Interacción del agua con ácido clorhídrico. Solución de ácido clorhídrico: propiedades y aplicación.

Por seguridad y facilidad de uso, se recomienda comprar el ácido lo más diluido posible, pero a veces hay que diluirlo aún más en casa. No olvide usar equipo de protección para el cuerpo y la cara, ya que los ácidos concentrados provocan quemaduras químicas graves. Para calcular la cantidad de ácido y agua requerida, necesitarás conocer la molaridad (M) del ácido y la molaridad de la solución que necesitas obtener.

Pasos

Cómo calcular la fórmula

Explora lo que ya tienes. Busque la designación de concentración de ácido en el paquete o en la descripción de la tarea. Este valor suele indicarse como molaridad o concentración molar (M para abreviar). Por ejemplo, el ácido 6M contiene 6 moles de moléculas de ácido por litro. Llamemos a esta concentración inicial C 1.

• La fórmula también utilizará el valor. V 1. Este es el volumen de ácido que agregaremos al agua. Probablemente no necesitemos toda la botella de ácido, aunque aún no sabemos la cantidad exacta.

1. Decide cuál debería ser el resultado. La concentración y el volumen de ácido requeridos generalmente se indican en el texto del problema de química. Por ejemplo, necesitamos diluir el ácido a 2 M y necesitaremos 0,5 litros de agua. Denotaremos la concentración requerida como C 2, y el volumen requerido es como v 2.

   • Si te dan otras unidades, primero conviértelas a unidades molares (moles por litro) y litros.
   • Si no sabes qué concentración o volumen de ácido se necesita, pregúntale a un profesor o a alguien con conocimientos de química.

2. Escribe una fórmula para calcular la concentración. Cada vez que diluyas un ácido, utilizarás la siguiente fórmula: C 1 V 1 = C 2 V 2. Esto significa que la concentración original de una solución multiplicada por su volumen es igual a la concentración de la solución diluida multiplicada por su volumen. Sabemos que esto es cierto porque la concentración multiplicada por el volumen es igual a la cantidad total de ácido, y la cantidad total de ácido seguirá siendo la misma.

   • Usando los datos del ejemplo, escribimos esta fórmula como (6M)(V 1)=(2M)(0,5L).

3. Resolver la ecuación V 1. El valor V 1 nos dirá cuánto ácido concentrado necesitamos para obtener la concentración y el volumen deseados. Reescribamos la fórmula como V1 =(C2V2)/(C1), luego sustituye los números conocidos.

   • En nuestro ejemplo, obtenemos V 1 =((2M)(0.5L))/(6M). Esto equivale aproximadamente a 167 mililitros.

4. Calcule la cantidad de agua requerida. Conociendo V 1, es decir, el volumen de ácido disponible, y V 2, es decir, la cantidad de solución que obtendrá, podrá calcular fácilmente cuánta agua necesitará. V 2 - V 1 = volumen de agua requerido.

   • En nuestro caso queremos obtener 0,167 litros de ácido por 0,5 litro de agua. Necesitamos 0,5 litros - 0,167 litros = 0,333 litros, es decir, 333 mililitros.

5. Utilice gafas de seguridad, guantes y bata. Necesitará gafas especiales que también cubran los lados de los ojos. Para evitar quemarse la piel o la ropa, use guantes y una bata o delantal.

   Trabaje en un área bien ventilada. Si es posible, trabaje bajo una campana encendida; esto evitará que los vapores ácidos le dañen a usted y a los objetos circundantes. Si no tiene capota, abra todas las ventanas y puertas o encienda un ventilador.

6. Descubra dónde está la fuente de agua corriente. Si el ácido entra en contacto con los ojos o la piel, deberá enjuagar el área afectada con agua corriente fría durante 15 a 20 minutos. No empieces a trabajar hasta que sepas dónde está el fregadero más cercano.

   • Al enjuagarse los ojos, manténgalos abiertos. Mire hacia arriba, hacia abajo y hacia los lados para que sus ojos se laven por todos lados.

7. Sepa qué hacer si derrama ácido. Puedes comprar un kit especial para recoger el ácido derramado, que incluirá todo lo necesario, o adquirir neutralizadores y absorbentes por separado. El proceso que se describe a continuación es aplicable a los ácidos clorhídrico, sulfúrico, nítrico y fosfórico. Otros ácidos pueden requerir un manejo diferente.

   • Ventile la habitación abriendo ventanas y puertas y encendiendo la campana y el ventilador.
   • Aplicar Un poco Coloque carbonato de sodio (soda), bicarbonato de sodio o carbonato de calcio en los bordes exteriores del charco, asegurándose de que el ácido no salpique.
   • Vierte poco a poco todo el charco hacia el centro hasta cubrirlo por completo con la sustancia neutralizante.
   • Mezclar bien con un palito de plástico. Comprueba el valor de pH del charco con papel tornasol. Agregue más agente neutralizante si la lectura es mayor a 6-8, luego enjuague el área con abundante agua.

Cómo diluir el ácido

1. Enfriar el agua con luda. Esto solo debe hacerse si va a trabajar con ácidos de alta concentración, por ejemplo, ácido sulfúrico 18 M o ácido clorhídrico 12 M. Vierta agua en un recipiente y colóquelo en hielo durante al menos 20 minutos.

   • La mayoría de las veces, basta con agua a temperatura ambiente.

2. Vierta agua destilada en un matraz grande. Para aplicaciones que requieren precisión extrema (como análisis titrimétricos), utilice un matraz volumétrico. Para todos los demás fines, un matraz cónico normal servirá. En el recipiente debe caber todo el volumen requerido de líquido, y también debe haber espacio para que el líquido no se derrame.

   • Si se conoce la capacidad del recipiente, no es necesario medir con precisión la cantidad de agua.

3. Agrega una pequeña cantidad de ácido. Si trabaja con una pequeña cantidad de agua, utilice una pipeta graduada o dosificadora con punta de goma. Si el volumen es grande, inserte un embudo en el matraz y vierta con cuidado el ácido en pequeñas porciones con una pipeta.

   • No utilice pipetas en el laboratorio de química que requieran la aspiración de aire por la boca.

Instrucciones

Tome un tubo de ensayo que supuestamente contiene ácido clorhídrico (HCl). Añade un poco a este recipiente. solución nitrato de plata (AgNO3). Proceder con precaución y evitar el contacto con la piel. El nitrato de plata puede dejar marcas negras en la piel, que sólo se pueden eliminar después de unos días, y la exposición a la sal en la piel. ácidos puede causar quemaduras graves.

Observe lo que sucede con la solución resultante. Si el color y la consistencia del contenido del tubo de ensayo permanecen sin cambios, esto significará que las sustancias no han reaccionado. En este caso, será posible concluir con confianza que la sustancia que se está probando no lo era.

Si aparece un precipitado blanco en el tubo de ensayo, con una consistencia que recuerda al requesón o la leche cuajada, esto indicará que las sustancias han reaccionado. El resultado visible de esta reacción fue la formación de cloruro de plata (AgCl). Es la presencia de este sedimento blanco de queso lo que será evidencia directa de que inicialmente había ácido clorhídrico en su tubo de ensayo, y no cualquier otro ácido.

Vierta un poco del líquido a probar en un recipiente aparte y agregue un poco de solución de lapislázuli. En este caso, se formará instantáneamente un precipitado blanco "cuajo" de cloruro de plata insoluble. Es decir, definitivamente hay un ion cloruro en la molécula de la sustancia. ¿Pero tal vez no sea, después de todo, sino una solución de algún tipo de sal que contiene cloro? Por ejemplo, ¿cloruro de sodio?

Recuerda otra propiedad de los ácidos. Los ácidos fuertes (y el ácido clorhídrico, por supuesto, es uno de ellos) pueden desplazar a los ácidos débiles. Coloque un poco de refresco en polvo (Na2CO3) en un matraz o vaso de precipitados y agregue lentamente el líquido a probar. Si inmediatamente se escucha un silbido y el polvo literalmente "hierve", no quedará ninguna duda: es ácido clorhídrico.

¿Por qué? Porque esta reacción es: 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2CO3. Se forma ácido carbónico, que es tan débil que se descompone instantáneamente en agua y dióxido de carbono. Fueron sus burbujas las que provocaron este "hirvimiento y silbido".

En agua se llama ácido clorhídrico ( HCl).

Propiedades físicas del ácido clorhídrico.

En condiciones normales, el ácido clorhídrico es un líquido transparente e incoloro con un olor fuerte y desagradable.

El ácido clorhídrico concentrado contiene un 37% de cloruro de hidrógeno. Este ácido “humo” en el aire. De él se libera cloruro de hidrógeno que, con el vapor de agua en el aire, forma una "niebla" que consiste en pequeñas gotas de ácido clorhídrico. El ácido clorhídrico es ligeramente más pesado que el agua (la gravedad específica del 37 por ciento de ácido clorhídrico es 1,19).

En los laboratorios escolares se utiliza la mayor parte del ácido clorhídrico diluido.

Propiedades químicas del ácido clorhídrico.

La solución de ácido clorhídrico tiene un sabor amargo. El tornasol en esta solución es rojo, pero la fenolftaleína permanece incolora.

Las sustancias cuyo color cambia debido a la acción de álcalis y ácidos se denominan indicadores.

Tornasol, fenolftaleína: indicadores de ácidos y álcalis. Usando indicadores, puede determinar si hay un ácido o un álcali en una solución.

El ácido clorhídrico reacciona con muchos metales. La interacción del ácido clorhídrico con el sodio se produce con especial rapidez. Esto se puede verificar fácilmente mediante experimentos que se pueden realizar en el dispositivo.

Se vierte ácido clorhídrico concentrado en un tubo de ensayo hasta aproximadamente 1/4 de su volumen, se fija en un soporte y se deja caer en él un pequeño trozo de sodio (del tamaño de un guisante). Se libera hidrógeno del tubo de ensayo, que se puede prender fuego, y pequeños cristales de sal de mesa se depositan en el fondo del tubo de ensayo.

De este experimento se deduce que el sodio desplaza el hidrógeno del ácido y se combina con el resto de su molécula:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2?

Cuando el ácido clorhídrico actúa sobre el zinc, se libera hidrógeno y la sustancia cloruro de zinc ZnCl 2 permanece en la solución.

Como el zinc es divalente, cada átomo de zinc reemplaza dos átomos de hidrógeno en dos moléculas de ácido clorhídrico:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2?

El ácido clorhídrico también actúa sobre el hierro, el aluminio y muchos otros metales.

Como resultado de estas reacciones, se libera hidrógeno y los cloruros metálicos permanecen en soluciones: cloruro férrico FeCl 2, cloruro de aluminio AlCl 3, etc.

Estos cloruros metálicos son productos de la sustitución del hidrógeno del ácido clorhídrico por metales.

Las sustancias complejas que pueden considerarse como productos de la sustitución de un metal por el hidrógeno de un ácido se denominan sales.

Los cloruros metálicos son sales de ácido clorhídrico.

Reacción de neutralización (ecuación)

Una propiedad química muy importante del ácido clorhídrico es su interacción con las bases. Consideremos primero su interacción con los álcalis, por ejemplo con la sosa cáustica.

Para ello, vierta una pequeña cantidad de solución de hidróxido de sodio diluida en un vaso de vidrio y agregue unas gotas de solución de tornasol.

El líquido se volverá azul. Luego verteremos en pequeñas porciones en el mismo vaso una solución de ácido clorhídrico de un tubo graduado (bureta) hasta que el color del líquido del vaso se torne violeta. El color violeta del tornasol indica que la solución no contiene ni ácido ni álcali.

Esta solución se llama neutral. Después de hervir el agua, quedará sal de mesa NaCl. Con base en esta experiencia, podemos concluir que cuando se combinan soluciones de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico se obtienen agua y cloruro de sodio. Las moléculas de agua se forman a partir de la combinación de átomos de hidrógeno (de moléculas de ácido) con grupos hidroxilo (de moléculas alcalinas). Las moléculas de cloruro de sodio se formaron a partir de átomos de sodio (de moléculas alcalinas) y átomos de cloro, residuos ácidos. La ecuación para esta reacción se puede escribir de la siguiente manera:

Na |OH + H| Cl = NaCl + H2O

Otros álcalis también reaccionan con el ácido clorhídrico: potasio cáustico, calcio cáustico.

Conozcamos cómo reacciona el ácido clorhídrico con bases insolubles, por ejemplo, el hidrato de óxido de cobre. Para ello colocaremos una determinada cantidad de esta base en un vaso y verteremos en él con cuidado ácido clorhídrico hasta que el óxido de cobre hidrato se disuelva por completo.

Después de la evaporación de la solución azul así obtenida, se obtienen cristales de cloruro de cobre CuCl 2. En base a esto, podemos escribir la siguiente ecuación:

Y en este caso, se produjo una reacción similar a la interacción de este ácido con álcalis: se formaron átomos de hidrógeno de moléculas de ácido combinados con grupos hidroxilo de moléculas de base y moléculas de agua. Los átomos de cobre se combinaron con átomos de cloro (residuos de moléculas de ácido) y formaron moléculas de sal: cloruro de cobre.

El ácido clorhídrico reacciona de la misma forma con otras bases insolubles, por ejemplo con el hidrato de óxido de hierro:

Fe(OH)3 + 3HCl = 3H2O + FeCl3

La reacción de un ácido con una base para producir sal y agua se llama neutralización.

El ácido clorhídrico se encuentra en pequeñas cantidades en el jugo gástrico de humanos y animales y desempeña un papel importante en la digestión.

El ácido clorhídrico se utiliza para neutralizar los álcalis y producir sales de cloruro. También encuentra aplicación en la producción de determinados plásticos y medicamentos.

Aplicación de ácido clorhídrico.

El ácido clorhídrico se utiliza ampliamente en la economía nacional y, a menudo, lo encontrarás al estudiar química.

Para decapar el acero se utilizan grandes cantidades de ácido clorhídrico. Los productos niquelados, galvanizados, estañados (estañados) y cromados se utilizan ampliamente en la vida cotidiana. Para recubrir productos de acero y chapas de hierro con una capa de metal protector, primero debe quitar la película de óxidos de hierro de la superficie; de ​​lo contrario, el metal no se adherirá. La eliminación de óxidos se logra grabando el producto con ácido clorhídrico o sulfúrico. La desventaja del grabado es que el ácido reacciona no sólo con el óxido, sino también con el metal. Para evitar esto, se añade una pequeña cantidad de inhibidor al ácido. Los inhibidores son sustancias que ralentizan una reacción no deseada. El ácido clorhídrico inhibido puede almacenarse en contenedores de acero y transportarse en tanques de acero.

También se puede comprar una solución de ácido clorhídrico en la farmacia. Los médicos recetan una solución diluida a pacientes con baja acidez del jugo gástrico.

El cloruro de hidrógeno es un gas aproximadamente 1,3 veces más pesado que el aire. Es incoloro, pero tiene un olor acre, asfixiante y característico. A una temperatura de menos 84 ° C, el cloruro de hidrógeno pasa de un estado gaseoso a uno líquido y a menos 112 ° C se solidifica. El cloruro de hidrógeno se disuelve en agua. Un litro de H2O puede absorber hasta 500 ml de gas. Su solución se llama ácido clorhídrico o clorhídrico. El ácido clorhídrico concentrado a 20 ° C se caracteriza por tener la máxima sustancia básica posible igual al 38%. La solución es un ácido monobásico fuerte (que “hume” en el aire y, en presencia de humedad, forma una niebla ácida), también tiene otros nombres: ácido clorhídrico y, según la nomenclatura ucraniana, ácido clorhídrico. La fórmula química se puede presentar de la siguiente manera: HCl. La masa molar es 36,5 g/mol. La densidad del ácido clorhídrico concentrado a 20 °C es de 1,19 g/cm³. Se trata de una sustancia nociva que pertenece a la segunda clase de peligro.

En su forma "seca", el cloruro de hidrógeno no puede reaccionar ni siquiera con metales activos, pero en presencia de humedad la reacción avanza con bastante vigor. Este ácido clorhídrico fuerte es capaz de reaccionar con todos los metales que se encuentran a la izquierda del hidrógeno en la serie de voltaje. Además, interactúa con óxidos, bases y sales básicos y anfóteros:

• Fe + 2HCl → FeCl2 + H2;
• 2HCl + CuO → CuCl2 + H2O;
• 3HCl + Fe(OH)3 → FeCl3 + 3H2O;
• 2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2;
• HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3.

Además de las propiedades generales características de cada ácido fuerte, el ácido clorhídrico tiene propiedades reductoras: en forma concentrada reacciona con varios agentes oxidantes, liberando cloro libre. Las sales de este ácido se llaman cloruros. Casi todos ellos son muy solubles en agua y se disocian completamente en iones. Ligeramente solubles son: cloruro de plomo PbCl2, cloruro de plata AgCl, cloruro de mercurio monovalente Hg2Cl2 (calomelano) y cloruro cuproso CuCl. El cloruro de hidrógeno es capaz de reaccionar con un enlace doble o triple, dando como resultado la formación de compuestos orgánicos clorados.

En condiciones de laboratorio, el cloruro de hidrógeno se produce por exposición a ácido sulfúrico concentrado seco. La reacción en diferentes condiciones puede ocurrir con la formación de sales de sodio (ácidas o moderadas):

• H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl
• H2SO4 + 2NaCl → Na2SO4 + 2HCl.

La primera reacción se completa con un calentamiento bajo, la segunda a temperaturas más altas. Por tanto, en el laboratorio es mejor obtener cloruro de hidrógeno mediante el primer método, para lo cual se recomienda tomar la cantidad de ácido sulfúrico en función de la producción de la sal ácida NaHSO4. Luego, disolviendo cloruro de hidrógeno en agua, se obtiene ácido clorhídrico. En la industria, se obtiene quemando hidrógeno en una atmósfera de cloro o tratando el cloruro de sodio seco (solo el segundo con ácido sulfúrico concentrado. El cloruro de hidrógeno también se obtiene como subproducto durante la cloración de compuestos orgánicos saturados. En la industria, El cloruro de hidrógeno obtenido mediante uno de los métodos anteriores se disuelve en torres especiales en las que el líquido pasa de arriba a abajo y el gas de abajo hacia arriba, es decir, según el principio de contraflujo.

El ácido clorhídrico se transporta en tanques o contenedores especiales recubiertos de goma, así como en barriles de polietileno con una capacidad de 50 litros o botellas de vidrio con una capacidad de 20 litros. Existe riesgo de formación de mezclas explosivas de hidrógeno y aire. Por lo tanto, se debe excluir por completo el contacto del hidrógeno formado como resultado de la reacción con el aire, así como (con la ayuda de recubrimientos anticorrosivos) el contacto del ácido con los metales. Antes de retirar el aparato y tuberías donde fue almacenado o transportado para su reparación, es necesario realizar una purga de nitrógeno y monitorear el estado de la fase gaseosa.

El cloruro de hidrógeno se utiliza ampliamente en la producción industrial y en la práctica de laboratorio. Se utiliza para la obtención de sales y como reactivo en estudios analíticos. El ácido clorhídrico técnico se produce de acuerdo con GOST 857-95 (el texto es idéntico al estándar internacional ISO 905-78), el reactivo se produce de acuerdo con GOST 3118-77. La concentración del producto técnico depende de la marca y variedad y puede ser del 31,5%, 33% o 35%, y externamente el producto es de color amarillento debido al contenido de hierro, cloro y otras impurezas. quimicos. El ácido reactivo debe ser un líquido incoloro y transparente con una fracción de masa del 35 al 38%.

Descripción de la sustancia.

El ácido clorhídrico es una solución acuosa de cloruro de hidrógeno. La fórmula química de esta sustancia es HCl. En el agua, la masa de cloruro de hidrógeno en su concentración más alta no puede exceder el 38%. A temperatura ambiente, el cloruro de hidrógeno se encuentra en estado gaseoso. Para transformarlo en estado líquido, debe enfriarse a menos 84 grados Celsius, para convertirse en sólido, a menos 112 grados. La densidad del ácido concentrado a temperatura ambiente es 1,19 g/cm 3 . Este líquido forma parte del jugo gástrico, que asegura la digestión de los alimentos. En este estado, su concentración no supera el 0,3%.

Propiedades del ácido clorhídrico.

La solución de cloruro de hidrógeno es químicamente dañina y su clase de peligro es la segunda.

La sal líquida es un ácido monoprótico fuerte que puede reaccionar con una variedad de metales, sus sales, óxidos e hidróxidos, puede reaccionar con nitrato de plata, amoníaco, hipoclorito de calcio y agentes oxidantes fuertes:

Propiedades físicas y efectos en el organismo.

En concentraciones elevadas, es una sustancia cáustica que puede provocar quemaduras no sólo en las mucosas, sino también en la piel. Puedes neutralizarlo con una solución de bicarbonato de sodio. Al abrir recipientes con solución salina concentrada, sus vapores, al entrar en contacto con la humedad del aire, forman un condensado de vapores tóxicos en forma de pequeñas gotas (aerosol), que irrita las vías respiratorias y los ojos.

La sustancia concentrada tiene un olor acre característico. Los grados técnicos de solución de cloruro de hidrógeno se dividen en:

rojo, sin refinar, su color está determinado principalmente por impurezas de cloruro férrico;

líquido purificado e incoloro en el que la concentración de HCl es aproximadamente del 25%;

Líquido humeante, concentrado, con una concentración de HCl del 35-38%.

Propiedades químicas

¿Cómo lo consigues?

El proceso de producción de sal líquida consta de las etapas de obtener cloruro de hidrógeno y absorberlo con agua.

existe tres métodos industriales produciendo cloruro de hidrógeno:

sintético

sulfato

a partir de gases secundarios (gases de escape) de una serie de procesos tecnológicos. El último método es el más común. El subproducto HCl se genera normalmente durante la deshidrocloración y cloración de compuestos orgánicos, la fabricación de fertilizantes potásicos y la pirólisis de cloruros metálicos o desechos orgánicos que contienen cloro.

Almacenamiento y transporte

El ácido clorhídrico industrial se almacena y transporta en tanques y contenedores especializados recubiertos de polímeros, barriles de polietileno y botellas de vidrio empaquetadas en cajas. Las trampillas de contenedores y cisternas, tapas de barriles y botellas deben garantizar la estanqueidad del contenedor. La solución ácida no debe entrar en contacto con metales ubicados en la línea de tensión a la izquierda del hidrógeno, ya que esto puede provocar mezclas explosivas.

Solicitud

en metalurgia para extraer minerales, eliminar óxido, incrustaciones, suciedad y óxidos, soldar y estañar;

en la producción de cauchos y resinas sintéticas;

en galvanoplastia;

como regulador de la acidez en la industria alimentaria;

para la producción de cloruros metálicos;

producir cloro;

en medicina para el tratamiento de la acidez insuficiente del jugo gástrico;

como limpiador y desinfectante.