Хлороводонична киселина
| |||
| |||
Називи | |||
---|---|---|---|
Други називи | |||
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). | |||
верификуј (шта је ?) | |||
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
[уреди | уреди извор]Молекул водоника реагује са молекулом хлора дајући два молекула хлороводоника. Максимална концентрација износи 38%
Физиолошка улога хлороводоничне киселине
[уреди | уреди извор]- Активира неактиван пепсиноген
- Прави киселу средину која је неопходна за варење протеина
- Олакшава варење меса
- Делује као антисептик, убија микроорганизме или отежава њихов развој.
- Очувава неке витамине који лако губе активност у алкалној средини
- Олакшава апсорбовање гвожђа и калцијума
Структура и реакције
[уреди | уреди извор]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
[уреди | уреди извор]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
[уреди | уреди извор]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
[уреди | уреди извор]Референце
[уреди | уреди извор]- ^ „Hydrochloric Acid”. Архивирано из оригинала 15. 10. 2010. г. Приступљено 16. 9. 2010.
- ^ „Muriatic Acid” (PDF). PPG Industries. 2005. Архивирано из оригинала (PDF) 2. 7. 2015. г. Приступљено 10. 9. 2010.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ „Hydrochloric acid_msds”.
- ^ 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.
- ^ а б в Sigma-Aldrich Co. Retrieved on 29. 11. 2017.
- ^ „Human Metabolome Database: Showing metabocard for Hydrochloric acid (HMDB0002306)”. www.hmdb.ca. Приступљено 4. 11. 2017.
- ^ Pubchem. „hydrochloric acid”. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (на језику: енглески). Приступљено 4. 11. 2017.
- ^ а б в г Lide, David (2000). CRC Handbook of Chemistry and Physics (81st изд.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0481-1.
- ^ 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.
- ^ 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 . ISSN 1089-5639. doi:10.1021/jp970836x.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ „Systemnummer 6 Chlor”. Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie. Chemie Berlin. 1927.
- ^ „Systemnummer 6 Chlor, Ergänzungsband Teil B – Lieferung 1”. Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie. Chemie Weinheim. 1968.
- ^ Lide David R., ур. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0487-3.
- ^ Susan Budavari, ур. (2001). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (13th изд.). Merck Publishing. ISBN 0911910131.
- ^ а б Aspen Properties. binary mixtures modeling software (calculations by Akzo Nobel Engineering изд.). Aspen Technology. 2002—2003.
Спољашње везе
[уреди | уреди извор]- NIST WebBook, general link
- Hydrochloric Acid – Part One and Hydrochloric Acid – Part Two at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
- Hydrogen chloride (chemical compound) на сајту Енциклопедија Британика
- Calculators: surface tensions Архивирано на сајту Wayback Machine (22. фебруар 2020), and densities, molarities and molalities Архивирано на сајту Wayback Machine (22. фебруар 2020) of aqueous HCl
- EPA Hazard Summary
- Hydrochloric acid MSDS by Georgia Institute of Technology
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
- National Pollutant Inventory – Hydrochloric Acid Fact Sheet