Хлористоводородная кислота, или соляная кислота, - это одно из важнейших промышленных химических веществ, находящее широкое применение во многих сферах человеческой деятельности.
История открытия
Впервые хлористоводородную кислоту получил в XV веке алхимик Василий Валентин, прокаливая смесь поваренной соли и квасцов. Он назвал полученное вещество "кислым спиртом". В 1658 году немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер предложил промышленный способ производства соляной кислоты - прокаливание поваренной соли с серной кислотой. А в 1790 году английский ученый Гемфри Дэви установил химический состав HCl, получив ее из чистых хлора и водорода.
Физико-химические свойства
Хлористоводородная кислота - прозрачная бесцветная жидкость с резким запахом, хорошо растворимая в воде с образованием кислого раствора. В водном растворе полностью диссоциирует с образованием ионов H+ и Cl-. Это обуславливает ее высокую химическую активность. Формула хлористоводородной кислоты - HCl.
- Температура плавления: -114,2 °C
- Температура кипения: -85,1 °C
- Плотность: 1,49 г/см3 (газ), 1,18 г/см3 (жидкость)
Получение в промышленности
Промышленное производство хлористоводородной кислоты основано на двух основных методах:
- Сжигание водорода в хлоре с последующим поглощением HCl водой. Так получают чистую хлористоводородную кислоту.
- Использование отходящих газов химических производств, содержащих хлористый водород (хлорирование углеводородов, пиролиз хлорсодержащих соединений). Этот метод дешевле, но кислота содержит больше примесей.
В середине XIX века развитие промышленного производства HCl было вызвано запретом выбросов хлороводорода в атмосферу и необходимостью его утилизации.
Применение хлористоводородной кислоты
Хлористоводородная кислота на латинском - acidum hydrochloricum.
Благодаря химической активности, соляная кислота нашла широкое применение хлористоводородной кислоты в различных областях.
| Промышленность |
|
| Лаборатории |
|
| Медицина |
|
Кроме того, HCl применяют в производстве красителей, пластмасс, искусственного волокна, различных органических соединений.
Техника безопасности при работе с HCl
Хлористоводородная кислота - едкое и токсичное вещество, требующее строгого соблюдения правил безопасности при работе с ним.
Индивидуальные средства защиты
- Защитный костюм, перчатки и очки из полимерных материалов
- Спецобувь
- Герметичные очки или защитная маска
- Респиратор или противогаз
Правила хранения
Хранить HCl необходимо в хорошо вентилируемом помещении, в плотно закрытой таре из стекла, фарфора, пластика или выложенной изнутри свинцом. Не допускать попадания влаги и посторонних веществ.
Действия при разливе кислоты
- Нейтрализовать кислоту содой, известью или другими щелочами
- Засыпать пролитое вещество опилками или песком
- Смыть остатки большим количеством воды
Транспортировка хлористоводородной кислоты
При транспортировке HCl существуют следующие требования и риски:
Упаковка и маркировка
Кислота перевозится в стеклянных, пластиковых или фарфоровых бутылях, канистрах и бочках. Тара должна иметь предупредительную надпись "Едкий материал" и знаки опасности класса 8 по ГОСТу 19433-88.
Требования к транспортным средствам
Для перевозки используют крытые транспортные средства, имеющие кузов с повышенной герметичностью. Обязательно наличие нейтрализующих веществ (сода, известь) для ликвидации аварийных ситуаций.
Опасности при транспортировке
- Разъедание тары и вытекание кислоты
- Образование едкого тумана
- Возгорание при взаимодействии с окислителями
Утилизация отходов хлористоводородной кислоты
Отработанные растворы HCl и технологические отходы ее производства требуют обезвреживания перед сбросом или захоронением.
Методы обезвреживания отходов HCl
Существует несколько основных методов, позволяющих обезвредить жидкие и твердые отходы производства и применения хлористоводородной кислоты:
Нейтрализация
Заключается во взаимодействии кислоты с основаниями, такими как гидроксиды металлов, известь, сода и т.д. При этом образуются соли - хлориды. Метод прост и надежен, но требует значительных затрат реагентов-нейтрализаторов.
Термическое обезвреживание
Предполагает дожигание газообразного хлороводорода в муфельных печах при температуре 800-1200°С. Образующиеся оксиды хлора затем поглощаются щелочными растворами.
Экстракционные методы
Подразумевают извлечение кислоты из водных растворов с помощью органических экстрагентов. Требует регенерации экстрагента и утилизации органической фазы.
Сорбционные методы
Основаны на поглощении HCl твердыми сорбентами - ионообменными смолами, активированным углем. Позволяют регенерировать сорбент, но дорогостоящи.
Электродиализ
Метод разделения ионов H+ и Cl- под действием электрического тока через мембраны. Позволяет повторно использовать компоненты раствора. Требует значительных энергозатрат.
Переработка отходов HCl
Помимо обезвреживания, существуют технологии, позволяющие перерабатывать отходы производства хлористоводородной кислоты с получением товарной продукции.
Производство хлора и хлоридов
Отработанные растворы HCl можно использовать для получения хлора и хлоридов металлов методом электролиза. Продукция таких производств находит сбыт в промышленности.
Производство стройматериалов
Отходы нейтрализации соляной кислоты, содержащие хлориды металлов, применяются как компоненты бетонов, строительных растворов, керамических изделий.
Получение коагулянтов
Железо- и алюминийсодержащие отходы HCl перерабатываются в коагулянты для очистки воды - хлориды железа и алюминия.
Производство удобрений
Некондиционные партии хлористоводородной кислоты в смеси с азотной кислотой используются для получения комплексных удобрений с микроэлементами.
Получение пигментов
Отходы производства HCl применяются в синтезе неорганических пигментов - сульфидов цинка, свинца, меди, хроматов свинца.
