Waterstofchloride - wat is het? Waterstofchloride is een kleurloos gas met een penetrante geur. Het lost gemakkelijk op in water en vormt zoutzuur. De chemische formule van waterstofchloride is HCl. Het bestaat uit een waterstofatoom en chloor verbonden door een covalente polaire binding. Waterstofchloride dissocieert gemakkelijk in polaire oplosmiddelen, wat zorgt voor goede zure eigenschappen van deze verbinding. De bindingslengte is 127,4 nm.
Fysieke eigenschappen
Zoals hierboven vermeld, is waterstofchloride in normale toestand een gas. Het is iets zwaarder dan lucht en heeft ook hygroscopiciteit, dat wil zeggen dat het waterdamp rechtstreeks uit de lucht aantrekt en dikke dampwolken vormt. Om deze reden wordt gezegd dat waterstofchloride in de lucht "rookt". Als dit gas wordt afgekoeld, wordt het bij -85 ° C vloeibaar en bij -114 ° C wordt het een vaste stof. Bij een temperatuur van 1500 ° C ontleedt het in eenvoudige stoffen (gebaseerd op de formule van waterstofchloride, in chloor en waterstof).
HCl-oplossing in water wordt zoutzuur genoemd. Zij isis een kleurloze bijtende vloeistof. Soms heeft het een gelige tint door onzuiverheden van chloor of ijzer. Vanwege hygroscopiciteit is de maximale concentratie bij 20°C 37-38 gew.%. Andere fysische eigenschappen hangen er ook van af: dichtheid, viscositeit, smelt- en kookpunten.
Chemische eigenschappen
Waterstofchloride zelf reageert meestal niet. Alleen bij hoge temperaturen (boven 650 °C) reageert het met sulfiden, carbiden, nitriden en boriden, evenals met overgangsmetaaloxiden. In aanwezigheid van Lewis-zuren kan het interageren met boor-, silicium- en germaniumhydriden. Maar de waterige oplossing is veel chemisch actiever. Volgens zijn formule is waterstofchloride een zuur, dus het heeft enkele eigenschappen van zuren:
Interactie met metalen (die zich in de elektrochemische reeks van spanningen tot waterstof bevinden):
Fe + 2HCl=FeCl2 + H2
Interactie met amfotere en basische oxiden:
BaO + 2HCl=BaCl2 + H2O
Interactie met alkaliën:
NaOH + HCl=NaCl + H2O
Interactie met sommige zouten:
Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + H2O + CO 2
Bij interactie met ammoniak wordt een ammoniumchloridezout gevormd:
NH3 + HCl=NH4Cl
Maar zoutzuur heeft geen interactie met lood vanwege passivering. Dit komt door de vorming van een laag loodchloride op het metaaloppervlak, die onoplosbaar isin water. Deze laag beschermt het metaal dus tegen verdere interactie met zoutzuur.
Bij organische reacties kan het meerdere bindingen toevoegen (hydrohalogeneringsreactie). Het kan ook reageren met eiwitten of aminen en organische zouten vormen - hydrochloriden. Kunstvezels, zoals papier, worden vernietigd bij interactie met zoutzuur. Bij redoxreacties met sterke oxidatiemiddelen wordt waterstofchloride gereduceerd tot chloor.
Een mengsel van geconcentreerd zoutzuur en salpeterzuur (3 op 1 in volume) wordt "aqua regia" genoemd. Het is een extreem sterk oxidatiemiddel. Door de vorming van vrij chloor en nitrosyl in dit mengsel kan Aqua Regia zelfs goud en platina oplossen.
Ontvangen
Eerder in de industrie werd zoutzuur geproduceerd door natriumchloride te laten reageren met zuren, meestal zwavelhoudend:
2NaCl + H2SO4=2HCl + Na2SO 4
Maar deze methode is niet efficiënt genoeg en de zuiverheid van het resulterende product is laag. Nu wordt een andere methode gebruikt om (uit eenvoudige stoffen) waterstofchloride te verkrijgen volgens de formule:
H2 + Cl2=2HCl
Om deze methode te implementeren zijn er speciale installaties waarbij beide gassen in een continue stroom worden toegevoerd aan de vlam waarin de interactie plaatsvindt. Waterstof wordt in een kleine overmaat aangevoerd, zodat al het chloor reageert en het resulterende product niet verontreinigt. Waterstofchloride wordt vervolgens opgelost in water om zoutzuur te vormen.zuur.
In het laboratorium zijn meer diverse bereidingsmethoden mogelijk, bijvoorbeeld de hydrolyse van fosforhalogeniden:
PCl5 + H2O=POCl3 + 2HCl
Zoutzuur kan ook worden verkregen door hydrolyse van kristallijne hydraten van bepaalde metaalchloriden bij verhoogde temperaturen:
AlCl3 6H2O=Al(OH)3 + 3HCl + 3H 2O
Ook waterstofchloride is een bijproduct van de chloreringsreacties van veel organische verbindingen.
Toepassing
Waterstofchloride zelf wordt in de praktijk niet gebruikt, omdat het zeer snel water uit de lucht opneemt. Bijna al het geproduceerde waterstofchloride wordt gebruikt om zoutzuur te produceren.
Het wordt in de metallurgie gebruikt om het oppervlak van metalen te reinigen en om zuivere metalen uit hun ertsen te halen. Dit gebeurt door ze om te zetten in chloriden, die gemakkelijk hersteld kunnen worden. Zo worden bijvoorbeeld titanium en zirkonium verkregen. Het zuur is op grote schaal gebruikt in organische synthese (hydrohalogeneringsreacties). Ook wordt soms zuiver chloor verkregen uit zoutzuur.
Het wordt ook in de geneeskunde gebruikt als medicijn vermengd met pepsine. Het wordt ingenomen met onvoldoende zuurgraad van de maag. Zoutzuur wordt in de voedingsindustrie gebruikt als additief E507 (zuurteregelaar).
Veiligheid
Bij hoge concentraties is zoutzuur bijtend. Contact met de huid veroorzaakt chemische brandwonden. Inademing van waterstofchloridegas veroorzaakthoesten, stikken en in ernstige gevallen zelfs longoedeem, wat kan leiden tot de dood.
Volgens GOST heeft het een tweede gevarenklasse. Waterstofchloride is geclassificeerd onder NFPA 704 als een derde van vier gevarencategorieën. Kortdurende blootstelling kan leiden tot ernstige tijdelijke of matige resteffecten.
Eerste hulp
Als zoutzuur op de huid komt, moet de wond worden gewassen met veel water en een zwakke oplossing van alkali of het zout (bijvoorbeeld frisdrank).
Als waterstofchloridedamp in de luchtwegen terechtkomt, moet het slachtoffer in de frisse lucht worden gebracht en met zuurstof worden ingeademd. Spoel daarna uw keel, spoel uw ogen en neus met 2% natriumbicarbonaatoplossing. Als zoutzuur in de ogen komt, is het daarna de moeite waard om ze te druppelen met een oplossing van novocaïne en dicaïne met adrenaline.
