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 хлора, железа 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.
Физические свойства
Физические свойства HCl коррелируют с концентрацией данного соединения в растворе. Для того, чтобы не перегружаться цифрами, рассмотрим физические свойства хлористого водорода на примере его концентрированной формы (около 36%):
- низкая температура кипения (t=48 градусов по Цельсию);
- высокая температура плавления (t=30 градусов по Цельсию);
- плотность составляет 1,18 г/см3;
- хлорид водорода обладает способностью к ионизации в водных растворах.
- при низкой температуре приобретает гидратную оболочку: HCL*H20 или HCl*2H2O;
- растворы хлороводородной кислоты бесцветные;
- в чистом виде находится в газообразном агрегатном состояние (а в растворах в жидкой форме);
- во влажном воздухе концентрированные растворы HCl могут сильно дымиться;
- соляная кислота – вещество, обладающее резким запахом.
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 (φ0). 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 +Н2↑.
С другими веществами взаимодействие протекает по похожим формулам. Так выглядит реакция с алюминием, легким металлом: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3Н2↑.
Средства защиты
- Защита органов дыхания с помощью респираторов. Респираторы следует использовать только в следующих ситуациях: ✔ Респираторы должны использоваться как последнее средство защиты (то есть после принятия всех инженерно-технических и административных мер для контроля за ситуацией). ✔ В случае превышения допустимого уровня воздействия или при возникновении риска такого превышения. ✔ В соответствии с действующими правилами. ✔ Существует риск вредного воздействия по причине загрязнения атмосферы. ✔ В качестве СИЗ в случае ликвидации химического разлива. Сотрудники лаборатории, использующие респираторные маски, должны быть обучены правилам обращения с средствами индивидуальной защиты.
- Защита глаз с помощью защитных очков. При высоких концентрациях кислоты использование очков обязательно.
- Защита кожи и тела. Сотрудники лаборатории, работающие с химическими веществами, должны носить брюки в полный рост или их аналог, закрытую со всех сторон обувь и лабораторный халат.
- Соблюдение санитарно-гигиенических мероприятий: после работы с материалом тщательно вымойте руки.
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 → MgCl2 + Н2О.
Чем опасно интоксикация
Соляная кислота представляет особую опасность для человеческого организма. При отравлении подобным веществом возможно развитие серьезных осложнений и нарушений функциональности организма.
Осложнения:
- Нарушение работы печени, как следствие токсический гепатит,
- Кровотечение в желудке из-за разрушенных стенок органа,
- Шоковое состояние от боли при попадании кислоты на территорию большой площади,
- При попадании в глаза нарушение зрительных функций,
- Серьезные сбои в работе почек,
- Нарушение дыхательного процесса, удушье, нехватка воздуха,
- Развитие коматозного состояния.
Подобные последствия развиваются постепенно в зависимости от степени отравления.
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 = BaCl2 + 2Н2О.
Формула и другие названия соляной кислоты
В состав соляной кислоты входят два химических элемента: хлор и водород. Данная кислота состоит из двух атомов и имеет формулу: HCl. Стоит отметить, что соляная кислота – это тривиальное название (т.е. название, применяемое в обиходной речи химиков, не отражающее состава). По международной номенклатуре ИЮПАК вещество с формулой HCl принято называть хлороводородной кислотой. Иногда HCl называют хлористоводородной кислотой или хлористым водородом, также приемлемо название – хлорид водорода.
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: Na2Co3 + 2HCl → 2NaCl +Н2О + СО2↑. Здесь показано взаимодействие с солью, образованной угольной кислотой (Н2СО3).
- Сильными окислителями. С диоксидом марганца, например. Или с перманганатом калия. Сопровождаются такие реакции выделением хлора. Вот один из примеров: 2KMnO4 +16HCl → 5Cl2↑ + 2MnCl2 + 2KCl + 8Н2О.
- Аммиаком. Это – нитрид водорода с формулой NH3, 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 (NH4Cl).Формула взаимодействия следующая: NH3 + HCl → NH4CL.
- Нитратом серебра – неорганическим соединением (AgNO3), 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 +AgNO3 → AgCl↓ + HNO3.
Как избавиться от засоров?
Для жесткой и целенаправленной очистки канализации от органических отложений (жиров, остатков еды, волос, моющих средств и пр.) следует использовать разбавленную соляную кислоту. Этот способ не подходит для стальных, железных и пластмассовых труб, так как соединение может привести к их коррозии и даже образованию сквозных дыр.
Перед началом проведения процедуры нужно закрыть сливные отверстия в другой сантехнике и обеспечить приток воздуха в помещение. Этот шаг необходим, так как в процессе работы кислота начнет активно вырабатывать токсичные газы.
Рекомендуется развести состав водой до достижения 3-10 % концентрации, после чего залить непосредственно в канализацию и оставить на 1-2 часа. Затем нужно промыть трубы большим количеством воды и при необходимости провести процедуру повторно.
Важный момент! Не следует смешивать реагент с другими средствами для прочистки канализации, особенно на основе щелочей. В противном случае реакция этих соединений приведет к сильному повреждению труб.
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.
Как происходит отравление
Соляная кислота – жидкое вещество без цвета, но с характерным резким запахом. Одна из самых сильных кислот, способна растворять некоторые металлы. Легко превращается в газ.
Хлористый водород используется в текстильной промышленности, кожевенном деле, металлургии драгметаллов, при производстве клея, кислот.
Вещество присутствует в желудке в минимальной концентрации. Кислота способствует нормализации пищеварительного процесса, защищает организм от вредных бактерий и микроорганизмов.
При концентрации, превышающей показатель в 24 %, соляная кислота способна нанести необратимый вред человеческому организму. Пары, образующиеся при контакте с воздухом, вызывают раздражение органов зрительной и дыхательной системы. Выделяют несколько факторов, способных спровоцировать развитие отравления.
Факторы:
Интоксикация парами возможна при работе в помещениях с плохой вентиляцией, Употребление внутрь по неосторожности, чаще происходит у детей, Попадание соляной кислоты на эпидермис, слизистую оболочку при несоблюдении правил использования реагента.
Отравление веществом в домашних условиях у взрослых людей происходит в результате применения без средств защиты кожного покрова, глаз, органов дыхательной системы. Интоксикация способна произойти при неаккуратном переливании кислоты из одной емкости в другую.
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.
Использование на производстве
Она имеет широкое применение в металлургической, пищевой и медицинской промышленности.
- Металлургии. Применение при паянии, лужении и зачистке металлов.
- Пищевая промышленность. Применение при производстве пищевых регуляторов кислотности, к примеру, Е507.
- Гальванопластика. Используется при травлении.
- Медицине. Находит свое применение при производстве искусственного желудочного сока.
Входит в состав синтетических красителей. Используется при производстве чистящих и моющих средств. Но в жидкостях, предназначенных для бытового использования, концентрация серной кислоты незначительна.
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.
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 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, 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.
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 общем, полезный препарат. Если у человека понижена кислотность желудочного сока, то ему не помешает пропить курс медикаментов, в составе которых есть соляная кислота. Неплохим вариантом является «Орто Таурин Эрго». Он увеличивает уровень соляной кислоты в желудочной среде, помогает бороться с бактериями и паразитами.
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.
Как и для чего применяют
Пожалуй, это по праву одно из важных веществ, которое встречается и необходимо практически во всех отраслях жизнедеятельности человека.
Локализация области применения:
- Металлургия. Очистка поверхностей от окисленных участков, растворение ржавчины, обработка перед спайкой, лужением. Соляная кислотапомогает извлекать мелкие вкрапления металлов из руд. Цирконий и титан получают, используя способ переведения оксидов в хлориды.
- Промышленность пищевых технологий. Раствор с низкой концентрацией применяется в качестве пищевой добавки. Желатин, фруктоза для диабетиков содержат в своем составе чистый эмульгатор. Обычная сода так же обладает высоким коэффициентом содержания данного вещества. На упаковке товаров увидите его под названием Е507.
- Область медицины. При недостаточном показателе кислотной среды в желудке и проблемах с кишечником. Низкий уровень Ph приводит к появлению рака. Даже при надлежащем питании, витаминов в достатке, опасность не исчезает, необходимо проводить анализы для получения сока из желудочного тракта, ведь при недостаточно кислой среде полезные вещества практически не всасываются, нарушается пищеварение.
- Раствор соли используется как ингибитор – защита от грязи и инфекций, антисептическое действие. Для изготовления клеевых смесей, изделий из керамики. Ним промывают теплообменники.
- Процедура очистки воды для питья тоже не обходится без участия хлора.
- Изготовление каучука, отбеливание тканевых основ.
- Можно ухаживать за линзами с помощью данного раствора.
- Полоскание полости рта в домашних условиях
- Вещество отлично проводит электрический ток.
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.
Первая помощь и неотложная терапия
При ингаляционных отравлениях С. к. пострадавшего необходимо немедленно вынести на свежий воздух, дать ингаляцию кислорода. Горло следует прополоскать 2% р-ром гидрокарбоната натрия, этим же р-ром промыть глаза и нос. При затруднении дыхания закапывают по 4—5 капель 2—3% р-ра эфедрина в нос 3—4 раза в день, подкожно вводят 1 мл 0,1% р-ра атропина. В тяжелых случаях при отравлениях аэрозолем С. к. для профилактики и лечения пневмонии применяют ингаляции аэрозолей антибиотиков, назначают курс лечения антибиотиками и сульфаниламидами.
При попадании С. к. высокой концентрации на кожу необходимо немедленно обмыть кожу водой в течение 5—10 мин. (лучше 2—4% р-ром гидрокарбоната натрия); дальнейшее лечение — симптоматическое (см. Ожоги).
При поражении глаз после промывания р-ром гидрокарбоната натрия в глаза закапывают по 1 капле 2% р-ра новокаина или 0,5% р-ра дикаина с адреналином (1:1 000), затем в конъюнктивальный мешок закладывают стерильное вазелиновое или персиковое масло. В последующем лечение состоит в закапывании в глаза 30% р-ра альбуцида, применении гидрокортизоновой глазной мази.
При пероральных отравлениях необходимо срочно промыть желудок через зонд водой и затем провести симптоматическое лечение (см. Отравления).
Буфферный раствор
Растворы, которые сохраняют уровень pH при добавлении небольшого количества сильной кислоты или сильного основания, в основном состоят из:
- Смесь слабой кислоты, соответствующей соли и слабого основания
- Слабое основание, соответствующая соль и сильная кислота
Для подготовки буфферного раствора определённой кислотности необходимо смешать слабую кислоту или основание с соответствующей солью, при этом необходимо учесть:
- Интервал pH в котором буфферный раствор будет эффективен
- Ёмкость раствора — количество сильной кислоты или сильного основания, которые можно добавить не повлияв на pH раствора
- Не должно происходить нежелаемых реакций, которые могут изменить состав раствор
Хранение и транспортировка
Хранят и транспортируют соляную техническую кислоту в специализированных покрытых полимерами цистернах и контейнерах, бочках из полиэтилена, стеклянных бутылях, упаковываемых в ящики. Люки контейнеров и цистерн, пробки бочек и бутылей должны обеспечивать герметичность емкости. Кислотный раствор не должен контактировать с металлами, находящимися в линейке напряжения левее водорода, так как это может стать причиной возникновения взрывоопасных смесей.
История открытия
Трудно сказать, кто и когда впервые получил соляную кислоту. Известно, что уже в конце XV в. алхимик Василий Валентин и в XVI в. Андреас Либаве в исполнительных поисках чудодейственного жизненного эликсира прокаливали в своих алхимических приборах поваренную соль с квасцами и купороса и получили продукт, который описали под названием «кислого спирта». Это и была знакома теперь нам соляная кислота, очень нечисто.
Для первых исследователей это была совершенно новая вещество, обладавшей свойствами, которые сильно поражали их воображение. Нюхая ее, они задыхались и кашляли, «кислый спирт» дымов в воздухе. При пробе на вкус, она обжигала язык и небо, металлы она разъедала, ткани разрушала.
В 1658 г.. Немецкий химик И. Глаубер (1604-1670) нашел новый способ получения соляной кислоты, которую он назвал «соляным спиртом». Способ этот широко применяется до сих пор в лабораториях. Он нагревал поваренную соль с концентрированной серной кислотой и «дым», который выделялся, поглощал водой.
В 1772 г.. Английский химик Джозеф Пристли (1733-1804) установил, что при действии серной кислоты на поваренную соль выделяется бесцветный газ, который может быть собран над ртутью, и этот газ имеет очень большую способность растворяться в воде. Водный раствор этого газа получил название «соляной кислоты» (acidum muriaticum), а сам газ Пристли назвал «чистой газообразной соляной кислотой».
В 1774 шведский химик К.В. Шееле (1742-1786), исследуя действие соляной кислоты (которую он называл еще «соляным спиртом») на оксид марганца (IV), нашел, что он растворяется в соляной кислоте на холоде, образуя темно-коричневый раствор, из которого при нагревании выделяется газ желто-зеленого цвета, обладающий очень резким запахом, способностью разрушать растительные краски и действует на все металлы, не исключая золота. Шееле, как последователь флогистонной теории, господствовавшей в то время, считал, что смысл этой реакции заключается в том, что под действием оксида марганца (IV) с соляной кислотой уходит из нее флогистон, благодаря чему соляная кислота превращается в желто-зеленый газ. Поэтому сам газ он назвал «дефлогистированный соляной кислотой».
