Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up

СОЛЯ́НАЯ КИСЛОТА́

  • рубрика

    Рубрика: Химия

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 30, 2015, стр. 681-682

Авторы: Ю. А. Трегер

СОЛЯ́НАЯ КИСЛОТА́ (от лат. spiritus sa­lis – дух со­ли) (хло­ро­во­до­род­ная ки­сло­та; ус­тар. – хло­ри­сто­во­до­род­ная ки­сло­та), рас­твор хло­ро­во­до­ро­да НСl в во­де; силь­ная од­но­ос­нов­ная не­ор­га­нич. ки­сло­та; мно­го­тон­наж­ный про­дукт хи­мич. пром-сти.

Свойства

С. к. – бес­цвет­ная жид­кость с рез­ким за­па­хом. Рас­тво­ре­ние хло­ро­во­до­ро­да в во­де – силь­но эк­зо­тер­мич. про­цесс, для бес­ко­неч­но раз­бав­лен­но­го вод­но­го рас­тво­ра (стан­дарт­ное из­ме­не­ние эн­таль­пии рас­тво­ре­ния) НСl –69,9 кДж/моль; НСl в во­де пол­но­стью ио­ни­зи­ро­ван. Рас­тво­ри­мость НСl в во­де за­ви­сит от пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния НСl в га­зо­вой сме­си и темп-ры:

Температура, °С-18,3-100204060
Содержание HCl в 100 г Н20 при 0,1 МПа, % по массе48,9847,3145,1542,0238,6835,94

Плот­ность С. к. разл. кон­цен­тра­ции и вяз­кость при 20 °C пред­став­ле­ны ни­же:

Температура, "C-18,3-100204060
Содержание HCl в 100 г Н20 при 0,1 МПа, % по массе48,9847,3145,1542,0238,6835,94

Концентрация HCl, % по массе510,892025,4329,9536,5340,61
Вязкость, Па·с1,081,1871,361,5551,7792,0042,266

С по­вы­ше­ни­ем темп-ры вяз­кость С. к. по­ни­жа­ет­ся, напр.: для 23,05%-ной С. к. при 25 °C вяз­кость 1,364 Па·с, при 35 °C 1,170 Па·c. Удель­ная те­п­ло­ём­кость С. к., со­дер­жа­щей n мо­лей во­ды на 1 моль НСl, со­став­ля­ет [кДж/(кг·К)]: 3,136 (n=10); 3,580 (n=20); 3,902 (n=50); 4,036 (n=100); 4,061 (n=200). С. к. об­ла­да­ет азео­троп­ны­ми свой­ст­ва­ми, за­ви­ся­щи­ми от пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния HCl в га­зо­вой сме­си:

ρ, кПаСодержание HCl,  % по массеТемпература кипения, °СПлотность при 25 °С, кг/м3
6,723,4248,7241111,8
3321,88381,2051042
6620,91697,5781099,3
9320,36106,4241096,6
10120,222108,5841095,9
10620,155110,0071095,5
13319,734116,1851093,3

Из­вест­ны кри­стал­ло­гид­ра­ты НСl·nН2O, где п=6 (tпл –40 °C), 3 (tпл –24,4 °C), 2 (tпл –17,7 °C), 1 (tпл –15,35 °C); tпл 10%-ной С. к. –20 °C, 15%-ной –30 °C, 20%-ной –60 °C, 24%-ной –80 °C. Рас­тво­ри­мость га­ло­ге­ни­дов ме­тал­лов с уве­ли­че­ни­ем кон­цен­тра­ции НСl в С. к. па­да­ет, что ис­поль­зу­ют для их оса­ж­де­ния.

С. к. хи­ми­че­ски весь­ма ак­тив­на. Рас­тво­ря­ет с вы­де­ле­ни­ем Н2 и об­ра­зо­ва­ни­ем со­лей (хло­ри­дов) все ме­тал­лы, имею­щие от­ри­ца­тель­ный элек­трод­ный по­тен­ци­ал, со мн. ок­си­да­ми и гид­ро­кси­да­ми ме­тал­лов об­ра­зу­ет со­ли, вы­де­ля­ет сво­бод­ные ки­сло­ты из та­ких со­лей, как фос­фа­ты, си­ли­ка­ты, бо­ра­ты и др. При взаи­мо­дей­ст­вии С. к. с силь­ны­ми окис­ли­те­ля­ми вы­де­ля­ет­ся га­зо­об­раз­ный хлор.

Получение

Ал­хи­ми­ки на­зы­ва­ли С. к. му­рие­вой (от лат. muria – рас­сол, ра­па) и по­лу­ча­ли её про­ка­ли­ва­ни­ем по­ва­рен­ной со­ли с ку­по­ро­сом. В сер. 17 в. И. Гла­у­бер пред­ло­жил спо­соб по­лу­че­ния кон­цен­трир. С. к. на­гре­ва­ни­ем по­ва­рен­ной со­ли с сер­ной ки­сло­той. Ши­ро­ко дос­туп­ной С. к. ста­ла в 19 в. в свя­зи с раз­ра­бот­кой Н. Леб­ла­ном спо­со­ба по­лу­че­ния со­ды, в ко­то­ром хло­ро­во­до­род был по­боч­ным про­дук­том. Совр. про­из-во С. к. (син­те­тич., аб­газ­ной, ре­ак­тив­ной) за­клю­ча­ет­ся в аб­сорб­ции HCl во­дой. В за­ви­си­мо­сти от спо­со­ба от­во­да те­п­ло­ты аб­сорб­ции про­цес­сы под­раз­де­ля­ют­ся на изо­тер­ми­че­ские, адиа­ба­ти­че­ские и ком­би­ни­ро­ван­ные.

При изо­тер­мич. аб­сорб­ции про­цесс осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с от­во­дом те­п­ло­ты, и темп-ра ки­сло­ты под­дер­жи­ва­ет­ся по­сто­ян­ной за счёт не­по­сред­ст­вен­но­го ох­ла­ж­де­ния аб­сор­бе­ра ли­бо бла­го­да­ря ох­ла­ж­де­нию цир­ку­ли­рую­щей ки­сло­ты в вы­нос­ном хо­ло­диль­ни­ке. При этом тео­ре­ти­че­ски мож­но по­лу­чить С. к. лю­бой кон­цен­тра­ции, т. к. с по­ни­же­ни­ем темп-ры умень­ша­ет­ся и пар­ци­аль­ное дав­ле­ние HCl над С. к. Изо­тер­мич. аб­сорб­цию сле­ду­ет при­ме­нять для по­лу­че­ния кон­цен­трир. С. к. (35–38%) и для пе­ре­ра­бот­ки хло­ро­во­до­ро­да низ­кой кон­цен­тра­ции. В по­след­нем слу­чае при со­дер­жа­нии в ре­ак­ци­он­ных га­зах св. 40% при­ме­сей (азо­та, во­до­ро­да, ме­та­на и др.) про­ве­де­ние аб­сорб­ции в изо­тер­мич. ус­ло­ви­ях не­це­ле­со­об­раз­но вви­ду ухуд­ше­ния те­п­ло­от­да­чи и умень­ше­ния пол­но­ты аб­сорб­ции. Изо­тер­мич. аб­сорб­цию мож­но про­во­дить в по­верх­но­ст­ных аб­сор­бе­рах – газ про­хо­дит над по­верх­но­стью не­под­виж­ной или мед­лен­но те­ку­щей жид­ко­сти. Та­кие аб­сор­бе­ры при­ме­ня­ют лишь при срав­ни­тель­но не­боль­ших мас­шта­бах про­из-ва. Обыч­но ус­та­нав­ли­ва­ют кас­кад аб­сор­бе­ров.

При адиа­ба­тич. аб­сорб­ции про­цесс осу­ще­ст­в­ля­ет­ся без от­во­да те­п­ло­ты. С. к. на­гре­ва­ет­ся до ки­пе­ния за счёт те­п­ло­ты рас­тво­ре­ния хло­ро­во­до­ро­да. При этом уве­ли­чи­ва­ет­ся дав­ле­ние па­ров С. к. и на­чи­на­ет­ся ин­тен­сив­ное ис­па­ре­ние во­ды. По­след­нее вы­зы­ва­ет сни­же­ние темп-ры ки­пя­щей ки­сло­ты и воз­рас­та­ние кон­цен­тра­ции С. к. Темп-ра аб­сорб­ции оп­ре­де­ля­ет­ся точ­кой ки­пе­ния С. к. со­от­вет­ст­вую­щей кон­цен­тра­ции. Ис­ход­ный газ, со­дер­жа­щий НСl, вво­дят сни­зу в ко­лон­ну; про­ти­во­то­ком ему по­сту­па­ет аб­сор­бент (обыч­но во­да). Вме­сто во­ды или вме­сте с во­дой для оро­ше­ния ко­лон­ны мо­жет при­ме­нять­ся раз­бав­лен­ная С. к. Ес­ли аб­сор­бен­том яв­ля­ет­ся ки­сло­та, эф­фек­тив­ность аб­сорб­ции НСl сни­жа­ет­ся и со­став­ля­ет 95–99% в за­ви­си­мо­сти от кон­цен­тра­ции ки­сло­ты и дав­ле­ния па­ров НСl. Ес­ли аб­сор­бен­том яв­ля­ет­ся во­да, НСl мо­жет быть пол­но­стью по­гло­щён. Кон­цен­тра­ция НСl в жид­ко­сти воз­рас­та­ет в на­прав­ле­нии от вер­ха ко­лон­ны к ни­зу.

Ком­би­нир. схе­ма аб­сорб­ции со­сто­ит из адиа­ба­тич. и изо­тер­мич. сту­пе­ней, варь­и­рую­щих­ся в за­ви­си­мо­сти от мощ­но­сти, со­ста­ва ре­ак­ци­он­но­го га­за и др. ус­ло­вий.

Син­те­тич. С. к. про­из­во­дят из HCl, по­лу­чен­но­го при взаи­мо­дей­ст­вии H2 и Cl2. Для по­лу­че­ния ре­ак­тив­ной С. к. (мар­ки «ч», «чда», «хч» кон­цен­тра­ци­ей 35–38%) ис­поль­зу­ют HCl, по­лу­чен­ный из ис­па­рён­но­го хло­ра и элек­тро­ли­тич. во­до­ро­да в гра­фи­то­вых пе­чах с по­сле­дую­щей изо­тер­мич. аб­сорб­ци­ей дис­тил­ли­ро­ван­ной во­дой в гра­фи­то­вых аб­сор­бе­рах. Бóль­шую часть С. к. про­из­во­дят из HCl, со­дер­жа­ще­го­ся в от­хо­дя­щих га­зах («аб­га­зах») про­цес­сов хло­ри­ро­ва­ния, де­гид­ро­хло­ри­ро­ва­ния, пи­ро­ли­за хлор­со­дер­жа­щих со­еди­не­ний, по­лу­че­ния хло­ри­дов ме­тал­лов и др. Аб­газ­ная С. к., как пра­ви­ло, со­дер­жит при­ме­си: хлор, хлор­ор­га­нич. со­еди­не­ния, ки­сло­ты, спир­ты, аль­де­ги­ды и др. Для очи­ст­ки аб­газ­ной С. к. ис­поль­зу­ют: от­дув­ку инерт­ным га­зом (HCl, воз­дух, азот, ме­тан и др.); от­пар­ку, при ко­то­рой кон­цен­тра­ция ки­сло­ты сни­жа­ет­ся на 1–2%; пред­ва­ри­тель­ную про­мыв­ку аб­газ­ной С. к., при ко­то­рой рас­тво­ря­ют­ся во­до­рас­тво­ри­мые при­ме­си; сорб­ци­он­ные ме­то­ды и др. Ми­ро­вое про­из-во С. к. ок. 20 млн. т/год.

Применение

С. к. ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния хло­ри­дов ме­тал­лов, трав­ле­ния ме­тал­лич. по­верх­но­стей, очи­ст­ки по­верх­но­стей со­су­дов, неф­тя­ных и га­зо­вых сква­жин от кар­бо­на­тов, об­ра­бот­ки руд, при про­из-ве ор­га­нич. про­дук­тов и др. В мед. прак­ти­ке раз­бав­лен­ную С. к. при­ме­ня­ют при за­бо­ле­ва­ни­ях, свя­зан­ных с не­дос­та­точ­ной ки­слот­но­стью же­лу­доч­но­го со­ка.

Кон­цен­трир. С. к. вы­зы­ва­ет силь­ные ожо­ги сли­зи­стых обо­ло­чек, раз­ру­ша­ет зу­бы.

При­ме­не­ние. Лит.: Ле­вин­ский М. И., Ма­зан­ко А. Ф., Но­ви­ков И. Н. Хло­ри­стый во­до­род и со­ля­ная ки­сло­та. М., 1985.

Вернуться к началу