Молярна маса хлороводню. Соляна кислота

Одні й ті ж предмети навчального обладнання (хімічний посуд, лабораторне приладдя та ін.) використовують для демонстрації дослідів у різних темахшкільного курсу Це стосується не тільки таких предметів обладнання, як пробірки або колби, але й окремих приладів і цілих установок. У однакових або лише в кількох видозмінених приладах та установках можна отримати і хлороводень, і ; провести каталітичне окиснення оксиду сірки (IV) (VI) і аміаку до оксиду азоту (IV). В універсальному пальнику можна продемонструвати горіння водню, аміаку, метану, оксиду вуглецю (II) у кисні, синтез хлороводню.

Щоб уникнути повторення опису приладів та установок доцільно хімічний експериментхарактеризувати не за темами програми хімії, як це зазвичай робиться, а за технікою виконання та обладнанням, що дозволить вчителю творчо використовувати дані в посібнику рекомендації.

Нижче наведено приклади опису деяких демонстраційних експериментів з використанням приладів, а також їх поєднань один з одним у більш складні установки.

Одержання хлороводню та отримання соляної кислоти

Збирають установку (рис.) та перевіряють її на герметичність. Пускають помірний струм водню і після витіснення з вирви 2 повітря (проба на чистоту) підпалюють газ біля отвору універсального пальника 1, поміщеного під скляною лійкою 2. Потім пускають слабкий струм хлору так, щоб перебував у надлишку.

Майже безбарвне полум'я водню в повітрі Після пуску хлору набуває блідо-зеленого кольору. При цьому утворюється білий туман, який виноситься в нижню частину колонки, де він поступово поглинається водою, що стікає зверху, тобто газ і надходять із протилежних напрямків. Регулюють полум'я надходженням водню та хлору через промивні склянки з концентрованою сірчаною кислотою (за кількістю бульбашок газу). Включають водоструминний насос і доливають з краплинної вирви. 3 воду в поглинальну колонку 4, звідки рідина витікає в приймач 5. З склянки переливають рідину знову в краплинну вирву, і таку циркуляцію проводять 2-3 рази. Вимикають спочатку струм хлору, а потім водню. Вимикають водоструминний насос.

Вимірюють обсяг соляної кислоти, що утворилася. Синтез хлороводню здійснюється із значним виділенням теплоти. У водному розчині хлороводню встановлюється рівновага:

НСl ⇄ Н + + Сl -

Пробу випробовують розчином нітрату срібла, лакмусом та іншими індикаторами, металевим магнієм. Виявляють У розчині іони водню та хлорид-іони:

Ag + + Cl - = AgCl↓

Mg +2Н + = Mg 2+ + H 2 .

Частину соляної кислоти нейтралізують розчином лугу:

Н + + ВІН - = Н 2 O

Рівняння реакції нейтралізації:

НСl + NaOH = NaCl + Н 2 O

Знаючи масу гідроксиду натрію в 1 мл взятого для реакції розчину лугу та об'єм цього розчину, витраченийна нейтралізацію об'єму соляної кислоти, що утворився, розраховують молярну концентрацію розчину соляноїкислоти за формулою:

Запобіжні заходи. При виконанні даного досвіду необхідно ретельно дотримуватися запобіжних заходів: досвід необхідно виконувати у витяжній шафі. Установку ретельно перевірити на герметичність, а той, що вийшов - на чистоту.

ВИЗНАЧЕННЯ

Хлороводень(хлороводнева кислота, соляна кислота) - складна речовина неорганічної природи, яка може існувати як у рідкому, так і газоподібному стані.

У другому випадку воно є безбарвним газом, добре розчинним у воді, а в першому - розчин сильної кислоти (35-36%). Будова молекули хлороводню, і навіть її структурна формула наведено на рис. 1. Щільність – 1,6391 г/л (н.у.). Температура плавлення дорівнює - (-114,0 o С), кипіння - (-85,05 o С).

Мал. 1. Структурна формула та просторова будова молекули хлороводню.

Брутто-формула хлороводню - HCl. Як відомо, молекулярна маса молекули дорівнює сумі відносних атомних мас атомів, що входять до складу молекули (значення відносних атомних мас, взятих з Періодичної таблиці Д.І. Менделєєва, округлим до цілих чисел).

Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);

Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.

Молярна маса (М) – це маса 1 моль речовини. Легко показати, що чисельні значення молярної маси М та відносної молекулярної маси M r рівні, однак перша величина має розмірність [M] = г/моль, а друга безрозмірна:

M = N A × m (1 молекули) = N A × M r × 1 а. = (N A ×1 а.е.м.) × M r = × M r .

Це означає, що молярна маса хлороводню дорівнює 36,5 г/моль.

Молярну масу речовини в газоподібному стані можна визначити, використовуючи поняття про його молярний об'єм. Для цього знаходять об'єм, займаний за нормальних умов певною масою даної речовини, а потім обчислюють масу 22,4 л цієї речовини за тих же умов.

Для досягнення цієї мети (обчислення молярної маси) можливе використання рівняння стану ідеального газу (рівняння Менделєєва-Клапейрона):

де p - тиск газу (Па), V - об'єм газу (м 3), m - маса речовини (г), M - молярна маса речовини (г/моль), Т - абсолютна температура (К), R - універсальна постійна газова рівна 8,314 Дж/(моль×К).

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

ПРИКЛАД 2

Урок № 9кл дата: _____

Тема уроку. Хлороводень: отримання та властивості.

Тип уроку: комбінований урок.

Мета уроку: розглянути способи одержання, властивості хлороводню; навчити співвідносити галузі застосування хлороводню з його властивостями.

Завдання уроку:

Освітні: познайомити учнів з хімічною формулою та будовою молекули хлороводню, фізичними та хімічними властивостями, отриманням та застосуванням хлороводню.

Методи та прийоми:

Обладнання: підручник "Хімія 9 клас" Рудзітіс Г.Є., Фельдман Ф.Г.; періодична системахімічних елементів Д.І. Менделєєва; картки з індивідуальними завданнями, роздатковий матеріал.

ХІД УРОКУ

Організаційний момент.

Перевірка домашнього завдання.

Фронтальна розмова.

- Розкажіть про фізичні властивості хлору (хлор – газ, жовто-зеленого кольору, має різкий, задушливий запах. Отрута всім живих організмів. Тяжче повітря в 2,5 рази. Кипить при температурі +15 ºС).

Як змінюється хімічна активність галогенів від фтору до йоду? (Фтор хімічно найактивніший, а йод найменш активний).

Як змінюється витісняльна активність галогенів у розчинах їх солей? (Активніші галогени витісняють менш активні галогени з їх сполук).

З якими простими речовинами реагує хлор? (З металами та воднем).

Опишіть взаємодію хлору з водою, розкривши сутність реакції (Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO. Реакція обміну, в результаті утворюються дві кислоти: соляна та хлорновата; ОВР).

- Розкажіть про можливі випадки реакції з'єднання хлору з воднем, механізм і сутність реакції (з воднем хлор реагує на світла, а також при нагріванні; вибухає при опроміненні, з утворенням хлороводню).

Як розчиняється хлороводень у воді і чим є його розчин? (У воді розчиняється дуже добре, утворюється соляна кислота).

Письмове домашнє завдання. (Виконується на дошці учнями, доки учні виконують завдання біля дошки, вчитель проводить фронтальну розмову з класом).

Індивідуальне завдання.

MnO 2 ) з мурієвою кислотою».

Цей газ – хлор. При взаємодії хлору з воднем утворюється хлороводень, водний розчин «мурієва кислота» - соляна кислота. При нагріванні мінералу піролюзиту з соляною кислотою утворюється хлор за реакцією:

4HCl + MnO 2 = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

Вивчення нового матеріалу.

Хімічна формула хлороводню –HCl. Хімічний зв'язок – ковалентний полярний.

У промисловості хлороводень отримують взаємодію хлору з воднем.

Cl 2 + H 2 = 2 HCl

У лабораторії одержують нагріванням хлориду натрію з концентрованою сірчаною кислотою. У таких умовах, за відсутності води, виділяється газоподібний хлороводень, його розчиняють у воді і отримують соляну кислоту.

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

Хлороводень – безбарвний газ, трохи важчий за повітря, з різким запахом, у вологому повітрі димить. Найбільш характерною властивістюхлороводню є його велика розчинність у воді (при 0 ºС в одному об'ємі води розчиняється близько 500 об'ємів газу).

Чи можна отримати хлороводень, використовуючи розчин кухонної солі? (ні, тому що всі речовини, що знаходяться в розчині, є сильними електролітами).

Хімічні властивості: хлороводень не реагує ні з металами, ні з основними оксидами (на відміну від соляної кислоти). Запам'ятайте, що соляна кислота і хлороводень – не одна і та ж речовина, хоча й описуються умовно однаковою формулою. Ці речовини мають різні фізичні та хімічні властивості.

Вирішення проблемних питань.

Встановлено, що води рік поблизу вулканів містять соляну кислоту. Зробіть припущення про походження цього явища (хлороводень є однією із складових отруйних вулканічних газів).

Запитання - підказки: що таке шлунковий сік? Згадайте склад шлункового соку? Яка роль соляної кислоти у травленні? За яких порушень процесу травлення виписують сильно розведений розчин соляної кислоти?

Домашнє завдання . Вивчити матеріал § 14, виконати №1-2 с. 55.

Індивідуальне завдання.

Проаналізуйте текст, визначте речовини та запишіть рівняння описаних реакцій:

«Під час Першої світової війни (1915 р.) біля міста Іпр на заході Фландрії вперше було використано отруйний газ. Ця газова атака забрала життя 5 тис. солдатів і близько 15 тис. зробила інвалідами. Взаємодія цього газу з воднем може відбуватися з вибухом, водний розчин продукту цієї реакції раніше називали «мурієвою кислотою». Одним із першовідкривачів отруйного газу став шведський хімік та аптекар Карл Шееле, який отримав його нагріванням мінералу піролюзиту. MnO 2 ) з мурієвою кислотою».

Вирішення проблемних питань.

Відомо, що хлороводень і соляна кислота – це отруйні речовини, які надають отруйну дію на організм людини. У той же час, при деяких шлункових захворюваннях лікарі прописують соляну кислоту як лікарський засіб.

Проблемне питання: «Чим пояснюються дії лікаря, який виписує хворому як ліки отруйна речовина?».

Вирішення проблемних питань.

Встановлено, що води рік поблизу вулканів містять соляну кислоту. Зробіть припущення про походження цього явища.

Відомо, що хлороводень і соляна кислота – це отруйні речовини, які надають отруйну дію на організм людини. У той же час, при деяких шлункових захворюваннях лікарі прописують соляну кислоту як лікарський засіб.

Проблемне питання: «Чим пояснюються дії лікаря, який виписує хворому як ліки отруйна речовина?».

Вирішення проблемних питань.

Встановлено, що води рік поблизу вулканів містять соляну кислоту. Зробіть припущення про походження цього явища.

Відомо, що хлороводень і соляна кислота – це отруйні речовини, які надають отруйну дію на організм людини. У той же час, при деяких шлункових захворюваннях лікарі прописують соляну кислоту як лікарський засіб.

Проблемне питання: «Чим пояснюються дії лікаря, який виписує хворому як ліки отруйна речовина?».

Вирішення проблемних питань.

Встановлено, що води рік поблизу вулканів містять соляну кислоту. Зробіть припущення про походження цього явища.

Відомо, що хлороводень і соляна кислота – це отруйні речовини, які надають отруйну дію на організм людини. У той же час, при деяких шлункових захворюваннях лікарі прописують соляну кислоту як лікарський засіб.

Проблемне питання: «Чим пояснюються дії лікаря, який виписує хворому як ліки отруйна речовина?».

Урок № 9кл дата: _____

Тема уроку. Соляна кислота та її солі.

Тип уроку: комбінований урок.

Мета уроку: узагальнити знання властивості соляної кислоти, познайомити з якісними реакціями на галогенид – іони.

Завдання уроку:

Освітні: розглянути емпіричну формулу соляної кислоти та хлоридів, вивчити значення якісних реакцій, проводити хімічний експеримент із розпізнавання найважливіших неорганічних речовин, розпізнавати хлориди, складати рівняння характерних для соляної кислоти реакцій.

Виховні: показати єдність матеріального світу.

Розвиваючі: набуття навичок самостійної роботи.

Методи та прийоми: фронтальна бесіда, індивідуальна, самостійна робота.

Обладнання: підручник "Хімія 9 клас" Рудзітіс Г.Є., Фельдман Ф.Г.; періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва; картки з індивідуальними завданнями, роздатковий матеріал, набір реактивів: розчин соляної кислоти, цинк, нітрат срібла.

ХІД УРОКУ

Організаційний момент.

Підготовка до сприйняття нового матеріалу.

Інструктаж з техніки безпеки під час роботи з кислотами.

Запитання з вивченої теми.

Доведіть, що до складу соляної кислоти входить водень (проведення реакції соляної кислоти з цинком; спостереження газу).

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2

Доведіть, що до складу соляної кислоти входить хлор (проведення якісної реакції на соляну кислоту та її солі – реакція з нітратом сріблаAgNO 3 ; спостереження випадання білого осаду хлориду срібла).

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

Як здійснити перетворення, відображене схемою:

CuO → CuCl 2 → AgCl

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O

CuCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl↓ + Cu(NO 3 ) 2

Вивчення нового матеріалу.

Проведення дослідницького завдання.

Опишіть фізичні властивостісоляної кислоти за допомогою своїх спостережень та даних підручника, с. 56 (безбарвна рідина із різким запахом).

Прочитайте статтю підручника с.56 про засоби отримання соляної кислоти в лабораторії та промисловості.

2. Дослідження хімічних властивостей соляної кислоти.

Упорядкування схеми, що відбиває хімічні властивості соляної кислоти, загальні коїться з іншими кислотами, специфічні властивості.

Виконання завдання №2 с.58.

Солі соляної кислоти.

NaCl– кухонна сіль – є незмінним супутником людини протягом усього життя, про що красномовно свідчить історія людства.

У чому сенс відомої приказки«Несоліно хлібавши»?

Які, на вашу думку, причини виникнення стародавніх міст Росії – Солікамська, Солігорська, Сольвичегорська та ін?

Постановка проблемного питання: «Чим пояснюється таке ставлення людей до звичайної і всієї нам відомої речовини? Чому кухонна сіль завжди і скрізь вважається продуктом першої необхідності? (Поварена сіль як харчова добавка є найважливішим джереломутворення соляної кислоти в організмі, що є необхідним компонентом шлункового соку. Надходження хлориду натрію в організм підтримує сталість хімічного складукрові).

Закріплення дослідженого матеріалу.

Виконання самостійної роботи.

Складіть рівняння здійснених реакцій:

1 варіант

NaOH + HCl →

NaCl + AgNO 3 →

NaCl + KNO 3 →

Na 2 CO 3 + HCl →

2 варіант

Ca( OH) 2 + HCl →

KCl + AgNO 3 →

HCl + AgNO 3 →

K 2 CO 3 + HCl →

3 варіант

Ba( OH) 2 + HCl →

BaCl 2 + AgNO 3 →

KCl + AgNO 3 →

BaCO 3 + HCl →

Домашнє завдання . Вивчити матеріал § 15, виконати №3, 5 с. 58. Індивідуальне завдання № 4 с. 58.

1 варіант

NaOH + HCl →

NaCl + AgNO 3 →

NaCl + KNO 3 →

Na 2 CO 3 + HCl →

2 варіант

Ca( OH) 2 + HCl →

KCl + AgNO 3 →

HCl + AgNO 3 →

K 2 CO 3 + HCl →

3 варіант

Ba(OH) 2 + HCl →

BaCl 2 + AgNO 3 →

KCl + AgNO 3 →

BaCO 3 + HCl →

Цистерна із соляною кислотою

Одна з сильних одноосновних кислот і утворюється при розчиненні газу хлороводню(HCl) у воді - прозора безбарвна рідина з характерним запахом хлору. Розведена соляна кислота(Також як і фосфорна) часто застосовується для зняття оксидів при паянні металів.

Іноді газоподібну сполуку HCl помилково називають соляною кислотою. HCl – це газ, який при розчиненні у воді утворює соляну кислоту.

Хлороводень- безбарвний газ із різким задушливим запахом хлору. Він перетворюється на рідкий стан при -84 0 C, а при -112 0 C - перетворюється на твердий стан.

Хлороводеньдуже добре розчиняється у воді. Так при 0 0 C 1л води розчиняється 500л хлороводню.
У сухому стані газ хлороводень досить інертний, але може взаємодіяти з деякими органічними речовинами, наприклад з ацетиленом (газ, який виділяється при опусканні карбіду у воду).

Хімічні властивості соляної кислоти

Хімічна реакція з металами:
2HCl + Zn = ZnCl 2 + H 2 - утворюється сіль (у даному випадку прозорий розчин хлорид цинку) та водень
- хімічна реакція з оксидами металів:
2HCl + CuO = CuCl 2 + H 2 O - утворюється сіль (у даному випадку розчин солі зеленого хлориду міді) та вода
- хімічна реакція з основами та лугами (або реакція нейтралізації)
HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - реакція нейтралізації, утворюється сіль (в даному випадку прозорий розчин хлорид натрію) і вода.
- хімічна реакція із солями (наприклад, з крейдою СaCO 3):
HCl + СaCO 3 = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O - утворюється вуглекислий газ, вода та прозорий розчин хлориду кальцію CaCl 2 .

Одержання соляної кислоти

Соляну кислотуодержують за допомогою хімічної реакції сполуки:

H 2 + Cl 2 = HCl - реакція відбувається за підвищеної температури

А також при взаємодії кухонної солі та концентрованої сірчаної кислоти:

H 2 SO 4 (конц.) + NaCl = NaHSO 4 + HCl

У цій реакції, якщо речовина NaCl - у твердому вигляді, то HCl - це газ хлороводень, який при розчиненні у воді утворює соляну кислоту

Існують складні хімічні речовини, За хімічною будовою подібні до соляної кислоти, але при цьому містять в молекулі від одного до чотирьох атомів кисню. Ці речовини можна назвати кисневмісними кислотами. З підвищенням числа атомів кисню збільшується стійкість кислоти та її окислювальна здатність.

До кисневмісних кислотнаступні:

• хлорноватиста (HClO),
• хлориста (HClO 2),
• хлорнувата (HClO 3),
• хлорна (HClO 4).

Кожна з цих хімічних складних речовин має всі властивостями кислоті здатна утворювати солі. Хлорновата кислота(HClO) утворює гіпохлоритинаприклад, сполука NaClO - гіпохлорит натрію. Сама хлорноватиста кислота утворюється при розчиненні хлору в холодній водіз хімічної реакції:

H 2 O + Cl 2 = HCl + HClO,

Як бачите, у цій реакції утворюється відразу дві кислоти - соляна HCl та хлорноватиста HClO. Але остання - нестійка хімічна сполука і поступово перетворюється на соляну кислоту;

Хлориста HClO 2 утворює хлорити, сіль NaClO 2 - хлорит натрію;
хлорнувата(HClO 3) - хлорати, з'єднання KClO 3 , - хлорат калію (або бертолетова сіль)- до речі, ця речовина широко застосовується при виготовленні сірників.

І нарешті найсильніша з відомих одноосновних кислот. хлорна(HClO 4) - безбарвна, димна на повітрі, сильно гігроскопічна рідина, - утворює перхлоратинаприклад, KClO 4 - перхлорат калію.

Солі, утворені хлорнуватистою HClO та хлористий HClO 2 кислотами, у вільному стані не стійкі і є сильними окислювачами водних розчинах. А ось солі, утворені хлорнуватий HClO 3 та хлорний HClO 4 кислотами на підставі лужних металів (наприклад, тарже бертолетова сіль KClO 3), - досить стійкі і не виявляють окисних властивостей.

Хлориди надзвичайно поширені в природі і мають широке застосування (галіт, сильвін). Більшість їх добре розчиняється у воді і повністю дисоціює на іони. Слаборозчинними є хлорид свинцю (PbCl 2 ), хлорид срібла (AgCl), (Hg 2 Cl 2 , каломель) та хлорид міді(I) (CuCl).

$\backslash mathsf(4HCl\; +\; O\_2\; \backslash rightarrow\; 2H\_2O\; +\; 2Cl\_2\backslash uparrow)$ $\backslash mathsf(SO\_3\; +\; HCl\; \backslash rightarrow\; HSO\_3Cl)$

Для хлороводню також характерні реакції приєднання до кратних зв'язків (електрофільне приєднання):

$\backslash mathsf(R\backslash text(-)CH\backslash text(=)CH\_2\; +\; HCl\; \backslash rightarrow\; R\backslash text(-)CHCl\backslash text(-)CH\_3)$ $\backslash mathsf(R\backslash text(-)C\; \backslash equiv\; CH\; +\; 2HCl\; \backslash rightarrow\; R\backslash text(-)CCl\_2\backslash text(-)CH\_3)$

Отримання

У лабораторних умовах хлороводень одержують, впливаючи концентрованою сірчаною кислотою на хлорид натрію (кухонну сіль) при слабкому нагріванні:

$\backslash mathsf(NaCl\; +\; H\_2SO\_4\; \backslash rightarrow\; NaHSO\_4\; +\; HCl\backslash uparrow)$ $\backslash mathsf(PCl\_5\; +\; H\_2O\; \backslash rightarrow\; POCl\_3\; +\; 2HCl)$ $\backslash mathsf(RCOCl\; +\; H\_2O\; \backslash rightarrow\; RCOOH\; +\; HCl)$

У промисловості хлороводень раніше отримували в основному сульфатним методом (методом Леблану), заснованому на взаємодії хлориду натрію з концентрованою сірчаною кислотою. В даний час для отримання хлороводню зазвичай використовують прямий синтез з простих речовин:

$\backslash mathsf(H\_2\; +\; Cl\_2\; \backslash rightarrow\; 2HCl)$

У виробничих умовах синтез здійснюється у спеціальних установках, у яких водень безперервно згоряє рівним полум'ям у струмі хлору, змішуючись із ним у факелі пальника. Тим самим досягається спокійне (без вибуху) перебіг реакції. Водень подається в надлишку (5 - 10%), що дозволяє повністю використовувати цінніший хлор і отримати незабруднену хлором соляну кислоту.

Соляну кислоту одержують розчиненням газоподібного хлороводню у воді.

Застосування

Водний розчин широко використовується для отримання хлоридів, травлення металів, очищення поверхні судин, свердловин від карбонатів, обробки руд, при виробництві каучуків, глутамінату натрію, соди, хлору та інших продуктів. Також застосовується в органічному синтезі. Широке поширення розчин соляної кислоти набув у виробництві дрібноштучних бетонних та гіпсових виробів: тротуарна плитка, збиття виробу і т.д.

Безпека

Вдихання хлороводню може призвести до кашлю, задухи, запалення носа, горла та верхніх дихальних шляхів, а у важких випадках, набряк легень, порушення роботи кровоносної системи, і навіть смерть. Контактируючи зі шкірою може викликати почервоніння, біль та серйозні опіки. Хлористий воденьможе викликати серйозні опіки очей та їх незворотне ушкодження.

Напишіть відгук про статтю "Хлороводень"

Примітки

Література

• Левінський М.І, Мазанко А. Ф., Новіков І. Н. «Хлористий водень та соляна кислота» М.: Хімія 1985

Посилання

Уривок, що характеризує Хлороводень