Хлороводонична киселина

Хлороводонична киселина
3D model of hydrogen chloride
3D model of hydrogen chloride
3D model of water
3D model of water
3D model of the chloride anion
3D model of the chloride anion
3D model of the hydronium cation
3D model of the hydronium cation
Sample of hydrochloric acid in a bottle
Називи
Други називи
  • Сона киселина[1][2]
  • Хидронијум хлорид
    Хлорхидринска киселина
Идентификација
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.210.665
EC број 231-595-7
Е-бројеви E507 (регулатор киселости, ...)
UNII
UN број 1789
Својства
HCl(aq)
Агрегатно стање Безбојна, транспарентна течност
Тачка топљења Концентрационо зависна – погледајте табелу
Тачка кључања Концентрационо зависна – погледајте табелу
log P 0,00[5]
Киселост (pKa) −5,9 (HCl гас)[6]
Фармакологија
A09AB03 (WHO) B05XA13
Опасности
ГХС пиктограми
ГХС сигналне речи Опасност[7]
H290, H314, H335[7]
P260, P280, P303+361+353, P305+351+338[7]
NFPA 704
Сродна једињења
Сродна једињења
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25°C [77°F], 100 kPa).
ДаY верификуј (шта је ДаYНеН ?)
Референце инфокутије

Хлороводонична киселина или сона киселина (молекулска формула - HCl), безбојна је неорганска киселина која настаје растварањем хлороводоника у води. Хлороводонична киселина се назива и раствор хлороводоника у другим поларним растварачима нпр. у ацетону. Разблажена хлороводонична киселина се налази у желуцу човека и сисара и она омогућава варење беланчевина. Хлороводонична киселина има препознатљив опор задах. Она се класификује као јака киселина и може да нагриза кожу у широком композиционом опсегу, пошто је водоник хлорид потпуно растворен воденом раствору.

Хлороводонична киселина је најједноставнији на хлору базирани киселински систем који садржи воду. Она је раствор водоник хлорида у води, и више других хемијских врста, укључујући хидронијум и хлоридне јоне. Она је важан хемијски реагенс и индустријска хемикалија, која се користи у продукцији поливинил хлорида за пластику. У домаћинству, разблажена хлороводонична киселина се често користи као реагенс за уклањање каменца. У прехрамбеној индустрији, хлороводонична киселина се користи као прехрамбени адитив и у продукцији желатина. Хлороводонична киселина се исто тако користи у обради коже.

Хлороводоничну киселину је открио алхемичар Џабир ибн Хајан око 800. године.[8][9] Она се историјски називала acidum salis и сони дух, јер је произвођена из камене соли и „зеленог витриола” (гвожђе(II) сулфат) (Базил Валентин у 15. веку), и касније из хемијски сличне обичне соли и сумпорне киселине (Јохан Рудолф Глаубер у 17. веку). Слободну хлороводоничну киселину је први пут описао Либавиус у 16. веку. Касније су је користили хемичари као што су Глаубер, Пристли, и Дејви у њиховим научним истраживањима. Осим уколико је под притиском или охлађена, хлороводонична киселина прелази у гас кад садржај воде падне испод око 60%. Хлороводонична киселина је исто тако позната као хидронијум хлорид, за разлику од свог безводног родитеља познатог као водоник хлорид, или суви HCl.

Добијање

Молекул водоника реагује са молекулом хлора дајући два молекула хлороводоника. Максимална концентрација износи 38%

Физиолошка улога хлороводоничне киселине

  1. Активира неактиван пепсиноген
  2. Прави киселу средину која је неопходна за варење протеина
  3. Олакшава варење меса
  4. Делује као антисептик, убија микроорганизме или отежава њихов развој.
  5. Очувава неке витамине који лако губе активност у алкалној средини
  6. Олакшава апсорбовање гвожђа и калцијума

Структура и реакције

Хлороводонична киселина се састоји од хидронијум јона, H3O+ и хлорида. Она се обично припрема третирањем HCl са водом.[10][11]

Међутим, структура хлороводоничне киселине је компликованија него што следи из ове једноставне једначине. Структура течне воде је исто тако веома комплексна, и сходно томе формула H3O+ представља знатно поједностављење стварне природе солватираног протона, H+(aq), присутног у хлороводоничној киселини. Комбинација инфрацрвених, Раманових, рендгенских, неутронских дифракционих студија концентрованих раствора хлороводоничне киселине показује да је примарна форма H+(aq) у тим растворима H5O2+. Тај катјон је заједно са хлоридним анјоном водонично везан за суседне молекуле воде на неколико различитих начина. (У H5O2+, протон је у сендвичу између два молекула воде под 180°). Сматра се да јон H3O+ постаје значајнији у разблаженим растворима HCl.[12] (Погледајте хидронијум за даљу дискусију о овој проблематици.)

Хлороводонична киселина је јака киселина, јер је потпуно дисоцирана у води.[10][11] Она се стога може користити за припрему соли које садрже Cl– анјон и називају се хлориди.

Као јака киселина, водоник хлорид има велику Ka вредност. Више теоретских покушаја да се одреди pKa водоник хлорида је извршено, и према садашњим проценама она је −5,9.[6] Међутим, важно је да се направи разлика између гаса водоник хлорида и хлороводоничне киселине. Услед учинка растварача, изузев при високим концентрацијама кад њено понашање знатно одступа од идеалног, хлороводонична киселина (водени раствор HCl) је кисела колико и најјачи доступни донор протона у води, солватирани протон (познат као „хидронијум јон”). Кад се хлоридне соли као што је NaCl додају у раствор HCl, оне имају незнатан ефекат на pH, из чега следи да је Cl− веома слаба конјугована база и да је HCl потпуно дисоциран у воденом раствору. Разблажени раствори HCl имају pH вредности блиске предвиђеним уз претпоставку потпуне дисоцијације у хидратисане H+ и Cl− јоне.[13]

Од шест уобичајених јаких минералних киселина у хемији, хлороводонична киселина је монопротична киселина за коју је најмање вероватно да ће подлећи ометајућим оксидо-редукционим реакцијама. Она је једна од мање хазардних јаких киселина; упркос њене киселости, она се састоји од нереактивног и нетоксичног хлоридног јона. Раствори хлороводоничне киселине средње јачине су веома стабилни при складиштењу, и одржавају концентрације током времена. Ова својства, као и чињеница да је доступна као чист реагенс, чине хлороводоничну киселину изврсним реагенсом за закисељавање.

Хлороводонична киселина је преферентна киселина у титрацији за одређивање количине база. Титранти јаких киселина дају прецизније резултате услед јасније крајње тачке. Азеотроп хлороводоничне киселине (са око 20,2%) се може користити као примарни стандард у квантитативној анализи, мада њења тачна концентрација зависи од атмосферског притиска у време припреме.[14]

Хлороводонична киселина се често користи у хемијској анализи за припрему („варење”) узорака за анализу. Концентрована хлороводонична киселина раствара многе метале и формира оксидоване металне хлориде и гас водоник. Она исто тако реагује са базним једињењима као што су калцијум карбонат или бакар(II) оксид, формирајући растворене хлориде који се могу анализирати.[10][11]

Физичке особине

Температура топљења као функција концентрације HCl у води.[15][16]

Хлороводонична киселина у воденом раствору је безбојна док је раствор у ацетону и етрима има оштру жуту боју. Хлороводонична киселина је једна од најјачих неорганских киселина. Ипак хлороводонична киселина нема оксидационе особине и зато је нагризајуће дејство наизглед слабије од кисеоничних киселина. Јаче од ње су само перхлорна киселина, флуороводонична киселина и сумпорна киселина, ипак код ових киселина се не може добити висока концентрација у води.

Хлороводоник се раствара у води максимално у количини од 36,7% на температури од 20° C и зато се не може добити хлороводонична киселина веће концентрације од 36,7%. Са порастом температуре максимална концентрација хлороводоника доста брзо опада и зато концентрована хлороводонична киселина показује јаку тенденцију за ослобађањем гасовитог хлороводоника. Хлороводонична киселина концентрације испод 30% не показује овакве тенденције.[17][18]

Концентрација Густина Моларност pH Вискозност Специфична
топлота 		Напон
паре 		Тачка
кључања 		Тачка
топљења
kg HCl/kg  kg HCl/m³ Боме kg/L mol/L mPa·s kJ/(kg·K) kPa °C °C
10% 104.80 6.6 1.048 2.87 −0.5 1.16 3.47 1.95 103 −18
20% 219.60 13 1.098 6.02 −0.8 1.37 2.99 1.40 108 −59
30% 344.70 19 1.149 9.45 −1.0 1.70 2.60 2.13 90 −52
32% 370.88 20 1.159 10.17 −1.0 1.80 2.55 3.73 84 −43
34% 397.46 21 1.169 10.90 −1.0 1.90 2.50 7.24 71 −36
36% 424.44 22 1.179 11.64 −1.1 1.99 2.46 14.5 61 −30
38% 451.82 23 1.189 12.39 −1.1 2.10 2.43 28.3 48 −26
Референтна температура и притисак за горњу табелу су 20 °C и 1 атмосфера (101,325 kPa).
Вредности напона паре су узете из Међународних табела критичних вредности и односе се на укупан напон паре раствора.

Физичка својства хлороводоничне киселине, као што су тачке кључања и топљења, густина, и pH, зависе од концентрације или моларитета HCl у воденом раствору. Оне су у опсегу од оних са веома ниским концентрацијама које се приближавају 0% HCl, до вредности за димућу хлороводоничну киселину са преко 40% HCl.[10][11][19]

Хлороводонична киселина као бинарна (двокомпонентна) смеша HCl и H2O формира азеотропску смешу при 20,2% HCl и 108,6 °C (227 °F). Постоје четири константне кристализационе еутектичке тачке за хлороводоничну киселину, између кристалних форми HCl·H2O (68% HCl), HCl·2H2O (51% HCl), HCl·3H2O (41% HCl), HCl·6H2O (25% HCl), и леда (0% HCl). Исто тако постоји метастабилна еутектичка тачка на 24,8% између леда и HCl·3H2O кристализације.[19]

Примена

Хлороводонична киселина је једна од најважнијих индустријских киселина. Између осталог користи се за чишћење површине метала и за екстракцију руда. Сем тога заједно са азотном киселином гради царску воду - раствор који раствара чак и злато и платину.

Види још

Референце

  1. ^ „Hydrochloric Acid”. Архивирано из оригинала 15. 10. 2010. г. Приступљено 16. 9. 2010. 
  2. ^ „Muriatic Acid” (PDF). PPG Industries. 2005. Архивирано из оригинала (PDF) 2. 7. 2015. г. Приступљено 10. 9. 2010. 
  3. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  уреди
  4. ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  5. ^ „Hydrochloric acid_msds”. 
  6. ^ а б Trummal, Aleksander; Lipping, Lauri; Kaljurand, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo (6. 5. 2016). „Acidity of Strong Acids in Water and Dimethyl Sulfoxide”. The Journal of Physical Chemistry A (на језику: енглески). 120 (20): 3663—3669. ISSN 1089-5639. PMID 27115918. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253. 
  7. ^ а б в Sigma-Aldrich Co. Retrieved on 29. 11. 2017.
  8. ^ „Human Metabolome Database: Showing metabocard for Hydrochloric acid (HMDB0002306)”. www.hmdb.ca. Приступљено 4. 11. 2017. 
  9. ^ Pubchem. „hydrochloric acid”. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (на језику: енглески). Приступљено 4. 11. 2017. 
  10. ^ а б в г Lide, David (2000). CRC Handbook of Chemistry and Physics (81st изд.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0481-1. 
  11. ^ а б в г Perry, R.; Green D.; Maloney J. (1984). Perry's Chemical Engineers' Handbook (6th изд.). McGraw-Hill Book Company. ISBN 978-0-07-049479-4. 
  12. ^ Agmon, Noam (јануар 1998). „Structure of Concentrated HCl Solutions”. The Journal of Physical Chemistry A. 102 (1): 192—199. CiteSeerX 10.1.1.78.3695 Слободан приступ. ISSN 1089-5639. doi:10.1021/jp970836x. 
  13. ^ McCarty, Christopher G.; Vitz, Ed (мај 2006). „pH Paradoxes: Demonstrating That It Is Not True That pH ≡ −log[H+]”. Journal of Chemical Education (на језику: енглески). 83 (5): 752. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed083p752. 
  14. ^ Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K.; Denney, R. C.; Thomas, M. J. K. (2000). Vogel's Quantitative Chemical Analysis (6th изд.). New York: Prentice Hall. ISBN 978-0-582-22628-9. 
  15. ^ „Systemnummer 6 Chlor”. Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie. Chemie Berlin. 1927. 
  16. ^ „Systemnummer 6 Chlor, Ergänzungsband Teil B – Lieferung 1”. Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie. Chemie Weinheim. 1968. 
  17. ^ Lide David R., ур. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0487-3. 
  18. ^ Susan Budavari, ур. (2001). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (13th изд.). Merck Publishing. ISBN 0911910131. 
  19. ^ а б Aspen Properties. binary mixtures modeling software (calculations by Akzo Nobel Engineering изд.). Aspen Technology. 2002—2003. 

Спољашње везе

Хлороводонична киселина на Викимедијиној остави.