Химические свойства HCl (соляной килоты).

Как сильный электролит, HCl в растворе полностью диссоциирована:

HCl ↔ H⁺ + Cl^-

1. Взаимодействие с металлами, стоящими в ряду электрохимических потенциалов до водорода, с образованием соли и выделением газообразного водорода:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂↑

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑

HCl не является кислотой-окислителем, поэтому она не будет окислять металлы до их высшей степени окисления.

2. Взаимодействие с оксидами металлов с образованием растворимой соли и воды:

Na₂O + 2HCl = 2NaCl + H₂O

MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O

Al₂O₃ + 2HCl = 2AlCl₃ + H₂O

3. Взаимодействие с растворимыми гидроксидами с образованием соли и воды - реакция нейтрализации.

NaOH + 2HCl = NaCl + H₂O

Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2H₂O

4. Взаимодействие с нерастворимыми гидроксидами с образованием соли и воды.

Cu(OH)₂↓ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O

Al(OH)₃↓ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O

5. Взаимодействие с солями металлов, образованных более слабыми кислотами, например угольной:

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑

6. Взаимодействие с аммиаком с образованием густого белого дыма, состоящего из мельчайших кристалликов хлорида аммония:

NH₃ + HCl = NH₄Cl (опыт " дым без огня" )

7. Взаимодействие с сильными окислителями ( перманганат калия, диоксид марганца ) с выделением газообразного хлора:

2KMnO₄ + 16HCl = 5Cl₂↑ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

Качественной реакцией на соляную кислоту и её соли является её взаимодействие с нитратом серебра, при котором образуется белый творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте.

HCl + AgNO₃ = AgCl↓ + HNO₃

                  белый творожистый

Получение соляной кислоты.

1. Промышленный способ - синтез хлора и водорода.

Cl₂ + H₂ = 2HCl↑

Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в воде.

Лабораторные способы.

1) Используется разработанный ещё алхимиками способ, заключающийся в действии концентрированной серной кислоты на поваренную соль:

150°C

550°C

NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl

2NaCl + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HCl

t

2) Возможно получение путём гидролиза хлоридов магния, алюминия (нагревается гидратированная соль):

t

MgCl₂∙ 6H₂O = MgO + 2HCl + 5HCl

AlCl₃∙ 6H₂O = Al(OH)₃ + 3HCl + 3H₂O

Особенности обращения.

       Высококонцентрированная HCl - едкое вещество, при попадании на кожу вызывает сильные химические ожоги. Особенно опасно попадание в глаза. Для нейтрализации ожогов применяют раствор слабого основания, или соли слабой кислоты, обычно питьевой соды.

       При открывании сосудов с концентрированной соляной кислотой пары хлороводорода, притягивая влагу воздуха, образуют туман, раздражающий глаза и дыхательные пути человека.

       Реагируя с сильными окислителями (хлорной известью, диоксидом марганца, перманганатом калия) образует токсичный газообразный хлор.

Применение соляной кислоты.

1. В гидрометаллургии и гальванопластике (травление, декапирование).

2. Для очистки поверхности металлов при пайке и лужении.

3. Для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов.

4. В смеси с поверхностно-активными веществами используется для очистки керамических и металлических изделий.

5. В медицине. Естественная составная часть желудочного сока человека. В концентрации 0, 3—0, 5 %, обычно в смеси с ферментом пепсином, назначается внутрь при недостаточной кислотности.

Применение солей хлоридов.

NaCl - 1. Пищевой продукт

         2. Для получения чистого Na и Cl₂.

KCl - калийное удобрение.

С aCl ₂ - для осушки многих газов, в медицине.

BaCl ₂ - ядохимикат, используется в сельском хозяйстве.

ZnCl ₂ - пропитывают шпалы телеграфных столбов.

Кислородсодержащие соединения хлора.

       Кислородные соединения хлора не могут быть получены непосредственным соединением хлора с кислородом. Они образуются другими способами.

Кислородсодержащие кислоты и их соли.

Формула кислоты	Название кислоты	Соответствующий кислоте оксид	Название соли	Пример соли
HClO	хлорноватистая кислота	Cl2O	гипохлориты	KClO
HClO2	хлористая кислота	Cl2O3 (не получен)	хлориты	KClO2
HClO3	хлорноватая кислота	Cl2O5 (не получен)	хлораты	KClO3
HClO4	хлорная кислота	Cl2O7	перхлораты	KClO4

 

Химические свойства кислот.

1) HCl⁺¹O - хлорноватистая кислота

       HClO - желтоватая жидкость. Существует только в растворах. Cамая неустойчивая кислота. Получается при взаимодействии хлора с водой (без нагревания):

Cl₂ + H₂O = HCl + HClO

hν

1. Разложение на свету:

HClO = HCl + O↑ (атомарный)

Разложение в темноте.

3HClO = 2HCl + HClO₃

Со щелочами дает соли - гипохлориты.

HClO + KOH → KClO + H₂O

 

HClO - слабая кислота и сильный окислитель.

2HI + HClO → I₂↓ + HCl + H₂O

Соли этой кислоты (гипохлориты) получаются при действии на щелочь хлора:

2KOH + Cl₂ = KClO + KCl + H₂O

Ca(OH)₂ + Cl₂ = Ca(OCl)₂ + H₂O

                     хлорная известь

       Используется как отбеливатель в текстильной промышленности, для уничтожения микроорганизмов.

       Хлорная известь способна поглощать из воздуха углекислый газ и выделять хлор, который оказывает губительное действие на микроорганизмы:

Ca(OCl)₂ + СО₂ = СаСО₃ + Cl₂↑

2) HCl⁺³O₂ (хлористая кислота) – не имеет ангидрида (кислотного оксида). Существует только в водных растворах.

Получение HClO₂.

Образуется при взаимодействии пероксида водорода с оксидом хлора (IV), который получают из бертоллетовой соли и щавелевой кислоты в среде H₂SO₄:

2KClO₃ + H₂C₂O₄ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2CO₂↑ + 2СlO₂↑ + 2H₂O

2ClO₂ + H₂O₂ → 2HClO₂ + O₂↑

Химические свойства HClO₂.

HClO₂ - слабая кислота и сильный окислитель; соли хлористой кислоты - хлориты:

Со щелочами дает соли - хлориты.

HClO₂ + KOH → KClO₂ + H₂O

Неустойчива, при хранении разлагается.

4HClO₂ → HCl + HClO₃ + 2ClO₂↑ + H₂O

 

3) HCl⁺⁵O₃ (хлорноватая кислота) – не имеет ангидрида (кислотного оксида).

Концентрированная хлорноватая кислота опасна тем, что может самопроизвольно взрываться, является сильным окислителем; используются разбавленные растворы.

Получение HClO₃.

Ba (ClO₃)₂ + H₂SO₄ → 2HClO₃ + BaSO₄↓

HClO₃ - сильная кислота и сильный окислитель; соли хлорноватой кислоты - хлораты:

1. Окислительные свойства HClO₃ .

6P + 5HClO₃ → 3P₂O₅ + 5HCl

HClO₃ + KOH → KClO₃ + H₂O

HClO₃ + 5HCl = 3Cl₂ + 3H₂O

 

Соли HClO₃   хлораты тоже являются сильными окислителями:

КClO₃ + 6HCl = 3Cl₂ + КCl + 3H₂O

Наибольшее значение имеет KClO₃ – хлорат калия (бертолетовая соль).

Получение  KClO₃  - насыщение горячей щелочи хлором:

3Cl₂ + 6KOH = KClO₃ + 5KCl + 3H₂O

без Кат

Хлораты - сильнейшие окислители. При нагревании  разлагаются:

4KClO₃ → KCl + 3KClO₄

Кат - MnO2

2KClO₃ = 2 KCl + 3О₂↑

t

Получение солей хлорноватой кислоты - взаимодействие хлора с растворами сильных щелочей:

3Cl₂ + 6NaOH = 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O

4) HCl ⁺⁷ O₄ - хлорная кислота.

Из всех кислородсодержащих кислот хлора хлорная кислота является самой сильной и самой устойчивой. Концентрированная хлорная кислота опасна тем, что может самопроизвольно взрываться.

Получение   HClO₄ - действие на соли перхлораты концентрированной серной кислотой:

KClO₄ + H₂SO₄ (конц) = HClO₄ + KHSO₄

Химические свойства HClO₄.

HClO₄ - очень сильная кислота и очень сильный окислитель; соли хлорной кислоты - перхлораты.

1) Со щелочами дает соли - перхлориты.

HClO₄ + KOH → KClO₄ + H₂O

2) При нагревании хлорная кислота и ее соли разлагаются:

t

4HClO₄ → 4ClO₂↑ + 3O₂↑ + 2H₂O

t

KClO₄ → KCl + 2O₂↑

 

В ряду HClO - HClO₂ - HClO₃ - HClO₄

Усиление кислотных свойств, повышение устойчивости

Увеличение окислительной активности, уменьшение устойчивости

       В ряду HClO – HClO₂ – HClO₃ – HClO₄ с повышением степени окисления хлора сила кислот (т. е. способность отщеплять катионы водорода) увеличивается. Это объясняется уменьшением прочности связи водорода с кислородом в ОН-группе вследствие увеличения её полярности, а также возрастанием устойчивости анионов этих кислот по мере увеличения в них числа атомов кислорода. Повышение устойчивости анионов связано с более равномерным распределением в них электронной плотности, т. е. с эффектом сопряжения ковалентных связей, вызванным делокализацией π -электронов в сопряжённых системах.

       Увеличение окислительных свойств в обратном направлении связано со снижением устойчивости соединений хлора с низкой степенью окисления (+1, +3 - НСlО, НСlО₂). Но данная тенденция применима только для нормальных условий (+25°С), при создании определенных температурных режимов, подборе растворителя и среды НСlO₃ , НСlO₄ проявляют себя очень сильными окислителями, за счет атома хлора в высшей степени окисления. поэтому указанную схему можно считать условной.

⇐ Предыдущая12

Поделиться: