере… Запросто!

Если почитать Агриколу, то там половина книги про благородные металлы.
С солянкой же можно получить царскую водку, для аффинажа золота из сплавов (ИМХО, в древности один из самых простых методов).

Про гальванику — возможно, что и не так нужно,.
А вот про зубы — это я реально слышал много лет назад на технике безопасности (кожа, глаза и зубы). С тех пор, честно скажу, не интересовался, возможно и миф.

Что-то мне подсказывает, что если залить смесь соли и селитры сернягой — золото и К в этой смесюге растворятся без дополнительных ухищрений…

Про зубы — возможно кто-то когда-то перепутал с плавиковкой. Солянка — она в желудке плещется 🙂

Не было там плавиковой, только соляная, ей детали зачищали.

Ссылка на основную публикацию
Соус к жареной скумбрии
Рыбные блюда для многих хозяек оборачиваются головной болью. Увы, этот продукт вызывает у многих людей неоднозначные эмоции, однако употреблять его...
Сонник к чему снится белый кот
К чему снится белый кот Кот во сне - это знак своенравия и спокойствия, подобные сновидения нередко случаются у тех,...
Сонник очень много котят
Традиционно котята отождествляются с мелкими хлопотами и неприятностями. Но что значит, если приснилось очень много котят? Сонники помогут получить самый...
Соусы в блендере для макарон
Полки магазинов так и пестрят изобилием различных вкусовых добавок к обеденным блюдам. Однако все мы прекрасно знаем, что их состав...
Adblock detector