Vietnam Enghlish Japan Lao
Ứng dụng hóa chất
Thống kê truy cập
Online : 56
Lượt truy cập 3653073
Tin tức
- Bài 47 : Tổng quan về Acid Clohydric HCL

 

Axit clohydric

Axít clohiđric
Hydrochloric acid 30 percent.jpg
Hydronium-3D-balls.png
HCl molecule model-VdW surface.svg
Hydrochloric acid.png
Danh pháp IUPAC Axít clohiđric (Axit clohydric)
Tên khác Axít muriatic, cloran
Nhận dạng
Số CAS [7647-01-0]
PubChem 313
Số EINECS 231-595-7
Số RTECS MW4025000
Thuộc tính
Công thức phân tử HCl
Phân tử gam 36,46 g/mol
Bề ngoài Chất lỏng, trong suốt
Tỷ trọng 1,18 g/cm3 (đa giá trị, đây là tỷ trọng của dung dịch 36-38%)
Điểm nóng chảy
–27,32 °C (247 K)
Dung dịch 38%.

Điểm sôi
110 °C (383 K),
dung dịch 20,2%;
48 °C (321 K),
dung dịch 38%.

Độ hòa tan trong nước Tan giới hạn
Độ hòa tan Tan trong đimêtyl ête,êtanol, mêtanol
Độ axít (pKa) –8,0
Chiết suất (nD) 1,342
Độ nhớt 1,9·10-3 Pa·s ở 25 °C,
dung dịch 31,5%
Các nguy hiểm
MSDS External MSDS
Phân loại của EU Độc hại (T)
Gây ăn mòn mạnh (C)
Gây nguy hiểm cho môi trường (N)
Chỉ mục EU 017-002-01-X
NFPA 704
NFPA 704.svg

COR
Chỉ dẫn R R34, R37
Chỉ dẫn S (S1/2), S26, S45
Điểm bắt lửa Không cháy
Các hợp chất liên quan
Axít halogenhiđric liên quan Axit bromhiđric
axit flohiđric
axít iothiđric
axit sunfuhiđric
Ngoại trừ khi có ghi chú khác, các dữ liệu được lấy
cho hóa chất ở trạng thái tiêu chuẩn
(25 °C, 100 kPa)
Phủ nhận và tham chiếu chung
Axit clohydric (hay axít clohiđric, axít muriatic) là một axít vô cơ mạnh, do sự hòa tan của khí hiđrô clorua (HCl) trong nước. Ban đầu axit này được sản xuất từ axit sunfuric và muối ăn vào thời Phục Hưng, sau đó được các nhà hóa học Glauber, Priestley và Davy sử dụng trong các nghiên cứu khoa học của họ. Axit HCl được tìm thấy trong dịch vị, và cũng là một trong những yếu tố gây bệnh loét dạ dày khi hệ thống tự bảo vệ của dạ dày hoạt động không hiệu quả.

Axit clohydric đậm đặc nhất có nồng độ tối đa là 40%. Ở dạng đậm đặc axit này có thể tạo thành các sương mù axit, chúng đều có khả năng ăn mòn các mô con người, gây tổn thương cơ quan hô hấp, mắt, da và ruột. Ở dạng loãng, HCl cũng được sử dụng làm chất vệ sinh, lau chùi nhà cửa, sản xuất gelatin và các phụ gia thực phẩm,tẩy gỉ, và xử lý da. Axit clohydric dạng hỗn hợp đẳng phí (gần 20,2%) có thể được dùng như một tiêu chuẩn cơ bản trong phân tích định lượng.

Axit HCl được sản xuất với quy mô lớn vào cách mạng công nghiệp thế kỷ 18, chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất để xản xuất nhựa PVC, và các sản phẩm trung gian như MDI/TDI để tạo ra polyuretan. Có khoảng 20 triệu tấn axit clohydric được sản xuất hàng năm.

Mục lục

1 Từ nguyên
2 Lịch sử
3 Tính chất
3.1 Hóa tính
3.2 Lý tính
4 Điều chế và sản xuất
4.1 Tổng hợp từ các nguyên tố
4.2 Phản ứng với clorua kim loại
4.3 Sản phẩm clo hóa trong sản xuất chất hữu cơ
4.4 Hydrat hóa clorua kim loại nặng
5 Ứng dụng
5.1 Tẩy gỉ thép
5.2 Sản xuất các hợp chất hữu cơ
5.3 Sản xuất các hợp chất vô cơ
5.4 Kiểm soát và trung hòa pH
5.5 Tái sinh bằng cách trao đổi ion
5.6 Ứng dụng khác
6 Trong sinh vật
7 An toàn
8 Xem thêm
9 Tham khảo
10 Liên kết ngoài
Từ nguyên

Axit clohydric (Hydrochloric acid) được các nhà giả kim thuật châu Âu gọi là dung dịch muối (spirits of salt) hay acidum salis (axít muối). Cả hai tên vẫn còn đang sử dụng, đặc biệt là trong các ngôn ngữ ngoài tiếng Anh như tiếng Đức: Salzsäure và tiếng Hà Lan: Zoutzuur. Khí HCl được gọi là khí axít biển (marine acid air). Tên cũ làaxít muriatic (muriatic acid) có cùng nguồn gốc (muriatic nghĩa là "liên quan đến nước muối hay muối"), và tên gọi này thỉnh thoảng vẫn còn được sử dụng.[1]

Lịch sử

Không có nhiều tài liệu rõ ràng cho thấy axit clohydric được điều chế vào thời kỳ Trung cổ. Có vẻ như nguồn đầu tiên đề cập đến việc điều chế vào thế kỷ 15 và 16, nhưng vẫn còn là vấn đề tranh cãi.[2] Một số tác giả vẫn giữ quan điểm rằng axit này được Basil Valentine, thầy tu dòng Be-ne-dict Đức, phát hiện vào thế kỷ 15, bằng cách nung muối ăn (NaCl) và axit sunfuric (H2SO4) lục.

Vào thế kỷ 17, Johann Rudolf Glauber ở Karlstadt am Main, Đức, đã sử dụng muối ăn và axit sunfuric để điều chế natri sunfat Na2SO4 bằng phản ứng Mannheim giải phóng khí hiđro clorua. Joseph Priestley ở Leeds, Anh đã tạo ra hiđro chlorua tinh khiết năm 1772, và vào năm 1818 Humphry Davy ở Penzance, Anh đã chứng minh rằng thành phần hóa học bao gồm hiđro và clo.

Trong suốt thời kỳ cách mạng công nghiệp ở châu Âu, nhu cầu kiềm tăng, một phương pháp điều chế công nghiệp do Nicolas Leblanc (Issoundun, France) đề xuất đã cho phép sản suất natri cacbonat (NaCO3 - tro soda) với số lượng lớn và giá rẻ. Theo công nghệ Leblanc, muối ăn được chuyển thành tro soda từ axit sunfuric và than, đồng thời giải phóng hiđro clorua. Trước khi có đạo luật Alkali 1863 ở Anh và các chính sách tương tự ở các quốc gia khác, lượng HCl dư được thải vào không khí. Sau khi thông qua đạo luật, các nhà sản xuất tro soda dùng nước để hấp thụ khí này, đồng thời sản xuất axit clohiđric theo quy mô công nghiệp.

Trong thế kỷ 20, công nghệ Leblanc được thay thế hoàn toàn bởi công nghệ Solvay không tạo ra sản phẩm axit clohiđric. Vì axit clohiđric đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nên nhu cầu thương mại cần có các phương pháp khác để sản xuất nó, một số trong các phương pháp này vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay. Sau năm 2000, axit clohiđric hầu hết được sản xuất bằng cách hấp thụ khí hiđro clorua từ việc sản xuất các hợp chất hữu cơ công nghiệp.

Từ năm 1988, axit clohiđric được liệt vào bảng II chất tiền chế, Công ước Liên Hợp Quốc về Chống vận chuyển trái phép ma túy và các chất hướng thần 1998 (Table II precursor under the 1988 United Nations Convention Against Illicit Traffic in Narcotic Drugs and Psychotropic Substances) do nó được sử dụng trong việc điều chếheroin, cocain, và methamphetamine.

Tính chất

Hóa tính

An animated image of a chemical procedure.

Chuẩn độ: Dung dịch chuẩn nhỏ giọt từ buret vào dung dịch analytetrong bình flask. Việc nhỏ giọt kết thúc khi chất chỉ thị màu thay đổi.
Axít clohiđric là một axít đơn, tức nó có thể phân ly cho ra một ion H+ và ion clo, Cl−. Khi hòa tan trong nước, H+ liên kết với phân tử nước tạo thành ion hydronium, H3O+

HCl + H2O → H3O+ + Cl−
Do phân ly hoàn toàn trong nước nên axít clohiđric được xếp vào nhóm axít mạnh.Các axít monoproton có một hằng số điện ly, Ka, cho thấy mức độ phân ly của nó trong nước. Đối với các axít mạnh tương tự như HCl, thì Ka có giá trị lớn, và bên cạnh đó, cũng đã có nhiều nghiên cứu lý thuyết để xác định giá trị Ka đối với HCl.Giá trị Ka thường được tính thông qua pKa, giá trị pKa của HCl, tùy theo nguồn, dao động trong khoảng -3 đến -7, thậm chí đến -9,3.


Khi cho các muối clorua như NaCl vào dung dịch HCl thì chúng không ảnh hưởng đến giá trị pH, điều này cho thấy rằng ion Cl− là một gốc bazơ liên hợp cực kỳ yếu và HCl bị phân ly hoàn toàn trong dung dịch. Đối với các dung dịch axít clohiđric trung bình đến mạnh, người ta cho rằng số mol H+ bằng với số mol HCl, với độ tin cậy 4 chữ số thập phân.
Trong số sáu axít vô cơ mạnh phổ biến, axít clohiđric là một axít monoproton ít có khả năng tạo phản ứng giảm số oxy hóa. Nó là một trong những axít mạnh ít độc hại nhất khi tiếp xúc bằng tay; ngoài tính axít, nó còn bao gồm các ion clo không phản ứng và không độc hại. Các dung dịch axít clohiđric trung bình-mạnh thì khá ổn định khi lưu trữ.

Axít clohiđric thường được dùng phổ biến trong việc chuẩn độ dung dịch bazơ. Các axít chuẩn độ mạnh cho các kết quả chính xác hơn do có điểm cuối rõ ràng. Axít clohiđric dạng hỗn hợp đẳng phí (gần 20,2%) có thể được dùng như một tiêu chuẩn cơ bản trong phân tích định lượng, mặc dù nồng độ chính xác của nó phụ thuộc vào áp suất khí quyển khi điều chế nó.

Axít clohiđric thường được dùng trong việc chuẩn bị mẫu trong hóa phân tích. Axít clohiđric đặc có thể hòa tan một số kim loại, tạo ra các khí hydro và clo. Nó phản ứng với các hợp chất bazơ như canxi cacbonat hoặc đồng(II) ôxít, tạo thành các dung dịch hòa tan có thể dùng để phân tích

Như các loại axít khác, HCl có khả năng tác dụng với:

Kim loại: Giải phóng khí hiđrô và tạo muối clorua (trừ các kim loại đứng sau hiđro trong dải hoạt động hóa học như Cu, Hg, Ag, Pt, Au).
Fe + 2HCl → FeCl2+ H2
Ôxít bazơ: Tạo muối clorua và nước.
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
Bazơ: Tạo muối clorua và nước.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Muối: tác dụng với các muối có gốc anion hoạt động yếu hơn tạo muối mới và axít mới.
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Ngoài ra, trong một số phản ứng HCl còn thể hiện tính khử bằng cách khử một số hợp chất như KMnO4(đặc), MnO2, KClO3 giải phóng khí clo.

2KMnO4(đặc) + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8 H2O
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Lý tính

Ở điều kiện thông thường (nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, chiếu sáng), dung dịch Axit clohydric thường được quan sát thấy là một chất lỏng không màu, trong suốt hoặc vàng nhạt (do lẫn hợp chất), có thể bốc khói,hơi nhớt, nặng hơn nước, khúc xạ ánh sáng nhiều hơn nước chút đỉnh:

Nồng độ Mật độ Nồng độ
mol pH Độ nhớt Nhiệt dung
riêng Áp suất hơi Điểm sôi Điểm
nóng chảy
kg HCl/kg kg HCl/m3 Baumé kg/l mol/dm3 mPa•s kJ/(kg•K) Pa °C °C
10% 104,80 6,6 1,048 2,87 −0,5 1,16 3,47 0,527 103 −18
20% 219,60 13 1,098 6,02 −0,8 1,37 2,99 27,3 108 −59
30% 344,70 19 1,149 9,45 −1,0 1,70 2,60 1.410 90 −52
32% 370,88 20 1,159 10,17 −1,0 1,80 2,55 3.130 84 −43
34% 397,46 21 1,169 10,90 −1,0 1,90 2,50 6.733 71 −36
36% 424,44 22 1,179 11,64 −1,1 1,99 2,46 14.100 61 −30
38% 451,82 23 1,189 12,39 −1,1 2,10 2,43 28.000 48 −26
Bảng trên sử dụng nhiệt độ 20 °C và áp suất 1 atm (101,325 kPa).


Nhiệt độ nóng chảy là một hàm của nồng độ HCl trong nước.
Các tính chất vật lý của axít clohiđric như điểm sôi và điểm nóng chảy, mật độ, và pH phụ thuộc vào nồng độ mol của HCl trong dung dịch axít. Chúng thay đổi trong dung dịch với nồng độ phần trăm rất thấp từ 0% HCl đến hơn 40% HCl.

Axít clohiđric ở dạng hỗn hợp hai hợp phần gồm HCl và H2O có điểm sôi hỗn hợp đẳng phí khi nồng độ 20,2% HCl và nhiệt độ 108,6 °C (227 °F). Có bốn điểm eutecti kết tinh cố định đối với HCl, giữa các dạng tinh thể của HCl•H2O (68% HCl), HCl•2H2O (51% HCl), HCl•3H2O (41% HCl), HCl•6H2O (25% HCl), và đóng băng (0% HCl). Cũng có điểm eutectic rất ổn định ở nồng độ 24,8% giữa dạng băng và HCl•3H2O kết tinh.

Điều chế và sản xuất

Axít clohiđric được sản xuất với nồng độ lên đến 38% HCl (nồng độ phần trăm). Các mức nồng độ cao hơn khoảng 40% có thể được sản xuất về mặt hóa học nhưng sau đó tốc độ bay hơi cao đến mức việc cất giữ và sử dụng cần có những khuyến cáo đặc biệt, như trong môi trường áp suất và nhiệt độ thấp. Cấp công nghiệp sử dụng loại 30% đến 34%, nhằm tối ưu hóa trong việc vận chuyển và giảm thất thoát khí HCl ở dạng bay hơi. Các dung dịch sử dụng cho mục đích gia đình ở Hoa Kỳ, hầu hết là làm vệ sinh, thì có nồng độ nằm trong khoảng 10% đến 12%, với những khuyến cáo khi pha loãng. Ở Anh, chất này được bán ở dạng "Spirits of Salt" dùng cho làm vệ sinh trong nhà, với độ axít tương tự như cấp công nghiệp ở Mỹ.

Hầu hết axít clohiđric được sản xuất ở Mỹ, Tây Âu và Nhật Bản ở dạng sản phẩm phụ theo phương pháp clo hóa chất hữu cơ.Các nhà sản xuất chính trên thế giới gồm Dow Chemical, FMC, Georgia Gulf, Tập đoàn Tosoh, Akzo Nobel, và Tessenderlo. Trong đó, Dow Chemical sản xuất 2 triệu tấn hàng năm tính theo khí HCl; và các công ty còn lại sản xuất từ 0,5 đến 1,5 triệu tấn/mỗi năm. Tổng sản lượng trên thế giới, tính theo HCl, ước tính 20 triệu tấn/năm, với 3 triệu tấn/năm từ việc tổng hợp trực tiếp, và phần còn lại là sản phẩm phụ từ các quá trình tổng hợp hữu cơ và tương tự. Cho đến nay hầu hết axít clohiđric được tiêu thụ chủ yếu bởi các nhà sản xuất sử dụng làm nguyên liệu, phụ liệu để sản xuất các chế phẩm khác. Thị trường thế giới tiêu thụ khoảng 5 triệu tấn/năm.

Axít clohiđric được sản xuất/điều chế theo các quy trình sau:

Tổng hợp từ các nguyên tố


Ngọn lửa tổng hợp HCl trong lò
Quá trình này tổng hợp trực tiếp từ khí clo và hiđro cho ra sản phẩm có độ tinh khiết cao.[21]

H2 + Cl2 → 2 HCl
(ΔH= -184,74 KJ/mol)
Phản ứng diễn ra trong buồng đốt được cung cấp khí clo và hyđro ở nhiệt độ trên 2000°C có mặt ngọn lửa. Để đảm bảo rằng phản ứng diễn ra hoàn toàn, người ta cung cấp lượng hyđro cao hơn clo một chút (1-2%) để không còn clo trong sản phẩm.[23] Hỗn hợp của hyđro và clo có khả năng gây nổ do đó cần những thiết bị đặc biệt có khả năng chịu nhiệt cao, và một điểm không thuận lợi là các chất phản ứng có chi phí cao.

Phản ứng với clorua kim loại

Phản ứng với clorua kim loại, đặc biệt là natri clorua (NaCl), với axítsulfuric H2SO4) hoặc hydro sulfat Quá trình này được sử dụng chủ yếu trong thế kỷ 18 hay còn gọi là quy trình Leblanc dùng trong sản xuất natri cacbonat. Phản ứng diễn ra gồm 2 giai đoạn: giai đoạn 1 ở nhiệt độ khoảng 150-250°C, và giai đoạn 2 ở nhiệt độ khoảng 500 đến 600°C

NaCl + H2SO4 đặc → NaHSO4 + HCl↑
NaCl + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl↑
Phản ứng tổng có thể được viết như sau:

2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑

CÔNG TY TNHH XUẤT NHẬP KHẨU HÓA CHẤT TRẦN TIẾN 

Điện Thoại : 0983 838 250 - Email : trantienchemicals@gmail.com 

Email Giám Đốc Kinh Doanh vui lòng alo Ms Thủy

MST : 0312284043 - Ngày Cấp 19/05/2013 - Nơi Cấp : Sở Kế Hoạch Đầu Tư

Người đại diện : Trần Như Thủy

 

Ms Thủy 0983 838 250 , 016 525 900 98 Copyright@2013   DMCA.com Protection Status                                                                                                         

Contact
Close
Liên hệ
Họ và tên: *
 
Điện thoại: *
 
Mail: *
 
Chủ đề: *
 
Nội dung: *