Соляная кислота широко используется в промышленности, медицине, быту. Знание того, с какими веществами она может взаимодействовать, крайне важно для безопасности.
Свойства и строение соляной кислоты
Соляная кислота представляет собой водный раствор хлороводорода (HCl). По химическим свойствам это типичный представитель сильных одноосновных кислот.
Формула HCl, молярная масса 36,46 г/моль. В чистом виде бесцветный газ с резким запахом.
В водном растворе соляная кислота может находиться в широком диапазоне концентраций. Технические сорта бывают:
- неочищенные (с примесями);
- очищенные, бесцветные;
- концентрированные (до 38% HCl).
В реакцию с соляной кислотой вступает множество веществ благодаря ее высокой химической активности. Получают соляную кислоту обычно из хлора и водорода или взаимодействием солей с серной кислотой.
Активные металлы, реагирующие с HCl
Соляная кислота вступает в реакции с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода. К ним относятся:
- Щелочные металлы: Na, K, Li;
- Щелочноземельные металлы: Mg, Ca;
- Al, Zn, Fe.
Рассмотрим на примере цинка, как протекает взаимодействие с HCl:
| Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ |
Происходит замещение атомов водорода в HCl на атомы цинка с образованием хлорида цинка и выделением водорода.
Цинк вступает в реакцию с соляной кислотой согласно приведенному уравнению. Также с HCl взаимодействуют оксиды и соли перечисленных металлов.
Для безопасности опытов с соляной кислотой нужно работать в вытяжном шкафу, использовать СИЗ.
В реакцию с соляной кислотой вступает ряд полезных металлов, поэтому на практике реакции HCl с металлами применяют, например, при извлечении цинка и меди из руды.
Другие типы соединений, реагирующих с HCl
Кроме металлов, с соляной кислотой активно вступают в реакцию:
- нитраты щелочных и тяжелых металлов;
- карбонаты и гидрокарбонаты;
- сульфиды, силикаты.
В реакцию с соляной кислотой вступает также аммиак, образуя хлорид аммония:
| NH3 + HCl → NH4Cl |
С окислителями типа KMnO 4 соляная кислота реагирует с выделением хлора. Взаимодействие идет и с некоторыми солями слабых кислот.
Таким образом, HCl проявляет высокую химическую активность по отношению к самым разным классам веществ.
Реакции HCl c солями тяжелых металлов
В реакцию с соляной кислотой вступает ряд солей тяжелых металлов, таких как свинец, серебро, медь и другие. Рассмотрим реакцию на примере нитрата серебра:
| 2AgNO3 + 2HCl → 2AgCl↓ + 2HNO3 |
Образуется белый творожистый осадок хлорида серебра AgCl. Аналогичные реакции протекают с участием хлоридов, сульфатов, ацетатов и других солей тяжелых металлов.
Взаимодействие соляной кислоты с оксидами
В реакцию с соляной кислотой вступает целый ряд оксидов металлов. Рассмотрим реакцию с оксидом цинка:
| ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O |
Аналогично ведут себя оксиды железа, магния, алюминия. Продуктами реакции являются соли и вода.
Взаимодействие HCl c органическими веществами
Соляная кислота может оказывать разрушающее действие на многие органические соединения, особенно при нагревании. Например, целлюлоза частично гидролизуется:
| (C6H10O5)n + nHCl → C6H10O4(OH)n + nC6H12O6 |
При этом образуются простые сахара, спирты и другие продукты. Такие реакции лежат в основе переработки древесины.
Применение реакций соляной кислоты
Реакции HCl с металлами и их соединениями широко используются в промышленности:
- Получение хлоридов для гальванических процессов
- Очистка поверхностей металлов перед нанесением покрытий
- Химическая переработка руд цветных металлов
Кислотный гидролиз органических веществ позволяет получать ценные продукты из растительного сырья. Реакции соляной кислоты лежат в основе многих важных технологических процессов.
