Chlorovodík – co to je? Chlorovodík je bezbarvý plyn se štiplavým zápachem. Snadno se rozpouští ve vodě a tvoří kyselinu chlorovodíkovou. Chemický vzorec chlorovodíku je HCl. Skládá se z atomu vodíku a chloru spojených kovalentní polární vazbou. Chlorovodík snadno disociuje v polárních rozpouštědlech, což poskytuje této sloučenině dobré kyselé vlastnosti. Délka vazby je 127,4 nm.
Fyzikální vlastnosti
Jak bylo uvedeno výše, v normálním stavu je chlorovodík plyn. Je poněkud těžší než vzduch a má také hygroskopičnost, to znamená, že přitahuje vodní páru přímo ze vzduchu a vytváří husté oblaky páry. Z tohoto důvodu se říká, že chlorovodík ve vzduchu „kouří“. Pokud se tento plyn ochladí, pak při -85 ° C zkapalní a při -114 ° C se stane pevnou látkou. Při teplotě 1500 °C se rozkládá na jednoduché látky (na základě vzorce chlorovodíku na chlór a vodík).
Roztok HCl ve vodě se nazývá kyselina chlorovodíková. Jeje bezbarvá žíravá kapalina. Někdy má nažloutlý odstín kvůli nečistotám chlóru nebo železa. V důsledku hygroskopičnosti je maximální koncentrace při 20 °C 37-38 % hmotnostních. Závisí na něm i další fyzikální vlastnosti: hustota, viskozita, body tání a varu.
Chemické vlastnosti
Samotný chlorovodík obvykle nereaguje. Teprve při vysokých teplotách (nad 650 °C) reaguje se sulfidy, karbidy, nitridy a boridy a také oxidy přechodných kovů. V přítomnosti Lewisových kyselin může interagovat s hydridy boru, křemíku a germania. Jeho vodný roztok je ale chemicky mnohem aktivnější. Podle vzorce je chlorovodík kyselina, takže má některé vlastnosti kyselin:
Interakce s kovy (které jsou v elektrochemické řadě napětí až po vodík):
Fe + 2HCl=FeCl2 + H2
Interakce s amfoterními a bazickými oxidy:
BaO + 2HCl=BaCl2 + H2O
Interakce s alkáliemi:
NaOH + HCl=NaCl + H2O
Interakce s některými solemi:
Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + H2O + CO 2
Při interakci s amoniakem vzniká chlorid amonný:
NH3 + HCl=NH4Cl
Ale kyselina chlorovodíková neinteraguje s olovem kvůli pasivaci. To je způsobeno tvorbou vrstvy chloridu olovnatého na kovovém povrchu, který je nerozpustnýve vodě. Tato vrstva tedy chrání kov před další interakcí s kyselinou chlorovodíkovou.
V organických reakcích se může přidat na vícenásobné vazby (hydrohalogenační reakce). Může také reagovat s proteiny nebo aminy za vzniku organických solí - hydrochloridů. Umělá vlákna, jako je papír, se při interakci s kyselinou chlorovodíkovou ničí. Při redoxních reakcích se silnými oxidačními činidly se chlorovodík redukuje na chlór.
Směs koncentrované kyseliny chlorovodíkové a dusičné (3:1 objemově) se nazývá „aqua regia“. Je to extrémně silné oxidační činidlo. Díky tvorbě volného chloru a nitrosylu v této směsi může aqua regia dokonce rozpouštět zlato a platinu.
Přijmout
Dříve se v průmyslu vyráběla kyselina chlorovodíková reakcí chloridu sodného s kyselinami, obvykle sírovou:
2NaCl + H2SO4=2HCl + Na2SO 4
Tato metoda však není dostatečně účinná a čistota výsledného produktu je nízká. Nyní se k získání (z jednoduchých látek) chlorovodíku používá jiný způsob podle vzorce:
H2 + Cl2=2HCl
Pro implementaci této metody existují speciální instalace, kde jsou oba plyny dodávány v nepřetržitém proudu do plamene, ve kterém dochází k interakci. Vodík je dodáván v mírném přebytku, aby veškerý chlór zreagoval a neznečistil výsledný produkt. Chlorovodík se pak rozpustí ve vodě za vzniku kyseliny chlorovodíkové.kyselina.
V laboratoři jsou možné různé způsoby přípravy, například hydrolýza halogenidů fosforu:
PCl5 + H2O=POCl3 + 2HCl
Kyselinu chlorovodíkovou lze také získat hydrolýzou krystalických hydrátů určitých chloridů kovů při zvýšených teplotách:
AlCl3 6H2O=Al(OH)3 + 3HCl + 3H 2O
Chlorovodík je také vedlejším produktem chloračních reakcí mnoha organických sloučenin.
Aplikace
Samotný chlorovodík se v praxi nepoužívá, protože velmi rychle absorbuje vodu ze vzduchu. Téměř veškerý vyrobený chlorovodík se používá k výrobě kyseliny chlorovodíkové.
Používá se v metalurgii k čištění povrchu kovů a také k získávání čistých kovů z jejich rud. To se děje jejich přeměnou na chloridy, které se snadno obnovují. Získá se například titan a zirkonium. Kyselina byla široce používána v organické syntéze (hydrohalogenační reakce). Čistý chlór se také někdy získává z kyseliny chlorovodíkové.
Využívá se také v lékařství jako lék ve směsi s pepsinem. Užívá se při nedostatečné kyselosti žaludku. Kyselina chlorovodíková se používá v potravinářském průmyslu jako přísada E507 (regulátor kyselosti).
Bezpečnost
Při vysokých koncentracích je kyselina chlorovodíková žíravá. Kontakt s pokožkou způsobuje chemické popáleniny. Vdechování plynného chlorovodíku způsobujekašel, dušení a v těžkých případech dokonce plicní edém, který může vést ke smrti.
Podle GOST má druhou třídu nebezpečnosti. Chlorovodík je klasifikován podle NFPA 704 jako třetí ze čtyř kategorií nebezpečnosti. Krátkodobá expozice může mít za následek závažné dočasné nebo středně závažné zbytkové účinky.
První pomoc
Pokud se kyselina chlorovodíková dostane na kůži, je třeba ránu omýt velkým množstvím vody a slabým roztokem alkálie nebo její soli (např. soda).
Pokud se páry chlorovodíku dostanou do dýchacího traktu, musí být postižený vyveden na čerstvý vzduch a inhalován s kyslíkem. Poté si opláchněte hrdlo, oči a nos 2% roztokem hydrogenuhličitanu sodného. Pokud se kyselina chlorovodíková dostane do očí, pak stojí za to je nakapat roztokem novokainu a dikainu s adrenalinem.
