מימן כלורי - מה זה? מימן כלורי הוא גז חסר צבע בעל ריח חריף. זה מתמוסס בקלות במים ויוצר חומצה הידרוכלורית. הנוסחה הכימית של מימן כלורי היא HCl. הוא מורכב מאטום מימן וכלור המחוברים בקשר קוטבי קוולנטי. מימן כלורי מתנתק בקלות בממיסים קוטביים, מה שמספק תכונות חומציות טובות של תרכובת זו. אורך הקשר הוא 127.4 ננומטר.
נכסים פיזיים
כפי שהוזכר לעיל, במצב רגיל, מימן כלורי הוא גז. הוא מעט כבד יותר מאוויר, ויש לו גם היגרוסקופיות, כלומר, הוא מושך אדי מים ישירות מהאוויר ויוצר ענני אדים עבים. מסיבה זו, מימן כלורי הוא אמר "מעשן" באוויר. אם הגז הזה מקורר, אז ב-85 מעלות צלזיוס הוא מתנזל, וב-114 מעלות צלזיוס הוא הופך למוצק. בטמפרטורה של 1500 מעלות צלזיוס, הוא מתפרק לחומרים פשוטים (על בסיס הנוסחה של מימן כלורי, לכלור ומימן).
תמיסה של HCl במים נקראת חומצה הידרוכלורית. היאהוא נוזל קאוסטי חסר צבע. לפעמים יש לו גוון צהבהב בגלל זיהומים של כלור או ברזל. בשל היגרוסקופיות, הריכוז המרבי ב-20 מעלות צלזיוס הוא 37-38% במשקל. גם תכונות פיזיקליות אחרות תלויות בו: צפיפות, צמיגות, נקודות התכה ורתיחה.
מאפיינים כימיים
מימן כלורי עצמו בדרך כלל אינו מגיב. רק בטמפרטורות גבוהות (מעל 650 מעלות צלזיוס) הוא מגיב עם סולפידים, קרבידים, ניטרידים ובורידים, כמו גם תחמוצות מתכות מעבר. בנוכחות חומצות לואיס, הוא יכול לקיים אינטראקציה עם בורון, סיליקון וגרמניום הידרידים. אבל התמיסה המימית שלו הרבה יותר פעילה מבחינה כימית. לפי הנוסחה שלו, מימן כלורי הוא חומצה, ולכן יש לה כמה מהתכונות של חומצות:
אינטראקציה עם מתכות (שנמצאות בסדרה האלקטרוכימית של מתחים עד למימן):
Fe + 2HCl=FeCl2 + H2
אינטראקציה עם תחמוצות אמפוטריות ובסיסיות:
BaO + 2HCl=BaCl2 + H2O
אינטראקציה עם אלקליות:
NaOH + HCl=NaCl + H2O
אינטראקציה עם כמה מלחים:
Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + H2O + CO 2
בעת אינטראקציה עם אמוניה, נוצר מלח אמוניום כלורי:
NH3 + HCl=NH4Cl
אך חומצה הידרוכלורית אינה מקיימת אינטראקציה עם עופרת עקב פסיביות. זה נובע מהיווצרות של שכבת עופרת כלוריד על פני המתכת, שאינה מסיסהבמים. לפיכך, שכבה זו מגנה על המתכת מפני אינטראקציה נוספת עם חומצה הידרוכלורית.
בתגובות אורגניות, זה יכול להוסיף על קשרים מרובים (תגובת הידרו-הלוגנציה). זה יכול גם להגיב עם חלבונים או אמינים, ליצור מלחים אורגניים - הידרוכלורידים. סיבים מלאכותיים, כגון נייר, נהרסים בעת אינטראקציה עם חומצה הידרוכלורית. בתגובות חיזור עם חומרי חמצון חזקים, מימן כלורי מופחת לכלור.
תערובת של חומצה הידרוכלורית וחומצה חנקתית מרוכזת (3 עד 1 בנפח) נקראת "אקווה רג'יה". זהו חומר חמצון חזק במיוחד. עקב היווצרות של כלור וניטרוסיל חופשיים בתערובת זו, אקווה רג'יה יכולה אפילו להמיס זהב ופלטינה.
קבל
קודם לכן בתעשייה, חומצה הידרוכלורית הופקה על ידי תגובה של נתרן כלורי עם חומצות, בדרך כלל גופרתיות:
2NaCl + H2SO4=2HCl + Na2SO 4
אבל שיטה זו אינה יעילה מספיק, והטוהר של המוצר המתקבל נמוך. כעת משתמשים בשיטה נוספת להשגת (מחמרים פשוטים) מימן כלורי לפי הנוסחה:
H2 + Cl2=2HCl
כדי ליישם שיטה זו, ישנם מתקנים מיוחדים שבהם שני הגזים מסופקים בזרם רציף ללהבה שבה מתרחשת האינטראקציה. מימן מסופק בעודף קל כדי שכל הכלור יגיב ולא מזהם את המוצר שנוצר. מימן כלורי מומס אז במים ליצירת חומצה הידרוכלורית.acid.
במעבדה אפשריות שיטות הכנה מגוונות יותר, למשל הידרוליזה של הלידי זרחן:
PCl5 + H2O=POCl3 + 2HCl
ניתן להשיג חומצה הידרוכלורית גם על ידי הידרוליזה של הידרטים גבישיים של כלורי מתכת מסוימים בטמפרטורות גבוהות:
AlCl3 6H2O=Al(OH)3 + 3HCl + 3H 2O
כמו כן, מימן כלורי הוא תוצר לוואי של תגובות הכלרה של תרכובות אורגניות רבות.
Application
מימן כלורי עצמו אינו בשימוש בפועל, מכיוון שהוא סופג מהר מאוד מים מהאוויר. כמעט כל המימן כלורי המיוצר משמש לייצור חומצה הידרוכלורית.
הוא משמש במטלורגיה לניקוי פני השטח ממתכות, כמו גם להשגת מתכות טהורות מהעפרות שלהן. זה קורה על ידי המרתם לכלורידים, אשר משוחזרים בקלות. לדוגמה, טיטניום וזירקוניום מתקבלים. החומצה הייתה בשימוש נרחב בסינתזה אורגנית (תגובות הידרו-הלוגנציה). כמו כן, כלור טהור מתקבל לפעמים מחומצת הידרוכלורית.
הוא משמש גם ברפואה כתרופה מעורבת עם פפסין. זה נלקח עם חומציות לא מספקת של הקיבה. חומצה הידרוכלורית משמשת בתעשיית המזון כתוסף E507 (ווסת חומציות).
Safety
בריכוזים גבוהים, חומצה הידרוכלורית היא מאכלת. מגע עם העור גורם לכוויות כימיות. שאיפת גז מימן כלורי גורמתשיעול, חנק, ובמקרים חמורים אפילו בצקת ריאות שעלולה להוביל למוות.
לפי GOST, יש לו דרגת סיכון שנייה. מימן כלורי מסווג תחת NFPA 704 כשליש מתוך ארבע קטגוריות סיכונים. חשיפה לטווח קצר עלולה לגרום להשפעות שיוריות חמורות זמניות או מתונות.
עזרה ראשונה
אם חומצה הידרוכלורית נכנסת לעור, יש לשטוף את הפצע בהרבה מים ובתמיסה חלשה של אלקלי או מלח שלו (לדוגמה, סודה).
אם אדי מימן כלורי חודרים לדרכי הנשימה, יש להוציא את הקורבן לאוויר צח ולשאוף חמצן. לאחר מכן, שטפו את הגרון, שטפו את העיניים והאף בתמיסת 2% נתרן ביקרבונט. אם חומצה הידרוכלורית נכנסת לעיניים, אז אחרי זה כדאי לטפטף עליהן תמיסה של נובוקאין ודיקאין עם אדרנלין.
