Получение и применение соляной кислоты. Соляная кислота: свойства, получение, применение

Именно он помогает переваривать пищу. В норме, кислоты в желудке 0,3%.

Этого достаточно, чтобы разрушить бритвенное лезвие. Нужно всего около недели. Эксперименты, конечно, проводили вне человеческого тела.

Опасный предмет повредил бы пищевод, не задержался бы в желудке в течение 7-ми дней.

Какие еще эксперименты ставили ученые и чем пополнили список свойств соляной кислоты, расскажем далее.

Свойства соляной кислоты

Формула соляной кислоты – это смесь воды и хлористого водорода. Соответственно, жидкость едкая, что и позволяет ей разрушать большинство веществ.

На вид реагент бесцветный. Выдает его запах. Он кислый, удушливый. Аромат резкий и, скорее, характеризуется, как вонь.

Если раствор соляной кислоты технический, в нем содержатся примеси двухатомного и . Они придают жидкости желтоватый оттенок.

В отличии, к примеру, от , масса соляной кислоты в растворе не может превышать 38%.

Это критическая точка, при которой вещество попросту испаряется. Улетучивается и хлороводород, и вода.

При этом, естественно, раствор дымится. Максимальная концентрация указана для 20-градусной температуры воздуха. Чем больше градусов, тем быстрее протекает испарение.

Плотность 38-процентной кислоты чуть превышает 1 грамм на кубический сантиметр.

То есть, даже концентрированное вещество весьма водянисто. Хлебнешь такую жидкость, получишь ожоги.

А вот слабый 0,4-процентный раствор можно выпить. Естественно, в небольших количествах. Разбавленная кислота почти не пахнет, а вкус у нее терпко-кислый.

Взаимодействие соляной кислоты с другими веществами, во многом, обосновано одноосновным составом реагента.

Это значит, что в формулу кислоты входит лишь один атом водорода. Значит, в воде реагент диссоциирует, то есть, растворяется, полностью.

Остальные вещества, как правило, растворяются уже в самой кислоте. Так, в ней распадаются все металлы, стоящие в периодической системе перед водородом.

Растворяясь в кислоте, они связываются с хлором. В итоге, получаются хлориды, то есть, .

Реакция с соляной кислотой состоится у большинства оксидов и гидроксидов металлов, а так же у их .

Главное, чтобы последние были получены от более слабых кислот. Соляная считается одной из самых сильных, ставится в один ряд с серной.

Из газов соляная кислота бурно реагирует с аммиаком. При этом, образуется хлорид аммония. Он кристаллизуется.

Частицы столь мелкие, а реакция столь активна, что хлорид устремляется вверх. Внешне это дым.

Белым является и продукт реакции с нитратом . Это взаимодействие относится к качественно определяющим соляную .

Итог реакции – творожистый осадок. Это хлорид . В отличие от хлорида аммония, он устремляется вниз, а не вверх.

Реакция с нитратом считается качественной, поскольку является специфической, не свойственной остальным однокомпонентным кислотам.

Они игнорируют благородные металлы, к коим относится и аргентум. Как помните, стоит в химическом ряду после водорода и, по идее, не должно взаимодействовать с растворенным в воде хлороводородом.

Добыча соляной кислоты

Выделяется соляная кислота не только в лабораторных условиях, но и природе. Человеческий организм – ее часть.

Но, соляная кислота в желудке уже обсуждалась. Однако, это не единственный природный источник, причем, в прямом смысле.

Реагент встречается в некоторых гейзерах и прочих выходах воды вулканического происхождения.

Что же касается отдельно хлороводорода, он входит в состав бишофита, сильвина, галита. Все это – минералы.

Под словом «галит» скрывается обычная соль, которую употребляют в пищу, то есть, хлорид натрия.

Сильвин – это хлорид , его по форме напоминают игральные кости. Бишофит – хлорид , в изобилии присутствует на землях Поволжья.

Для промышленного получения реагента подходят все перечисленные минералы.

Но, чаще всего используют хлорид натрия. Соляная кислота получается, когда на поваренную соль воздействуют концентрированной серной кислотой.

Суть метода сводится к растворению газообразного хлороводорода в воде. На этом основаны еще два подхода.

Первый – синтетический. Водород сжигают в хлоре. Второй – абгазный, то есть, попутный.

Используется хлороводород, попутно получаемый при работе с органическими соединениями, то есть, углеводородами.

Абгазный хлороводород образуется при дегидрохлорировании и хлорировании органики.

Вещество, так же, синтезируется при пиролизе хлорорганических отходов. Пиролизом химики именуют разложение углеводородов в условиях дефицита кислорода.

Попутным сырье для соляной кислоты бывает и при работе с неорганическими веществами, к примеру, хлоридами металлов.

Тот же сильвин, к примеру, идет на производство калиевых удобрений. Магний тоже нужен растениям.

Поэтому, без дела не остается и бишофит. В итоге, производят не только подкормки, но и соляную кислоту.

Абгазный метод вытесняет остальные способы получения соляной кислоты. На «побочную» индустрию приходятся 90% производимого реагента. Узнаем, зачем его изготовляют, где применяют.

Применение соляной кислоты

Соляная кислота используется металлургами. Реагент нужен для декапирования металлов.

Так называют процесс удаления окалин, ржавчины, окислов и просто грязи. Соответственно, кислоту применяют и частные мастера, работая, к примеру, с винтажными вещами, в коих есть металлические детали.

Реагент растворит их поверхность. От проблемного слоя не останется и следа. Но, вернемся к металлургии.

В этой отрасли кислоту начинают применять для извлечения из руд редких металлов.

Старые методы основаны на использовании их оксидов. Но, не все из них легки в обработке.

Поэтому, окислы стали переводить в хлориды, а после, восстанавливать. Сейчас, так получают, к примеру, и .

Раз соляная кислота содержится в желудочном соке, а раствор малой концентрации можно выпить, значит, реагент можно применять и в пищевой промышленности.

Увидели на упаковке продукта добавку Е507? Знайте, это соляная кислота. Она придает ту самую кислинку и терпкость некоторым пирожным, колбасам.

Но, наиболее часто пищевой эмульгатор добавляют во фруктозу, желатин и лимонную кислоту.

Е507 нужна не только для вкуса, но и в качестве регулятора кислотности, то есть Ph продукта.

Соляная кислота может применяться в медицине. Слабый раствор соляной кислоты прописывают пациентам с пониженной кислотность желудка.

Она не менее опасна, чем повышенная. В частности, увеличивается вероятность рака желудка.

Организм недополучает полезные элементы, даже, если человек принимает витамины и правильно питается.

Дело в том, что для адекватного, полноценного всасывания полезных веществ, нужна стандартная кислотность.

Последнее применение реагента очевидно. Из кислоты получают хлор. Достаточно выпарить раствор.

Хлор идет на очищение питьевой воды, отбеливание тканей, обеззараживание, производство пластикатов и .

Получается, будучи активной и агрессивной, соляная кислота необходима человечеству. Есть спрос, — есть предложение. Узнаем цену вопроса.

Цена соляной кислоты

Цена продукта зависит от вида. Техническая кислота дешевле, очищенная – дороже. За литр первой просят 20-40 рублей.

Стоимость зависит от концентрации. За литр очищенного реагента дают примерно на 20 рублей дороже.

Ценник зависит и от тары, фасовки, формы продажи. Приобретение кислоты в пластиковых канистрах по 25-40 литров выгоднее.

В медицинской же сфере, в рознице, вещество предлагают в стеклянных .

За 50 миллилитров отдашь 100-160 рублей. Это самая дорогостоящая соляная кислота.

Купить раствор хлороводорода в литровой таре тоже не дешево. Фасовка рассчитана на частного потребителя, поэтому, за бутыль просят около 400-500 рублей.

Техническая кислота в рознице встречается реже, стоит примерно на 100 рублей дешевле. Основной же – оптовый.

Закупаются крупные предприятия. Именно для них актуальны цены, обозначенные в начале главы. В розницу гиганты не торгуют.

Соответственно, стоимость вещества в небольших магазинах – отражение «аппетитов» владельцев лавок.

Кстати, об аппетите. Если кислотность в желудке повышена, пища переваривается быстрее, чаще хочется есть.

Это приводит к худобе, гастриту и язвам. Люди же с пониженной кислотностью склонны к зашлакованности, ведь пища долго «бродит» в желудке, плохо усваивается.

Это отражается на коже, как правило, в виде акне и точек. Есть такая проблема?

Задумайтесь не о дорогой косметике, а о проверке желудочно-кишечного тракта.

Как кислоты. Программа образования предусматривает запоминание учениками названий и формул шести представителей этой группы. И, просматривая предоставленную учебником таблицу, вы замечаете в списке кислот ту, которая стоит первой и заинтересовала вас в первую очередь, - соляную. Увы, на занятиях в школе ни свойства, ни любая другая информация о ней не изучается. Поэтому жаждущие получить знания вне школьной программы ищут дополнительные сведения во всяческих источниках. Но частенько многие не находят нужную информацию. И поэтому тема сегодняшней статьи посвящается именно данной кислоте.

Определение

Соляная кислота является сильной одноосновной кислотой. В некоторых источниках ее могут называть хлоро- и хлористоводородной, а также хлористым водородом.

Физические свойства

Она представляет собой бесцветную и дымящуюся на воздухе едкую жидкость (фото справа). Однако техническая кислота из-за наличия в ней железа, хлора и других добавок имеет желтоватый цвет. Самая большая ее концентрация при температуре 20 о С равняется 38%. Плотность соляной кислоты с такими параметрам равна 1,19г/см 3 . Но это соединение в разной степени насыщенности имеет совершенно разные данные. При уменьшении концентрации происходит снижение числового значения молярности, вязкости и температуры плавления, однако повышается удельная теплоемкость и температура кипения. Затвердевание соляной кислоты любой концентрации дает различные кристаллогидраты.

Химические свойства

Все металлы, которые стоят до водорода в электрохимическом ряду их напряжения, могут взаимодействовать с этим соединением, образуя соли и выделяя газообразный водород. Если их заменить оксидами металлов, то продуктами реакции станут растворимая соль и вода. Такой же эффект будет и при взаимодействии соляной кислоты с гидроксидами. Если же к ней добавить любую соль металлов (например, карбонат натрия), остаток которой был взят из более слабой кислоты (угольной), то образуются хлорид этого металла (натрия), вода и газ, соответствующий кислотному остатку (в данном случае - углекислый).

Получение

Обсуждаемое сейчас соединение образуется, когда в воде растворяют газообразный хлороводород, который можно получить, сжигая водород в хлоре. Соляная кислота, которую получили при помощи такого способа, носит название синтетической. Также источником для добывания этого вещества могут служить абгазы. И такую соляную кислоту будут называть абгазной. В последнее время уровень производства соляной кислоты с помощью этого метода гораздо выше, чем ее получение синтетическим способом, хотя последний дает соединение в более чистом виде. Это все пути его добывания в промышленности. Однако в лабораториях соляную кислоту получают тремя способами (первые два отличаются только температурой и продуктами реакции) при помощи различных видов взаимодействия химических веществ, таких как:

Воздействие насыщенной серной кислоты на хлорид натрия при температуре 150 о С.
Взаимодействие приведенных выше веществ в условиях с температурой 550 о С и выше.
Гидролиз хлоридов алюминия или магния.

Применение

Гидрометаллургия и гальванопластика не могут обойтись без использования соляной кислоты, где она нужна, чтобы очищать поверхность металлов при лужении и паянии и получать хлориды марганца, железа, цинка и других металлов. В пищевой промышленности это соединение знают как пищевую добавку E507 - там это регулятор кислотности, необходимый для того, чтобы изготовить сельтерскую (содовую) воду. Концентрированная соляная кислота также находится в желудочном соке любого человека и помогает переваривать пищу. Во время данного процесса ее степень насыщенности уменьшается, т.к. этот состав разбавляется едой. Однако при продолжительном голодании концентрация соляной кислоты в желудке понемногу увеличивается. А так как данное соединение очень едкое, это может привести к язве желудка.

Заключение

Соляная кислота может быть как полезной, так и вредной для человека. Ее попадание на кожу приводит к появлению сильных химических ожогов, а пары данного соединения раздражают дыхательные пути и глаза. Но если обращаться с этим веществом осторожно, оно может не раз пригодиться в

Для приготовления раствора необходимо смешать расчетные количества кислоты известной концентрации и дистиллированной воды.

Пример.

Необходимо приготовить 1 л раствора HCL концентрацией 6 % вес. из соляной кислоты концентрацией 36 % вес. (такой раствор используется в карбонатомерах КМ производства ООО НПП «Геосфера») .
По таблице 2 определите молярную концентрацию кислоты с весовой долей 6 % вес.(1,692 моль/л) и 36 % вес.(11,643 моль/л).
Рассчитайте объем концентрированной кислоты, содержащей такое же количество HCl (1.692 г-экв.), что и в приготавливаемом растворе:

1,692 / 11,643 = 0,1453 л.

Следовательно, добавив 145 мл кислоты (36 % вес.) в 853 мл дистиллированной воды, получите раствор заданной весовой концентрации.

Опыт 5. Приготовление водных растворов соляной кислоты заданной молярной концентрации.

Для приготовления раствора с нужной молярной концентрацией (Mp) необходимо один объем концентрированной кислоты (V) влить в объем (Vв) дистиллированной воды, рассчитанный по соотношению

Vв = V(M/Mp – 1)

где M – молярная концентрация исходной кислоты.
Если концентрация кислоты не известна, определите ее по плотности, используя таблицу 2 .

Пример.

Весовая концентрация используемой кислоты 36,3 % вес. Необходимо приготовить 1 л водного раствора HCL с молярной концентрацией 2,35 моль/л.
По таблице 1 найдите интерполированием значений 12,011 моль/л и 11,643 моль/л молярную концентрацию используемой кислоты:

11,643 + (12,011 – 11,643)·(36,3 – 36,0) = 11,753 моль/л

По приведенной выше формуле рассчитайте объем воды:

Vв = V (11,753 / 2,35 – 1) = 4·V

Принимая Vв + V = 1 л, получите значения объемов: Vв = 0,2 л и V = 0,8 л.

Следовательно, для приготовления раствора с молярной концентрацией 2,35 моль/л, нужно влить 200 мл HCL (36,3 % вес.) в 800 мл дистиллированной воды.

Вопросы и задания:

Что такое концентрация раствора?
Что такое нормальность раствора?
Сколько граммов серной кислоты содержится в растворе, если на нейтрализацию израсходовано 20 мл. раствора гидроксида натрия, титр которого равен 0,004614?

ЛПЗ №5: Определение остаточного активного хлора.

Материалы и оборудование:

Ход работы:

Йодометрический метод

Реактивы:

1. Йодистый калий химически чистый кристаллический, не содержащий свободного йода.

Проверка. Взять 0,5 г йодистого калия, растворить в 10 мл дистиллированной воды, прибавить 6 мл буферной смеси и 1 мл 0,5% раствора крахмала. Посинения реактива быть не должно.

2. Буферная смесь: рН = 4.6. Смешать 102 мл молярного раствора уксусной кислоты (60 г 100% кислоты в 1 л воды) и 98 мл молярного раствора уксуснокислого натрия (136,1 г кристаллической соли в 1 л воды) и довести до 1 л дистиллированной водой, предварительно прокипяченой.

3. 0,01 Н раствор гипосульфита натрия.

4. 0,5% раствор крахмала.

5. 0,01 Н раствор двухромовокислого калия. Установка титра 0,01 Н раствора гипосульфита производится следующим образом: в колбу всыпают 0,5 г чистого йодистого калия, растворяют в 2 мл воды, прибавляют сначала 5 мл соляной кислоты (1:5), затем 10 мл 0,01 Н раствора двухромовокислого калия и 50 мл дистиллированной воды. Выделившийся йод титруют гипосульфитом натрия в присутствии 1 мл раствора крахмала, прибавляемого под конец титрования. Поправочный коэффициент к титру гипосульфита натрия рассчитывается по следующей формуле: К = 10/а, где а - количество миллилитров гипосульфита натрия, пошедшего на титрование.

Ход анализа:

а) ввести в коническую колбу 0,5 г йодистого калия;

б) прилить 2 мл дистиллированной воды;

в) перемешать содержимое колбы до растворения йодистого калия;

г) прилить 10 мл буферного раствора, если щелочность исследуемой воды не выше 7 мг/экв. Если щелочность исследуемой воды выше 7 мг/экв, то количество миллилитров буферного раствора должно быть в 1,5 раза больше щелочности исследуемой воды;

д) прилить 100 мл исследуемой воды;

е) титровать гипосульфитом до бледно-желтой окраски раствора;

ж) прилить 1 мл крахмала;

з) титровать гипосульфитом до исчезновения синей окраски.

Х = 3,55  Н  К

где Н - количество мл гипосульфита, израсходованное на титрование,

К - поправочный коэффициент к титру гипосульфита натрия.

Вопросы и задания:

Что представляет собой йодометрический метод?
Что такое рН?

ЛПЗ №6: Определение хлорид иона

Цель работы:

Материалы и оборудование: вода питьевая, лакмусовая бумага, беззольный фильтр, хромовокислый калий, азотнокислое серебро, титрованный раствор хлорида натрия,

Ход работы:

В зависимости от результатов качественного определения отбирают 100 см 3 испытуемой воды или меньший ее объем (10-50 см 3) и доводят до 100 см 3 дистиллированной водой. Без разбавления определяются хлориды в концентрации до 100 мг/дм 3 . pН титруемой пробы должен быть в пределах 6-10. Если вода мутная, ее фильтруют через беззольный фильтр, промытый горячей водой. Если вода имеет цветность выше 30°, пробу обесцвечивают добавлением гидроокиси алюминия. Для этого к 200 см 3 пробы добавляют 6 см 3 суспензии гидроокиси алюминия, а смесь встряхивают до обесцвечивания жидкости. Затем пробу фильтруют через беззольный фильтр. Первые порции фильтрата отбрасывают. Отмеренный объем воды вносят в две конические колбы и прибавляют по 1 см 3 раствора хромовокислого калия. Одну пробу титруют раствором азотнокислого серебра до появления слабого оранжевого оттенка, вторую пробу используют в качестве контрольной пробы. При значительном содержании хлоридов образуется осадок AgCl , мешающий определению. В этом случае к оттитрованной первой пробе приливают 2-3 капли титрованного раствора NaCl до исчезновения оранжевого оттенка, затем титруют вторую пробу, пользуясь первой, как контрольной пробой.

Определению мешают: ортофосфаты в концентрации, превышающей 25 мг/дм 3 ; железо в концентрации более 10 мг/дм 3 . Бромиды и йодиды определяются в концентрациях, эквивалентных Сl - . При обычном содержании в водопроводной воде они не мешают определению.

2.5. Обработка результатов.

где v - количество азотнокислого серебра, израсходованное на титрование, см 3 ;

К - поправочный коэффициент к титру раствора нитрата серебра;

g - количество хлор-иона, соответствующее 1 см 3 раствора азотнокислого серебра, мг;

V - объем пробы, взятый для определения, см 3 .

Вопросы и задания:

Способы определения хлорид ионов?
Кондуктометрический метод определения хлорид ионов?
Аргентометрия.

ЛПЗ №7 «Определение общей жесткости воды»

Цель работы:

Материалы и оборудование:

Опыт 1. Определение общей жесткости водопроводной воды

Отмерить мерным цилиндром 50 мл водопроводной воды (из-под крана) и перелить её в колбу емкостью 250 мл, добавить 5 мл аммиачно-буферного раствора и индикатор – эриохром черный Т – до появления розовой окраски (несколько капель или несколько кристаллов). Заполнить бюретку раствором ЭДТА 0,04 н (синонимы – трилон Б, комплексон III) до нулевой отметки.

Приготовленную пробу медленно при постоянном перемешивании оттитровать раствором комплексона III до перехода розовой окраски в голубую. Результат титрования записать. Повторить титрование ещё один раз.

Если разница результатов титрований превышает 0,1 мл, то оттитровать пробу воды третий раз. Определить средний объем комплексона III (V К, СР) израсходованного на титрование воды, и по нему рассчитать общую жесткость воды.

Ж ОБЩ = , (20) где V 1 – объём анализируемой воды, мл; V К,СР – средний объём раствора комплексона III, мл; N К – нормальная концентрация раствора комплексона III, моль/л; 1000 – коэффициент перевода моль/л в ммоль/л.

Результаты опыта записать в таблицу:

V К,СР	N К	V 1	Ж ОБЩ

Пример 1. Вычислить жесткость воды, зная, что в 500 л её содержится 202,5 г Ca(HCO 3) 2 .

Решение. В 1 л воды содержится 202,5:500 = 0,405 г Ca(HCO 3) 2 . Эквивалентная масса Ca(HCO 3) 2 равна 162:2 = 81 г/моль. Следовательно, 0,405 г составляют 0,405:81 = 0,005 эквивалентных масс или 5 ммоль экв/л.

Пример 2. Сколько граммов CaSO 4 содержится в одном кубометре воды, если жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна 4 ммоль эк

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие катионы называются ионами жесткости?

2. Какой технологический показатель качества воды называют жесткостью?

3. Почему жесткую воду нельзя применять для регенерации пара на тепловых и атомных электростанциях?

4. Какой метод умягчения называют термическим? Какие химические реакции протекают при умягчении воды этим методом?

5. Как осуществляют умягчения воды методом осаждения? Какие реагенты используют? Какие реакции протекают?

6. Можно ли умягчать воду с помощью ионного обмена?

ЛПЗ №8 «Фотоколориметрическое определение содержания элементов в растворе»

Цель работы: изучить устройство и принцип действия фотоколориметра КФК - 2

ФОТОЭЛЕКТРОКОЛОРИМЕТРЫ. Фотоэлектроколориметр – это оптический прибор, в котором монохроматизация потока излучения осуществляется с помощью светофильтров. Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК – 2.

Назначение и технические данные. Однолучевой фотоколориметр КФК - 2

предназначен для измерения пропускания, оптической плотности и концентрации окрашенных растворов, рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в области спектра 315–980 нм. Весь спектральный диапазон разбит на спектральные интервалы, выделяемые с помощью светофильтров. Пределы измерения пропускания от 100 до 5% (оптической плотности от 0 до 1,3). Основная абсолютная погрешность измерения пропускания не более 1%. Рис. Общий вид КФК-2. 1 - осветитель; 2 - рукоятка ввода цветных светофильтров; 3 - кюветное отделение; 4 - рукоятка перемещения кювет; 5 - рукоятка (ввода фотоприемников в световой поток) «Чувствительность»; 6 - рукоятка настройки прибора на 100%-е пропуска- ние; 7 - микроамперметр. Светофильтры. Для того чтобы из всей видимой области спектра выделить лучи определенных длин волн в фотоколориметрах на пути световых потоков перед поглощающими растворами устанавливают избирательные поглотители света – светофильтры. Порядок работы

1. Включите колориметр в сеть за 15 минут до начала измерений. Во время прогрева кюветное отделение должно быть открыто (при этом шторка перед фотоприемником перекрывает световой пучок).

2. Введите рабочий светофильтр.

3. Установите минимальную чувствительность колориметра. Для этого ручку "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" установите в положение «1», ручку "УСТАНОВКА 100 ГРУБО" – в крайнее левое положение.

4. Стрелку колориметра вывести на нуль с помощью потенциометра «НУЛЬ».

5. В световой пучок поместите кювету с контрольным раствором.

6. Закройте крышку кюветного отделения

7. Ручками "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" и "УСТАНОВКА 100 ГРУБО" и "ТОЧ- НО" установите стрелку микроамперметра на деление «100» шкалы пропускания.

8. Поворотом рукоятки кюветной камеры поместите в световой поток кювету с исследуемым раствором.

9. Снимите показания по шкале колориметра в соответствующих единицах (Т% или Д).

10. После окончания работы отключите колориметр от сети, очистите и протрите насухо кюветную камеру. Определение концентрации вещества в растворе с помощью КФК-2. При определении концентрации вещества в растворе с помощью калибро- вочного графика следует соблюдать следующую последовательность:

исследуйте три образца раствора перманганата калия различной концентрации результаты запишите в журнал.

Вопросы и задания:

Устройство и принцип действия КФК – 2

5.Информационное обеспечение обучения (перечень рекомендуемых учебных изданий. Интернет-ресурсов, дополнительной литературы)

Основная литература для студентов:

1. Курс опорных конспектов по программе ОП.06 Основы аналитической химии.-пособие /А.Г.Бекмухамедова- преподаватель общепрофессиональных дисциплин АСХТ- Филиал ФГБОУ ВПО ОГАУ; 2014г.

Дополнительная литература для студентов:

1.Клюквина Е.Ю. Основы общей и неорганической химии: учебное пособие/ Е.Ю. Клюквина, С.Г.Безрядин.-2-е изд.-Оренбург. Издательский центр ОГАУ,2011г.-508 стр.

Основная литература для преподавателей:

1. 1.Клюквина Е.Ю. Основы общей и неорганической химии: учебное пособие/ Е.Ю. Клюквина, С.Г.Безрядин.-2-е изд.- Оренбург. Издательский центр ОГАУ,2011г.-508 стр.

2.Клюквина Е.Ю. Лабораторная тетрадь по аналитической химии.- Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2012 г.-68 стр

Дополнительная литература для преподавателей:

1. 1.Клюквина Е.Ю. Основы общей и неорганической химии: учебное пособие/ Е.Ю. Клюквина, С.Г.Безрядин.-2-е изд.-Оренбург. Издательский центр ОГАУ,2011г.-508 стр.

2.Клюквина Е.Ю. Лабораторная тетрадь по аналитической химии.- Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2012 г.-68 стр

Соляная кислота не относится к тем веществам, из которых можно приготовить раствор точно концентрации по навеске. Поэтому сначала готовится раствор кислоты приблизительной концентрации, а точная концентрация устанавливается путем титрования по Na 2 CO 3 или по Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O.

1. Приготовление раствора соляной кислоты

По формуле С(HCl) =

рассчитывается масса хлороводорода, необходимая для приготовления 1 л раствора кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л.

m(HCl) = C(HCl) . Mэ(HCl) .V(р-ра),

где Mэ(HCl) = 36,5 г/моль;

m(HCl) = 0,1. 36,5 . 1 = 3,65 г.

Поскольку раствор соляной кислоты готовится из концентрированной, необходимо с помощью ареометра измерить ее плотность и по справочнику найти, какому процентному содержанию соответствует кислота такой плотности. Например, плотность (r) = 1,19 г/мл, w = 37 %, тогда

m(р-ра) = г;

V(р-ра) = m(р-ра)/r = 9,85/1,19 = 8 мл.

Таким образом, для приготовления 1 л раствора HCl, C(HCl) = 0,1 моль/л, отмеривают при помощи цилиндра (объемом 10 – 25 мл) или градуированной пробирки около 8 мл соляной кислоты (r = 1,19 г/мл), переносят ее в склянку с дистиллированной водой и доводят раствор до метки. Приготовленный таким образом раствор HCl имеет приблизительную концентрацию (» 0,1 моль/л).

2. Приготовление стандартного раствора карбоната натрия

Рассчитывается навеска карбоната натрия, необходимая для приготовления 100,0 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л.

m(Na 2 CO 3) = C э (Na 2 CO 3) . Mэ(Na 2 CO 3).V(р-ра),

где Mэ(Na 2 CO 3) = M(Na 2 CO 3)/2 = 106/2 = 53 г/моль;

m(Na 2 CO 3) = 0,1.53.0,1 = 0,53 г.

Предварительно на технических весах взвешивают 0,5–0,6 г Na 2 CO 3 . Переносят навеску на часовое стекло, заранее взвешенное на аналитических весах, и точно взвешивают стекло с навеской. Навеску переносят через воронку в мерную колбу на 100 мл, добавляют приблизительно до 2/3 объема дистиллированной воды. Содержимое колбы перемешивают осторожными вращательными движениями до полного растворения навески, после чего доводят раствор до метки.

3. Стандартизация раствора соляной кислоты

Для установления точной концентрации соляной кислоты используется приготовленный раствор Na 2 CO 3 точной концентрации. Водный раствор карбоната натрия вследствие гидролиза имеет щелочную реакцию среды:

Na 2 CO 3 + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 CO 3 (реакция гидролиза);

2NaOH + 2HCl = 2NaCl + 2H 2 O;

___________________________________________________

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 CO 3 (реакция титрования).

Из суммарного уравнения видно, что в результате реакции в растворе накапливается слабая угольная кислота, определяющая рН в точке эквивалентности:

рН = 1/2 рК 1 (Н2СО3)– 1/2 lgС(H2CO3)= 1/2 .6,35 – 1/2lg 0,1 = 3,675.

Для титрования лучше всего подходит метиловый оранжевый.

Бюретку ополаскивают приготовленным раствором HCl и наполняют ее почти доверху раствором соляной кислоты. Затем, подставив под бюретку стакан и приоткрыв зажим, заполняют нижний конец бюретки так, чтобы в ней не оставалось пузырьков воздуха, нижний мениск раствора HCl в бюретке должен находиться на нулевом делении. При отсчете по бюретке (и пипетке) глаз должен быть на уровне мениска.

Ход определения. В колбу для титрования пипеткой отбирают 10,00 мл приготовленного раствора Na 2 CO 3 , добавляют 1–2 капли метилового оранжевого и титруют раствором HCl до изменения цвета из желтого в оранжево-розовый. Опыт повторяют несколько раз, полученные результаты заносят в таблицу 4, находят средний объем соляной кислоты и рассчитывают ее молярную концентрацию эквивалента, титр и титр по определяемому веществу.

Соляная кислота (Н Cl )класс опасности 3

(хлористоводородная концентрированная кислота)

Бесцветная прозрачная агрессивная негорючая жидкость с острым запахом хлористого водорода. Представляет собой 36%-ный (концентрирован-ный ) раствор хлористого водорода в воде. Тяжелее воды. При температуре +108,6 0 С кипит, при температуре –114,2 0 С затвердевает. Хорошо растворяется в воде во всех пропорциях, «дымит» на воздухе из-за образования хлористого водорода с парами воды капелек тумана. Взаимодействует со многими металлами, окисями и гидроокисями металлов, фосфатами и силикатами. При взаимодействии с металлами выделяет легковоспламеняющийся газ (водород), в смеси с другими кислотами вызывает самовозгорание некоторых материалов. Разрушает бумагу, дерево, ткани. При попадании на кожу вызывает ожоги. Воздействие тумана соляной кислоты, образующегося в результате взаимодействия хлористого водорода с водяными парами воздуха, вызывает отравления.

Соляная кислота используется в химическом синтезе, для обработки руд, травления металлов. Получают ее путем растворения хлористого водорода в воде. Техническая соляная кислота выпускается крепостью 27,5-38 % по массе.

Соляную кислоту транспортируют и хранят в гуммированных (покрытых слоем резины) металлических железнодорожных и автомобильных цистернах, контейнерах, баллонах, которые являются временным ее хранилищем. Обычно соляную кислоту хранят в наземных цилиндрических вертикальных гуммированных резервуарах (объемом 50-5000 м 3) при атмосферном давлении и температуре окружающей среды или в 20-литровых стеклянных бутылях. Максимальные объемы хранения 370 тонн.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе населенных пунк-тов составляет 0,2 мг/м 3 , в воздухе рабочей зоны производственных помещений 5 мг/м 3 . При концентрации 15 мг/м 3 поражаются слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз, появляется першение в горле, охриплость голоса, кашель, насморк, одышка, затрудняется дыхание. При концентрациях от 50 мг/м 3 и выше возникают клокочущее дыхание, резкие боли за грудиной и в области желудка, рвота, спазм и отек гортани, потеря сознания. Концентрация 50-75 мг/м 3 переносится с трудом. Концентрация 75-100 мг/м 3 – непереносима. Концентрация 6400 мг/м 3 в течение 30 минут - смертельна. Максимально допустимая концентрация при применении промышленных и гражданских противогазов составляет 16000 мг/м 3 .

При ликвидации аварий, связанных с проливом соляной кислоты необходимо изолировать опасную зону, удалить из нее людей, держаться с наветренной стороны, избегать низких мест. Непосредственно на месте аварии и в зонах заражения с высокими концентрациями на расстоянии до 50 м. от места разлива работы проводят в изолирующих противогазах ИП-4М, ИП-5 (на химически связанном кислороде) или дыхательных аппаратах АСВ-2, ДАСВ (на сжатом воздухе), КИП-8, КИП-9 (на сжатом кислороде) и средствах защиты кожи (Л-1, ОЗК, КИХ-4, КИХ-5). На расстоянии более 50 м от очага, где концентрация резко понижается, средства защиты кожи можно не использовать, а для защиты органов дыхания используют промышленные противогазы с коробками марок В , БКФ, а также гражданские противогазы ГП-5, ГП-7, ПДФ-2Д, ПДФ-2Ш в комплекте с дополнительным патроном ДПГ-3 или респираторы РПГ-67, РУ-60М с коробкой марки В.

Средствазащиты		Время защитного действия (час) при концентрациях (мг/м 3)
Наименование	Марка коробки		5000
Промышленные противогазы большого габарита
Промышленные противогазы большого габарита	БКФ
Гражданские противогазы ГП-5, ГП-7, ПДФ-2Д, ПДФ-2Ш	с ДПГ-3
Респираторы РУ-60М, РПГ-67

Вследствие того, что соляная кислота «дымит» на воздухе с образованием капелек тумана при взаимодействии хлористого водорода с парами воды, в воздухе определяют наличие хлористого водорода .

Наличие хлористого водорода определяют:

В воздухе промышленной зоны газоанализатором ОКА-Т-Н Cl , газосигнализато-ром ИГС-98-Н Cl , универсальным газоанализатором УГ-2 с диапазоном измере-ния 0-100 мг/м 3 , газоопределителем промышленных химических выбросов ГПХВ-2 в диапазоне 5-500 мг/м 3 .

На открытом пространстве – приборами СИП «КОРСАР-Х».

В закрытом помещении – СИП «ВЕГА-М »

Нейтрализуют соляную кислоту и пары хлористого водорода следующими щелочными растворами:

5%-ным водным раствором каустической соды (например, 50 кг каустической соды на 950 литров воды);

5%-ным водным раствором содового порошка (например, 50 кг содового по-рошка на 950 литров воды);

5%-ным водным раствором гашеной извести (например, 50 кг гашеной извести на 950 литров воды);

5%-нымводным раствором едкого натра (например, 50 кг едкого натра на 950 литров воды);

При разливе соляной кислоты и отсутствии обваловки или поддона место разлива ограждают земляным валом, осаждают пары хлористого водорода постановкой водяной завесы, (расход воды не нормируется), обезвреживают разлившуюся кислоту до безопасных концентраций водой (8 тонн воды на 1 тонну кислоты) с соблюдением всех мер предосторожности или 5%-ным водным раствором щелочи (3,5 тонны раствора на 1 тонну кислоты) и нейтрализуют 5 %-ным водным раствором щелочи (7,4 тонны раствора на 1 тоннукислоты).

Для распыления воды или растворов применяют поливомоечные и пожарные машины, авторазливочные станции (АЦ, ПМ-130, АРС-14, АРС-15), а также имеющиеся на химически опасных объектах гидранты и спецсистемы.

Для утилизации загрязненного грунта на месте разлива соляной кислоты срезают поверхностный слой грунта на глубину загрязнения, собирают и вывозят на утилизацию с помощью землеройно-транспортных машин (бульдозеров, скреперов, автогрейдеров, самосвалов). Места срезов засыпают свежим слоем грунта, промывают водой в контрольных целях.

Действия руководителя: изолировать опасную зону в радиусе не менее 50 метров, удалить из нее людей, держаться с наветренной стороны, избегать низких мест. В зону аварии входить только в полной защитной одежде.

Оказание первой медицинской помощи:

В зараженной зоне: обильное промывание водой глаз и лица, надевание проти-вогаза , срочный вывод (вывоз) из очага.

После эвакуации из зараженной зоны: согревание, покой, смывание кислоты с открытых участков кожи и одежды водой, обильное промывание глаз водой, при затруднении дыхания тепло на область шеи, подкожно - 1 мл. 0,1% раствора атропина сульфата. Немедленная эвакуация в лечебное учреждение.

Получение и применение соляной кислоты. Соляная кислота: свойства, получение, применение

Опыт 5. Приготовление водных растворов соляной кислоты заданной молярной концентрации.

Средствазащиты