Как сделать модель хлороводорода

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 04.10.2024

I. Строение молекулы

Молекулярная формула: НCl

σ (s-p) – связь сигма, ковалентная полярная

II. Физические свойства

Бесцветный, термически устойчивый газ (при нормальных условиях) с резким запахом, дымящий во влажном воздухе, легко растворяется в воде (до 500 объёмов газа на один объём воды) с образованием хлороводородной (соляной) кислоты. При −85,1 °C конденсируется в бесцветную, подвижную жидкость. При −114,22 °C HCl переходит в твёрдое состояние. В твёрдом состоянии хлороводород существует в виде двух кристаллических модификаций: ромбической, устойчивой ниже −174,75 °C, и кубической.

Хлористый водород - что это такое? Хлороводород - это бесцветный газ, обладающий резким запахом. Он легко растворяется в воде, образуя соляную кислоту. Химическая формула хлористого водорода - HCl. Он состоит из атома водорода и хлора, соединенных ковалентной полярной связью. Хлороводород легко диссоциирует в полярных растворителях, что обеспечивает хорошие кислотные свойства данного соединения. Длина связи составляет 127,4 нм.

Физические свойства

Раствор HCl в воде называют соляной кислотой. Она представляет собой бесцветную едкую жидкость. Иногда имеет желтоватый оттенок из-за примесей хлора или железа. Из-за гигроскопичности максимальная концентрация при 20 °С - 37-38 % по массе. От нее же зависят и другие физические свойства: плотность, вязкость, температуры плавления и кипения.

Химические свойства

Сам хлороводород обычно в реакции не вступает. Лишь только при высокой температуре (более 650 °С) он реагирует с сульфидами, карбидами, нитридами и боридами, а также оксидами переходных металлов. В присутствии кислот Льюиса может взаимодействовать с гидридами бора, кремния и германия. А вот ее водный раствор гораздо более химически активен. По своей формуле хлористый водород - это кислота, поэтому он обладает некоторыми свойствами кислот:

Взаимодействие с металлами (которые стоят в электрохимическом ряду напряжений до водорода):

Взаимодействие с амфотерными и основными оксидами:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Взаимодействие с некоторыми солями:

При взаимодействии с аммиаком образуется соль хлорида аммония:

Но соляная кислота не взаимодействует со свинцом из-за пассивации. Это обусловлено образованием на поверхности металла слоя хлорида свинца, который нерастворим в воде. Таким образом, этот слой защищает металл от дальнейшего взаимодействия с соляной кислотой.

В органических реакциях она может присоединятся по кратным связям (реакция гидрогалогенирования). Также она может реагировать с белками или аминами, образуя органические соли - хлоргидраты. Искусственные волокна, типа бумаги, при взаимодействии с соляной кислотой разрушаются. В окислительно-восстановительных реакциях с сильными окислителями хлороводород восстанавливается до хлора.

Получение

Ранее в промышленности соляную кислоту получали путем взаимодействия хлорида натрия с кислотами, обычно с серной:

Но этот способ недостаточно эффективен, а чистота получаемого продукта невысока. Сейчас используется другой способ получения (из простых веществ) хлористого водорода по формуле:

Для реализации такого способа существуют специальные установки, где оба газа подаются непрерывным потоком на пламя, в котором происходит взаимодействие. Водород подается в небольшом избытке для того, чтобы прореагировал весь хлор и не загрязнял получаемый продукт. Далее хлороводород растворяют в воде и получают соляную кислоту.

В лаборатории возможны более разнообразные способы получения, например гидролиз галогенидов фосфора:

Получить соляную кислоту можно и путем гидролиза кристаллогидратов некоторых хлоридов металлов при повышенной температуре:

Также хлороводород является побочным продуктом реакций хлорирования многих органических соединений.

Применение

Сам хлороводород на практике применения не находит, так как очень быстро впитывает воду из воздуха. Почти весь произведенный хлористый водород идет на производство соляной кислоты.

Применяется в металлургии для очистки поверхности металлов, а также для получения чистых металлов из их руд. Это происходит путем перевода их в хлориды, которые легко восстанавливаются. Так, например, получают титан и цирконий. Широкое применение кислота получила в органическом синтезе (реакции гидрогалогенирования). Также из соляной кислоты иногда получают чистый хлор.

Находит применение и в медицине как лекарство в смеси с пепсином. Его принимают при недостаточной кислотности желудка. Соляная кислота используется в пищевой промышленности в качестве добавки Е507 (регулятор кислотности).

Техника безопасности

При высоких концентрациях соляная кислота - это едкое вещество. Попадая на кожу, она вызывает химические ожоги. Вдыхание газообразного хлороводорода вызывает кашель, удушье, а в тяжелых случаях даже отек легких, который может привести к смерти.

По ГОСТу имеет второй класс опасности. Хлористый водород по стандарту NFPA 704 имеет третью категорию опасности из четырех. Кратковременное воздействие может привести к серьезным временным или умеренным остаточным последствиям.

Первая помощь

При попадании соляной кислоты на кожу рана должна быть обильно промыта водой и слабым раствором щелочи или ее соли (например, содой).

При попадании паров хлороводорода внутрь дыхательных путей пострадавшего необходимо вынести на свежий воздух и сделать ингаляцию кислородом. После этого следует прополоскать горло, промыть глаза и нос 2 % раствором гидрокарбоната натрия. Если соляная кислота попала в глаза, то после этого стоит закапать их раствором новокаина и дикаина с адреналином.

Хлороводород — что это такое, формула

Хлороводород — это бесцветный газ с резким неприятным запахом.

Формула: HCl

Строение его молекулы определяет название соединения. Атомы хлора и водорода соединены ковалентной полярной связью.

Физические и химические свойства

Тяжелее воздуха.
Соединение хорошо растворяется в воде. Раствор хлороводорода в воде называют соляной кислотой.
Хлороводород может менять агрегатное состояние под воздействием температуры. При -85,1°C образуется бесцветная жидкость, а при -114,22°C он переходит в твердое (кристаллическое) состояние.
Имеет способность поглощать пары воды из воздуха, поэтому при высокой влажности дымится.
Молярная масса 36,4606 г/моль.
Плотность равна 1,477 г/л, в газообразном состоянии при 25 °C.
Температура плавления −114,22 °C.
Температура кипения −85,1 °C.
Температура разложения 1500 °C.

Раствор хлороводорода в воде называют соляной кислотой. Процесс растворения можно описать с помощью следующего уравнения реакции:

H C l + H 2 O → H 3 O + + C l -

При растворении хлороводорода выделяется большое количество теплоты.

Соляную кислоту относят к сильным одноосновным кислотам. Соединение активно вступает в химические реакции со следующими веществами:

металлы, расположенные в ряду напряжений с левой стороны от водорода;
основные и амфотерные оксиды;
основания;
соли.

В результате такого взаимодействия формируются соли соляной кислоты — хлориды:

M g + 2 H C l → M g C l 2 + H 2 ↑

F e O + 2 H C l → F e C l 2 + H 2 O

Хлориды можно часто встретить в природном мире. Вещества широко применяются в современной промышленности. В качестве примеров можно привести галит N a C l и сильвин K C l . В распространенных случаях хлориды обладают высокой степенью растворимости в воде и способны полностью диссоциировать на ионы в водных растворах (являются сильными электролитами). Слабой растворимостью отличаются следующие соединения:

хлорид свинца ( I I ) P b C l 2 ;
хлорид серебра A g C l ;
хлорид ртути ( I ) H g 2 C l 2 ;
хлорид меди ( I ) C u C l .

В присутствии сильных окислителей или в процессе электролиза хлороводород способен проявлять свойства восстановителя, при этом окисляясь с выделением газообразного хлора:

M n O 2 + 4 H C l → M n C l 2 + C l 2 ↑ + 2 H 2 O

В условиях повышенной температуры происходит окисление хлороводорода кислородом в присутствии катализатора, роль которого играет хлорид меди ( I I ) C u C l 2 :

4 H C l + O 2 → 2 H 2 O + 2 C l 2 ↑

Концентрированная соляная кислота взаимодействует с медью, что сопровождается образованием комплекса одновалентной меди:

2 C u + 4 H C l → 2 H [ C u C l 2 ] + H 2 ↑

4 H + + 3 C l - + N O 3 - → N O C l + C l 2 + 2 H 2 O

За счет большого содержания хлорид-ионов в растворе происходит связывание металла. В результате образуется хлоридный комплекс, что является причиной его растворения:

3 P t + 4 H N O 3 + 18 H C l → 3 H 2 [ P t C l 6 ] + 4 N O + 8 H 2 O

В процессе присоединения хлороводорода к серному ангидриду происходит образование хлорсульфоновой кислоты H S O 3 C l :

S O 3 + H C l → H S O 3 C l

Хлороводород вступает в реакции присоединения по кратным связям в органических соединениях (электрофильное присоединение):

R - C H = C H 2 + H C l → R - C H C l - C H 3

R - C ≡ C H + 2 H C l → R - C C l 2 - C H 3

Взаимодействие с основаниями

Соляная кислота взаимодействует практически со всеми основаниями. При этом протекают реакции ионного обмена, в результате которых получают соль и воду:

с гидроксидом натрия: H C l + N a O H → N a C l + H 2 O ;
с гидроксидом меди: 2 H C l + C u ( O H ) 2 → C u C l 2 + 2 H 2 O ;

При смешении соляной кислоты с аммиаком протекает реакция присоединения. В результате взаимодействия образуется соль в виде хлорида аммония. Уравнение реакции будет выглядеть так:

H C l + N H 3 → N H 4 C l

Соляная кислота также вступает в реакцию с амфотерными гидроксидами, которые в данном случае проявляют основные свойства. Взаимодействие с гидроксидом цинка:

2 H C l + Z n ( O H ) 2 → Z n C l 2 + 2 H 2 O

Способы получения, область применения

Лабораторный способ получения хлористого водорода заключается в реакции концентрированной серной кислоты с твердым хлоридом натрия (поваренной солью) в условиях повышенной температуры:

N a C l + H 2 S O 4 → N a H S O 4 + H C l ↑

Хлороводород синтезируют с помощью гидролиза ковалентных галогенидов, к примеру, хлорида фосфора(V), тионилхлорида S O C l 2 , и гидролиза хлорангидридов карбоновых кислот:

P C l 5 + H 2 O → P O C l 3 + 2 H C l

R C O C l + H 2 O → R C O O H + H C l

Устаревший промышленный способ получения хлористого водорода заключался в методике Леблана. В процессе реакции твердый хлорид натрия взаимодействует с концентрированной серной кислотой.

В современной промышленности хлороводород производят с помощью прямого синтеза из простых веществ:

H 2 + C l 2 ⇄ 2 H C l + 184 , 7 к Д ж

В промышленных масштабах хлористый водород производят на специальных установках путем сжигания водорода в хлоре. Причем водород попадает в пламя в небольшом избытке. Тогда весь объем подаваемого хлора реагирует, и на выходе получается продукт более высокого качества.

Газообразный хлороводород практически не используется из-за его физических и химических характеристик. Широкое применение находит соляная кислота:

Металлургия. Вещество используют, как средство для очистки руд. Может также применяться для удаления ржавчины и производства паяльной кислоты, необходимой в области точного машиностроения.
Производство бытовой химии.
Медицина. Кислота применяется в смеси с пепсином в качестве лекарства от пониженной кислотности желудка.
Пищевая промышленность. Регулятор кислотности (пищевая добавка Е 507 ) .

Техника безопасности

При попадании хлороводорода в дыхательные пути может наступить сильное удушье. А его водный раствор высокой концентрации вызывает химические ожоги. Поэтому работать с хлористым водородом и соляной кислотой следует только в маске (респираторе), защитных перчатках и очках.

При вдыхании газа необходимо немедленно вывести пострадавшего на воздух и при необходимости сделать искусственное дыхание. В случае проглатывания соляной кислоты требуется промывание желудка.

Если кислота попала на кожу, пораженный участок следует промыть водой и обработать слабым раствором соды, который нейтрализуют кислоту. В случае попадания на слизистые оболочки после промывания нужно закапать глаза, нос или горло раствором новокаина и дикаина с адреналином.

Бесцветный газ с резким запахом, водный раствор которого - соляная кислота.

hydrogen chloride, hydrogen halide, hydrochloric acid, molecule, polar, covalent bond, sigma bond, gastric acid, stomach acid, scale removal, inorganic chemistry, general chemistry, chemistry

Связанные экстра

Информация Растворение HCl в воде

Растворение HCl в воде

Водный раствор хлороводорода – это соляная кислота.

Информация Реакция между цинком и соляной кислотой

Реакция между цинком и соляной кислотой

Цинк растворяется в соляной кислоте с образованием газообразного водорода.

Информация Взаимодействие аммиака с хлороводородом

Взаимодействие аммиака с хлороводородом

При взаимодействии аммиака с хлороводородом образуется ионное соединение хлорид аммония.

Информация Бромоводород (HBr)

Бромоводород (HBr)

Является одним из галогенидов водорода, используется для получения неорганических.

Информация Фтороводород (HF)

Фтороводород (HF)

Один из галогеноводородов. Настолько агрессивное вещество, что разъедает даже стекло.

Информация Хлор (Cl₂)

Хлор (Cl₂)

Один из представителей группы галогенов. Зеленовато-жёлтый ядовитый газ с удушающим запахом.

Информация Йодоводород (HI)

Йодоводород (HI)

Бесцветный газ тяжелее воздуха, обладающий резким запахом.

Информация Питьевое водоснабжение

Питьевое водоснабжение

Система питьевого водоснабжения обеспечивает потребителям поступление воды.

Информация Реакция заместительного хлорирования метана

Реакция заместительного хлорирования метана

В процессе данной реакции замещения атомы водорода в метане замещаются на атомы хлора, в.

Информация Сравнение галогеноводородов

Сравнение галогеноводородов

В соединениях, которые образуют галогены с водородом, атомы связаны ковалентной связью и.

Информация Водород (H₂)

Водород (H₂)

Газ без цвета и запаха, легче воздуха. Водород - самый распространённый элемент во Вселенной.

Информация Хлорид бериллия (II) (BeCl₂)

Хлорид бериллия (II) (BeCl₂)

Используется для получения бериллия и в качестве катализатора.

Информация Гипохлорит-ион (OCl⁻)

Гипохлорит-ион (OCl⁻)

Является одним из веществ, которые образуются при обеззараживании воды при помощи хлора.

Коммуникативный педагогический тренинг: способы взаимодействия с разными категориями учащихся

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Урок № 9кл дата: _____

Тема урока. Хлороводород: получение и свойства.

Тип урока: комбинированный урок.

Цель урока: рассмотреть способы получения, свойства хлороводорода; научить соотносить области применения хлороводорода с его свойствами.

Образовательные: познакомить учащихся с химической формулой и строением молекулы хлороводорода, физическими и химическими свойствами, получением и применением хлороводорода.

Воспитательные: показать единство материального мира.

Развивающие: приобретение навыков самостоятельной работы.

Методы и приемы: фронтальная беседа, индивидуальная, самостоятельная работа.

Организационный момент.

Проверка домашнего задания.

- Расскажите о физических свойствах хлора (хлор – газ, желто-зеленого цвета, имеет резкий, удушливый запах. Яд для всех живых организмов. Тяжелее воздуха в 2,5 раза. Кипит при температуре от +15 ºС).

- Как меняется химическая активность галогенов от фтора к йоду? (фтор химически наиболее активен, а йод наименее активен).

- Как меняется вытеснительная активность галогенов в растворах их солей? (более активные галогены вытесняют менее активные галогены из их соединений).

- С какими простыми веществами реагирует хлор? (с металлами и водородом).

- Опишите взаимодействие хлора с водой, раскрыв сущность реакции ( Cl ₂ + H ₂ O = HCl + HClO . Реакция обмена, в результате образуются две кислоты: соляная и хлорноватистая; ОВР).

- Расскажите о возможных случаях реакции соединения хлора с водородом, механизме и сущности реакции (с водородом хлор реагирует на свету, а также при нагревании; взрывается при облучении, с образованием хлороводорода).

- Как растворяется хлороводород в воде и чем является его раствор? (в воде растворяется очень хорошо, образуется соляная кислота).

Письменное домашнее задание. (Выполняется на доске учащимися, пока учащиеся выполняют задания у доски, учитель проводит фронтальную беседу с классом).

Проанализируйте текст, определите вещества и запишите уравнения описанных реакций:

Изучение нового материала.

Химическая формула хлороводорода – HCl . Химическая связь – ковалентная полярная.

В промышленности хлороводород получают взаимодействие хлора с водородом.

В лаборатории получают нагреванием хлорида натрия с концентрированной серной кислотой. В таких условиях, при отсутствии воды, выделяется газообразный хлороводород, его затем растворяют в воде и получают соляную кислоту.

2NaCl + H ₂ SO ₄ = Na ₂ SO ₄ + 2HCl↑ ( см . рис . 13 §14).

Хлороводород – бесцветный газ, немного тяжелее воздуха, с резким запахом, во влажном воздухе дымит. Наиболее характерным свойством хлороводорода является его большая растворимость в воде (при 0 ºС в одном объеме воды растворяется около 500 объемов газа).

Можно ли получить хлороводород, используя раствор поваренной соли? (нет, т.к. все находящиеся в растворе вещества являются сильными электролитами).

Химические свойства: хлороводород не реагирует ни с металлами, ни с основными оксидами (в отличие от соляной кислоты). Запомните, что соляная кислота и хлороводород – не одно и то же вещество, хотя и описываются условно одинаковой формулой. Эти вещества имеют разные физические и химические свойства.

Закрепление изученного материала.

Решение проблемных вопросов.

Установлено, что воды рек вблизи вулканов содержат соляную кислоту. Сделайте предположение о происхождении этого явления (хлороводород является одной из составляющих ядовитых вулканических газов).

Известно, что хлороводород и соляная кислота – это ядовитые вещества, оказывающие отравляющее действие на организм человека. В то же время при некоторых желудочных заболеваниях врачи прописывают соляную кислоту как лекарственное средство.

Вопросы – подсказки: что такое желудочный сок? Вспомните состав желудочного сока? Какова роль соляной кислоты в пищеварении? При каких нарушениях процесса пищеварения выписывают сильно разбавленный раствор соляной кислоты?

Домашнее задание . Выучить материал § 14, выполнить № 1-2 с. 55.

Проанализируйте текст, определите вещества и запишите уравнения описанных реакций:

Решение проблемных вопросов.

Установлено, что воды рек вблизи вулканов содержат соляную кислоту. Сделайте предположение о происхождении этого явления.

Решение проблемных вопросов.

Урок № 9кл дата: _____

Тема урока. Соляная кислота и ее соли.

Тип урока: комбинированный урок.

Цель урока: обобщить знания о свойствах соляной кислоты, познакомить с качественными реакциями на галогенид – ионы.

Образовательные: рассмотреть эмпирическую формулу соляной кислоты и хлоридов, изучить значение качественных реакций, проводить химический эксперимент по распознаванию важнейших неорганических веществ, распознавать хлориды, составлять уравнения характерных для соляной кислоты реакций.

Воспитательные: показать единство материального мира.

Развивающие: приобретение навыков самостоятельной работы.

Методы и приемы: фронтальная беседа, индивидуальная, самостоятельная работа.

Организационный момент.

Подготовка к восприятию нового материала.

Инструктаж по технике безопасности при работе с кислотами.

Вопросы по изученной теме.

-Докажите, что в состав соляной кислоты входит водород (проведение реакции соляной кислоты с цинком; наблюдение газа).

- Докажите, что в состав соляной кислоты входит хлор (проведение качественной реакции на соляную кислоту и ее соли – реакция с нитратом серебра AgNO ₃ ; наблюдение выпадения белого осадка хлорида серебра).

AgNO ₃ + HCl = AgCl ↓ + HNO ₃

- Как осуществить превращение, отраженное схемой:

CuO + 2HCl = CuCl ₂ + H ₂ O

Изучение нового материала.

Проведение исследовательского задания.

- Опишите физические свойства соляной кислоты с помощью своих наблюдений и данных учебника, с. 56 (бесцветная жидкость с резким запахом).

- Прочитайте статью учебника с.56 о способах получения соляной кислоты в лаборатории и промышленности.

2. Исследование химических свойств соляной кислоты.

Составление схемы, отражающей химические свойства соляной кислоты, общие с другими кислотами, специфические свойства.

Читайте также: