Для приготовления раствора необходимо смешать расчетные количества кислоты известной концентрации и дистиллированной воды.
Пример.
Необходимо приготовить 1 л раствора HCL концентрацией 6 % вес. из соляной кислоты концентрацией 36 % вес.
(такой раствор используется в карбонатомерах КМ производства ООО НПП «Геосфера»)
.
По
таблице 2
определите молярную концентрацию кислоты с весовой долей 6 % вес.(1,692 моль/л) и 36 % вес.(11,643 моль/л).
Рассчитайте объем концентрированной кислоты, содержащей такое же количество HCl (1.692 г-экв.), что и в приготавливаемом растворе:
1,692 / 11,643 = 0,1453 л.
Следовательно, добавив 145 мл кислоты (36 % вес.) в 853 мл дистиллированной воды, получите раствор заданной весовой концентрации.
Опыт 5. Приготовление водных растворов соляной кислоты заданной молярной концентрации.
Для приготовления раствора с нужной молярной концентрацией (Mp) необходимо один объем концентрированной кислоты (V) влить в объем (Vв) дистиллированной воды, рассчитанный по соотношениюVв = V(M/Mp – 1)
где M – молярная концентрация исходной кислоты.
Если концентрация кислоты не известна, определите ее по плотности, используя
таблицу 2
.
Пример.
Весовая концентрация используемой кислоты 36,3 % вес. Необходимо приготовить 1 л водного раствора HCL с молярной концентрацией 2,35 моль/л.
По
таблице 1
найдите интерполированием значений 12,011 моль/л и 11,643 моль/л молярную концентрацию используемой кислоты:
11,643 + (12,011 – 11,643)·(36,3 – 36,0) = 11,753 моль/л
По приведенной выше формуле рассчитайте объем воды:
Vв = V (11,753 / 2,35 – 1) = 4·V
Принимая Vв + V = 1 л, получите значения объемов: Vв = 0,2 л и V = 0,8 л.
Следовательно, для приготовления раствора с молярной концентрацией 2,35 моль/л, нужно влить 200 мл HCL (36,3 % вес.) в 800 мл дистиллированной воды.
Вопросы и задания:
Что такое концентрация раствора?
Что такое нормальность раствора?
Сколько граммов серной кислоты содержится в растворе, если на нейтрализацию израсходовано 20 мл. раствора гидроксида натрия, титр которого равен 0,004614?
Материалы и оборудование:
Ход работы:
Йодометрический метод
Реактивы:
1. Йодистый калий химически чистый кристаллический, не содержащий свободного йода.
Проверка. Взять 0,5 г йодистого калия, растворить в 10 мл дистиллированной воды, прибавить 6 мл буферной смеси и 1 мл 0,5% раствора крахмала. Посинения реактива быть не должно.
2. Буферная смесь: рН = 4.6. Смешать 102 мл молярного раствора уксусной кислоты (60 г 100% кислоты в 1 л воды) и 98 мл молярного раствора уксуснокислого натрия (136,1 г кристаллической соли в 1 л воды) и довести до 1 л дистиллированной водой, предварительно прокипяченой.
3. 0,01 Н раствор гипосульфита натрия.
4. 0,5% раствор крахмала.
5. 0,01 Н раствор двухромовокислого калия. Установка титра 0,01 Н раствора гипосульфита производится следующим образом: в колбу всыпают 0,5 г чистого йодистого калия, растворяют в 2 мл воды, прибавляют сначала 5 мл соляной кислоты (1:5), затем 10 мл 0,01 Н раствора двухромовокислого калия и 50 мл дистиллированной воды. Выделившийся йод титруют гипосульфитом натрия в присутствии 1 мл раствора крахмала, прибавляемого под конец титрования. Поправочный коэффициент к титру гипосульфита натрия рассчитывается по следующей формуле: К = 10/а, где а - количество миллилитров гипосульфита натрия, пошедшего на титрование.
Ход анализа:
а) ввести в коническую колбу 0,5 г йодистого калия;
б) прилить 2 мл дистиллированной воды;
в) перемешать содержимое колбы до растворения йодистого калия;
г) прилить 10 мл буферного раствора, если щелочность исследуемой воды не выше 7 мг/экв. Если щелочность исследуемой воды выше 7 мг/экв, то количество миллилитров буферного раствора должно быть в 1,5 раза больше щелочности исследуемой воды;
д) прилить 100 мл исследуемой воды;
е) титровать гипосульфитом до бледно-желтой окраски раствора;
ж) прилить 1 мл крахмала;
з) титровать гипосульфитом до исчезновения синей окраски.
Х = 3,55 Н К
где Н - количество мл гипосульфита, израсходованное на титрование,
К - поправочный коэффициент к титру гипосульфита натрия.
Вопросы и задания:
Что представляет собой йодометрический метод?
Что такое рН?
ЛПЗ №6: Определение хлорид иона
Цель работы:
Материалы и оборудование: вода питьевая, лакмусовая бумага, беззольный фильтр, хромовокислый калий, азотнокислое серебро, титрованный раствор хлорида натрия,
Ход работы:
В зависимости от результатов качественного определения отбирают 100 см 3 испытуемой воды или меньший ее объем (10-50 см 3) и доводят до 100 см 3 дистиллированной водой. Без разбавления определяются хлориды в концентрации до 100 мг/дм 3 . pН титруемой пробы должен быть в пределах 6-10. Если вода мутная, ее фильтруют через беззольный фильтр, промытый горячей водой. Если вода имеет цветность выше 30°, пробу обесцвечивают добавлением гидроокиси алюминия. Для этого к 200 см 3 пробы добавляют 6 см 3 суспензии гидроокиси алюминия, а смесь встряхивают до обесцвечивания жидкости. Затем пробу фильтруют через беззольный фильтр. Первые порции фильтрата отбрасывают. Отмеренный объем воды вносят в две конические колбы и прибавляют по 1 см 3 раствора хромовокислого калия. Одну пробу титруют раствором азотнокислого серебра до появления слабого оранжевого оттенка, вторую пробу используют в качестве контрольной пробы. При значительном содержании хлоридов образуется осадок AgCl , мешающий определению. В этом случае к оттитрованной первой пробе приливают 2-3 капли титрованного раствора NaCl до исчезновения оранжевого оттенка, затем титруют вторую пробу, пользуясь первой, как контрольной пробой.
Определению мешают: ортофосфаты в концентрации, превышающей 25 мг/дм 3 ; железо в концентрации более 10 мг/дм 3 . Бромиды и йодиды определяются в концентрациях, эквивалентных Сl - . При обычном содержании в водопроводной воде они не мешают определению.
2.5. Обработка результатов.
где v - количество азотнокислого серебра, израсходованное на титрование, см 3 ;
К - поправочный коэффициент к титру раствора нитрата серебра;
g - количество хлор-иона, соответствующее 1 см 3 раствора азотнокислого серебра, мг;
V - объем пробы, взятый для определения, см 3 .
Вопросы и задания:
Способы определения хлорид ионов?
Кондуктометрический метод определения хлорид ионов?
Аргентометрия.
Цель работы:
Материалы и оборудование:
Опыт 1. Определение общей жесткости водопроводной воды
Отмерить мерным цилиндром 50 мл водопроводной воды (из-под крана) и перелить её в колбу емкостью 250 мл, добавить 5 мл аммиачно-буферного раствора и индикатор – эриохром черный Т – до появления розовой окраски (несколько капель или несколько кристаллов). Заполнить бюретку раствором ЭДТА 0,04 н (синонимы – трилон Б, комплексон III) до нулевой отметки.
Приготовленную пробу медленно при постоянном перемешивании оттитровать раствором комплексона III до перехода розовой окраски в голубую. Результат титрования записать. Повторить титрование ещё один раз.
Если разница результатов титрований превышает 0,1 мл, то оттитровать пробу воды третий раз. Определить средний объем комплексона III (V К, СР) израсходованного на титрование воды, и по нему рассчитать общую жесткость воды.
Ж ОБЩ = , (20) где V 1 – объём анализируемой воды, мл; V К,СР – средний объём раствора комплексона III, мл; N К – нормальная концентрация раствора комплексона III, моль/л; 1000 – коэффициент перевода моль/л в ммоль/л.
Результаты опыта записать в таблицу:
| V К,СР | N К | V 1 | Ж ОБЩ |
Пример 1. Вычислить жесткость воды, зная, что в 500 л её содержится 202,5 г Ca(HCO 3) 2 .
Решение. В 1 л воды содержится 202,5:500 = 0,405 г Ca(HCO 3) 2 . Эквивалентная масса Ca(HCO 3) 2 равна 162:2 = 81 г/моль. Следовательно, 0,405 г составляют 0,405:81 = 0,005 эквивалентных масс или 5 ммоль экв/л.
Пример 2. Сколько граммов CaSO 4 содержится в одном кубометре воды, если жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна 4 ммоль эк
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие катионы называются ионами жесткости?
2. Какой технологический показатель качества воды называют жесткостью?
3. Почему жесткую воду нельзя применять для регенерации пара на тепловых и атомных электростанциях?
4. Какой метод умягчения называют термическим? Какие химические реакции протекают при умягчении воды этим методом?
5. Как осуществляют умягчения воды методом осаждения? Какие реагенты используют? Какие реакции протекают?
6. Можно ли умягчать воду с помощью ионного обмена?
ЛПЗ №8 «Фотоколориметрическое определение содержания элементов в растворе»
Цель работы: изучить устройство и принцип действия фотоколориметра КФК - 2
ФОТОЭЛЕКТРОКОЛОРИМЕТРЫ. Фотоэлектроколориметр – это оптический прибор, в котором монохроматизация потока излучения осуществляется с помощью светофильтров. Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК – 2.
Назначение и технические данные. Однолучевой фотоколориметр КФК - 2
предназначен для измерения пропускания, оптической плотности и концентрации окрашенных растворов, рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в области спектра 315–980 нм. Весь спектральный диапазон разбит на спектральные интервалы, выделяемые с помощью светофильтров. Пределы измерения пропускания от 100 до 5% (оптической плотности от 0 до 1,3). Основная абсолютная погрешность измерения пропускания не более 1%. Рис. Общий вид КФК-2. 1 - осветитель; 2 - рукоятка ввода цветных светофильтров; 3 - кюветное отделение; 4 - рукоятка перемещения кювет; 5 - рукоятка (ввода фотоприемников в световой поток) «Чувствительность»; 6 - рукоятка настройки прибора на 100%-е пропуска- ние; 7 - микроамперметр. Светофильтры. Для того чтобы из всей видимой области спектра выделить лучи определенных длин волн в фотоколориметрах на пути световых потоков перед поглощающими растворами устанавливают избирательные поглотители света – светофильтры. Порядок работы
1. Включите колориметр в сеть за 15 минут до начала измерений. Во время прогрева кюветное отделение должно быть открыто (при этом шторка перед фотоприемником перекрывает световой пучок).
2. Введите рабочий светофильтр.
3. Установите минимальную чувствительность колориметра. Для этого ручку "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" установите в положение «1», ручку "УСТАНОВКА 100 ГРУБО" – в крайнее левое положение.
4. Стрелку колориметра вывести на нуль с помощью потенциометра «НУЛЬ».
5. В световой пучок поместите кювету с контрольным раствором.
6. Закройте крышку кюветного отделения
7. Ручками "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" и "УСТАНОВКА 100 ГРУБО" и "ТОЧ- НО" установите стрелку микроамперметра на деление «100» шкалы пропускания.
8. Поворотом рукоятки кюветной камеры поместите в световой поток кювету с исследуемым раствором.
9. Снимите показания по шкале колориметра в соответствующих единицах (Т% или Д).
10. После окончания работы отключите колориметр от сети, очистите и протрите насухо кюветную камеру. Определение концентрации вещества в растворе с помощью КФК-2. При определении концентрации вещества в растворе с помощью калибро- вочного графика следует соблюдать следующую последовательность:
исследуйте три образца раствора перманганата калия различной концентрации результаты запишите в журнал.
Вопросы и задания:
Устройство и принцип действия КФК – 2
Основная литература для студентов:
1. Курс опорных конспектов по программе ОП.06 Основы аналитической химии.-пособие /А.Г.Бекмухамедова- преподаватель общепрофессиональных дисциплин АСХТ- Филиал ФГБОУ ВПО ОГАУ; 2014г.
Дополнительная литература для студентов:
1.Клюквина Е.Ю. Основы общей и неорганической химии: учебное пособие/ Е.Ю. Клюквина, С.Г.Безрядин.-2-е изд.-Оренбург. Издательский центр ОГАУ,2011г.-508 стр.
Основная литература для преподавателей:
1. 1.Клюквина Е.Ю. Основы общей и неорганической химии: учебное пособие/ Е.Ю. Клюквина, С.Г.Безрядин.-2-е изд.- Оренбург. Издательский центр ОГАУ,2011г.-508 стр.
2.Клюквина Е.Ю. Лабораторная тетрадь по аналитической химии.- Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2012 г.-68 стр
Дополнительная литература для преподавателей:
1. 1.Клюквина Е.Ю. Основы общей и неорганической химии: учебное пособие/ Е.Ю. Клюквина, С.Г.Безрядин.-2-е изд.-Оренбург. Издательский центр ОГАУ,2011г.-508 стр.
2.Клюквина Е.Ю. Лабораторная тетрадь по аналитической химии.- Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2012 г.-68 стр
Именно он помогает переваривать пищу. В норме, кислоты в желудке 0,3%.
Этого достаточно, чтобы разрушить бритвенное лезвие. Нужно всего около недели. Эксперименты, конечно, проводили вне человеческого тела.
Опасный предмет повредил бы пищевод, не задержался бы в желудке в течение 7-ми дней.
Какие еще эксперименты ставили ученые и чем пополнили список свойств соляной кислоты, расскажем далее.
Свойства соляной кислоты
Формула соляной кислоты – это смесь воды и хлористого водорода. Соответственно, жидкость едкая, что и позволяет ей разрушать большинство веществ.
На вид реагент бесцветный. Выдает его запах. Он кислый, удушливый. Аромат резкий и, скорее, характеризуется, как вонь.
Если раствор соляной кислоты технический, в нем содержатся примеси двухатомного и . Они придают жидкости желтоватый оттенок.
В отличии, к примеру, от , масса соляной кислоты в растворе не может превышать 38%.
Это критическая точка, при которой вещество попросту испаряется. Улетучивается и хлороводород, и вода.
При этом, естественно, раствор дымится. Максимальная концентрация указана для 20-градусной температуры воздуха. Чем больше градусов, тем быстрее протекает испарение.
Плотность 38-процентной кислоты чуть превышает 1 грамм на кубический сантиметр.
То есть, даже концентрированное вещество весьма водянисто. Хлебнешь такую жидкость, получишь ожоги.
А вот слабый 0,4-процентный раствор можно выпить. Естественно, в небольших количествах. Разбавленная кислота почти не пахнет, а вкус у нее терпко-кислый.
Взаимодействие соляной кислоты с другими веществами, во многом, обосновано одноосновным составом реагента.
Это значит, что в формулу кислоты входит лишь один атом водорода. Значит, в воде реагент диссоциирует, то есть, растворяется, полностью.
Остальные вещества, как правило, растворяются уже в самой кислоте. Так, в ней распадаются все металлы, стоящие в периодической системе перед водородом.
Растворяясь в кислоте, они связываются с хлором. В итоге, получаются хлориды, то есть, .
Реакция с соляной кислотой состоится у большинства оксидов и гидроксидов металлов, а так же у их .
Главное, чтобы последние были получены от более слабых кислот. Соляная считается одной из самых сильных, ставится в один ряд с серной.
Из газов соляная кислота бурно реагирует с аммиаком. При этом, образуется хлорид аммония. Он кристаллизуется.
Частицы столь мелкие, а реакция столь активна, что хлорид устремляется вверх. Внешне это дым.
Белым является и продукт реакции с нитратом . Это взаимодействие относится к качественно определяющим соляную .
Итог реакции – творожистый осадок. Это хлорид . В отличие от хлорида аммония, он устремляется вниз, а не вверх.
Реакция с нитратом считается качественной, поскольку является специфической, не свойственной остальным однокомпонентным кислотам.
Они игнорируют благородные металлы, к коим относится и аргентум. Как помните, стоит в химическом ряду после водорода и, по идее, не должно взаимодействовать с растворенным в воде хлороводородом.
Добыча соляной кислоты
Выделяется соляная кислота не только в лабораторных условиях, но и природе. Человеческий организм – ее часть.
Но, соляная кислота в желудке уже обсуждалась. Однако, это не единственный природный источник, причем, в прямом смысле.
Реагент встречается в некоторых гейзерах и прочих выходах воды вулканического происхождения.
Что же касается отдельно хлороводорода, он входит в состав бишофита, сильвина, галита. Все это – минералы.
Под словом «галит» скрывается обычная соль, которую употребляют в пищу, то есть, хлорид натрия.
Сильвин – это хлорид , его по форме напоминают игральные кости. Бишофит – хлорид , в изобилии присутствует на землях Поволжья.
Для промышленного получения реагента подходят все перечисленные минералы.
Но, чаще всего используют хлорид натрия. Соляная кислота получается, когда на поваренную соль воздействуют концентрированной серной кислотой.
Суть метода сводится к растворению газообразного хлороводорода в воде. На этом основаны еще два подхода.
Первый – синтетический. Водород сжигают в хлоре. Второй – абгазный, то есть, попутный.
Используется хлороводород, попутно получаемый при работе с органическими соединениями, то есть, углеводородами.
Абгазный хлороводород образуется при дегидрохлорировании и хлорировании органики.
Вещество, так же, синтезируется при пиролизе хлорорганических отходов. Пиролизом химики именуют разложение углеводородов в условиях дефицита кислорода.
Попутным сырье для соляной кислоты бывает и при работе с неорганическими веществами, к примеру, хлоридами металлов.
Тот же сильвин, к примеру, идет на производство калиевых удобрений. Магний тоже нужен растениям.
Поэтому, без дела не остается и бишофит. В итоге, производят не только подкормки, но и соляную кислоту.
Абгазный метод вытесняет остальные способы получения соляной кислоты. На «побочную» индустрию приходятся 90% производимого реагента. Узнаем, зачем его изготовляют, где применяют.
Применение соляной кислоты
Соляная кислота используется металлургами. Реагент нужен для декапирования металлов.
Так называют процесс удаления окалин, ржавчины, окислов и просто грязи. Соответственно, кислоту применяют и частные мастера, работая, к примеру, с винтажными вещами, в коих есть металлические детали.
Реагент растворит их поверхность. От проблемного слоя не останется и следа. Но, вернемся к металлургии.
В этой отрасли кислоту начинают применять для извлечения из руд редких металлов.
Старые методы основаны на использовании их оксидов. Но, не все из них легки в обработке.
Поэтому, окислы стали переводить в хлориды, а после, восстанавливать. Сейчас, так получают, к примеру, и .
Раз соляная кислота содержится в желудочном соке, а раствор малой концентрации можно выпить, значит, реагент можно применять и в пищевой промышленности.
Увидели на упаковке продукта добавку Е507? Знайте, это соляная кислота. Она придает ту самую кислинку и терпкость некоторым пирожным, колбасам.
Но, наиболее часто пищевой эмульгатор добавляют во фруктозу, желатин и лимонную кислоту.
Е507 нужна не только для вкуса, но и в качестве регулятора кислотности, то есть Ph продукта.
Соляная кислота может применяться в медицине. Слабый раствор соляной кислоты прописывают пациентам с пониженной кислотность желудка.
Она не менее опасна, чем повышенная. В частности, увеличивается вероятность рака желудка.
Организм недополучает полезные элементы, даже, если человек принимает витамины и правильно питается.
Дело в том, что для адекватного, полноценного всасывания полезных веществ, нужна стандартная кислотность.
Последнее применение реагента очевидно. Из кислоты получают хлор. Достаточно выпарить раствор.
Хлор идет на очищение питьевой воды, отбеливание тканей, обеззараживание, производство пластикатов и .
Получается, будучи активной и агрессивной, соляная кислота необходима человечеству. Есть спрос, — есть предложение. Узнаем цену вопроса.
Цена соляной кислоты
Цена продукта зависит от вида. Техническая кислота дешевле, очищенная – дороже. За литр первой просят 20-40 рублей.
Стоимость зависит от концентрации. За литр очищенного реагента дают примерно на 20 рублей дороже.
Ценник зависит и от тары, фасовки, формы продажи. Приобретение кислоты в пластиковых канистрах по 25-40 литров выгоднее.
В медицинской же сфере, в рознице, вещество предлагают в стеклянных .
За 50 миллилитров отдашь 100-160 рублей. Это самая дорогостоящая соляная кислота.
Купить раствор хлороводорода в литровой таре тоже не дешево. Фасовка рассчитана на частного потребителя, поэтому, за бутыль просят около 400-500 рублей.
Техническая кислота в рознице встречается реже, стоит примерно на 100 рублей дешевле. Основной же – оптовый.
Закупаются крупные предприятия. Именно для них актуальны цены, обозначенные в начале главы. В розницу гиганты не торгуют.
Соответственно, стоимость вещества в небольших магазинах – отражение «аппетитов» владельцев лавок.
Кстати, об аппетите. Если кислотность в желудке повышена, пища переваривается быстрее, чаще хочется есть.
Это приводит к худобе, гастриту и язвам. Люди же с пониженной кислотностью склонны к зашлакованности, ведь пища долго «бродит» в желудке, плохо усваивается.
Это отражается на коже, как правило, в виде акне и точек. Есть такая проблема?
Задумайтесь не о дорогой косметике, а о проверке желудочно-кишечного тракта.
Соляная кислота - это одно из самых сильных и опасных для человека веществ в перечне АХОВ. Однако удивительно то, что она существует в организме каждого человека: соляная кислота является составной частью желудочного сока и играет важную роль в процессах пищеварения. В количестве 0,2% она способствует переходу пищевых масс из желудка в двенадцатиперстную кишку и обезвреживает микробов, попадающих в желудок из внешней среды. Она активирует также фермент пепсиноген, участвует в образовании секретина и некоторых других гормонов, стимулирующих деятельность поджелудочной железы. С этой целью её используют в медицине, назначая больным её раствор для повышения кислотности желудочного сока. В целом, соляная кислота имеет широкое применение в нашей жизни. Например, в тяжёлой промышленности - для получения хлоридов различных металлов, в текстильной промышленности - для получения синтетических красителей; для пищевой промышленности из неё изготавливают уксусную кислоту, для фармацевтической - активированный уголь. Она также входит в состав различных клеев и гидролизного спирта. Ее применяют для травления металлов, очистки различных сосудов, обсадных труб буровых скважин от карбонатов, окислов и др. осадков и загрязнений. В металлургии соляной кислотой обрабатывают руды, в кожевенной промышленности - кожу перед дублением и крашением. Транспортируют соляную кислоту в стеклянных бутылях или гуммированных (покрытых слоем резины) металлических сосудах, а также в полиэтиленовой посуде.
Что же она собой представляет в качестве химического вещества?
Соляная кислота, или хлористоводородная кислота, - это водный раствор хлористого водорода HCl, который представляет собой прозрачную бесцветную жидкость с острым запахом хлористого водорода. Техническая разновидность кислоты имеет желтовато-зеленый цвет из-за примесей хлора и солей железа. Максимальная концентрация соляной кислоты - около 36% HCl; такой раствор имеет плотность 1,18 г/см3. Концентрированная кислота на воздухе "дымит", так как выделяющийся газообразный HCl образует с водяным паром мельчайшие капельки соляной кислоты.
Несмотря на подобную характеристику, при контакте с воздухом соляная кислота не горюча и не взрывоопасна. Но при этом она является одной из самых сильных кислот и растворяет (с выделением водорода и образованием солей - хлоридов) все металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода. Хлориды образуются также при взаимодействии соляной кислоты с окислами и гидроокисями металлов. С сильными окислителями она ведет себя как восстановитель.
Соли соляной кислоты представляют собой хлориды и, за исключением AgCl, Hg2Cl2, хорошо растворимы в воде. К соляной кислоте устойчивы такие материалы, как стекло, керамика, фарфор, графит, фторопласт.
Получают соляную хлористого водорода в воде, который, в свою очередь, или непосредственно синтезируют из водорода и хлора, или получают действием серной кислоты на хлорид натрия.
Выпускаемая промышленностью (техническая) соляная кислота имеет крепость не менее 31% HCl (синтетическая) и 27,5% HCl (из NaCI). Торговую кислоту называют концентрированной, если она содержит 24% и больше HCl; если содержание HCl меньше, то кислота называется разбавленной.
Приблизительные растворы. В большинстве случаев в лаборатории приходится пользоваться соляной, серной и азотной кислотами. Кислоты имеются в продаже в виде концентрированных растворов, процентное содержание которых определяют по их плотности.
Кислоты, применяемые в лаборатории, бывают технические и чистые. Технические кислоты содержат примеси, а потому при аналитических работах не употребляются.
Концентрированная соляная кислота на воздухе дымит , поэтому работать с ней нужно в вытяжном шкафу. Наиболее концентрированная соляная кислота имеет плотность 1,2 г/см3 и содержит 39,11%" хлористого водорода.
Разбавление кислоты проводят по расчету, описайному выше.
Пример. Нужно приготовить 1 л 5%-ного раствора соляной кислоты, пользуясь раствором ее с плотностью 1,19 г/см3. По справочнику узнаем, что 5%,-ный раствор нмеет плотность 1,024 г/см3; следовательно, 1 л ее будет весить 1,024*1000 = 1024 г. В этом количестве должно содержаться чистого хлористого водорода:
Кислота с плотностью 1,19 г/см3 содержит 37,23% HCl (находим также по справочнику). Чтобы узнать, сколько следует взять этой кислоты, составляют пропорцию:
или 137,5/1,19 = 115,5 кислоты с плотностью 1,19 г/см3, Отмерив 116 мл раствора кислоты, доводят объем его до 1 л.
Так же разбавляют серную кислоту. При разбавлении ее следует помнить, что нужно приливать кислотук воде~, а не наоборот. При разбавлении происходит сильное разогревание, и если приливать воду к кислоте, то возможно разбрызгивание ее, что опасно, так как серная кислота вызывает тяжелые ожоги. Если кислота попала на одежду или обувь, следует быстро обмыть облитое место большим количеством воды, а затем нейтрализовать кислоту углекислым натрием или раствором аммиака. При попадании на кожу рук или лица нужно сразу же обмыть это место большим количеством воды.
Особой осторожности требует обращение с олеумом, представляющим моногидрат серной кислоты, насыщенный серным ангидридом SO3. По содержанию последнего олеум бывает нескольких концентраций.
Следует помнить, что при небольшом охлаждении олеум закристаллизовывается и в жидком состоянии находится только при комнатной температуре. На воздухе он дымит с выделением SO3, который образует пары серной кислоты при взаимодействии с влагой воздуха.
Большие трудности вызывает переливание олеума из крупной тары в мелкую. Эту операцию следует проводить или под тягой, или на воздухе, но там, где образующаяся серная кислота и SO3 не могут оказать какого-либо вредного действия на людей и окружающие предметы.
Если олеум затвердел, его следует вначале нагреть, поместив тару с ним в теплое помещение. Когда олеум расплавится и превратится в маслянистую жидкость, его нужно вынести на воздух и там переливать в более мелкую посуду, пользуясь для этого способом передавлива-ния при помощи воздуха (сухого) или инертного газа (азота).
При смешивании с водой азотной кислоты также происходит разогревание (не такое, правда, сильное, как в случае серной кислоты), и поэтому меры предосторожности должны применяться и при работе с ней.
В лабораторной практике находят применение твердые органические кислоты. Обращение с ними много проще и удобнее, чем с жидкими. В этом случае следует заботиться лишь о том, чтобы кислоты не загрязнялись чем-либо посторонним. При необходимости твердые органические кислоты очищают перекристаллизацией (см, гл. 15 «Кристаллизация»),
Точные растворы. Точные растворы кислот готовят так же, как и приблизительные, с той только разницей, что вначале стремятся получить раствор несколько большей концентрации, чтобы после можно было его точно, по расчету, разбавить. Для точных растворов берут только химически чистые препараты.
Нужное количество концентрированных кислот обычно берут по объему, вычисленному на основании плотности.
Пример. Нужно приготовить 0,1 и. раствор H2SO4. Это значит, что в I л раствора должно содержаться:
Кислота с плотностью 1,84 г\смг содержит 95,6% H2SO4 н для приготовления 1 л 0,1 н. раствора нужно взять следующее количество (х) ее (в г):
Соответствующий объем кислоты составит:
Отмерив из бюретки точно 2,8 мл кислоты, разбавляют ее до 1 л в мерной колбе и затем титруют раствором щелочи п устанавливают нормальность полученного раствора. Если раствор получится более концентрированный), к нему добавляют из бюретки рассчитанное количество воды. Например, при титровании установлено, что 1 мл 6,1 н. раствора H2SO4 содержит не 0,0049 г H2SO4, а 0,0051 г. Для вычисления количества воды, которое необходимо для приготовления точно 0,1 н. раствора, составляем пропорцию:
Расчет показывает, что этот объем равен 1041 мл раствор нужно добавить 1041 - 1000 = 41 мл воды. Следует еще учесть то количество раствора, которое взято для титрования. Пусть взято 20 мл, что составляет 20/1000 = 0,02 от имеющегося объема. Следовательно, воды нужно добавить не 41 мл, а меньше: 41 - (41*0,02) = = 41 -0,8 = 40,2 мл.
* Для отмеривания кислоты пользуются тщательно высушенной бюреткой с притертым краном. .
Исправленный раствор следует снова проверить на содержание вещества, взятого для растворения. Точные растворы соляной кислоты готовят также ионообменным способом, исходя из точной рассчитанной навески хлористого натрия. Рассчитанную и отвешенную на аналитических весах навеску растворяют в дистиллированной или деминерализованной воде, полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, наполненную катионитом в Н-форме. Раствор, вытекающий из колонки, будет содержать эквивалентное количество HCl.
Как правило, точные (или титрованные) растворы следует сохранять в плотно закрытых колбах, В пробку сосуда обязательно нужно вставлять хлоркальциевую трубку, заполненную в случае раствора щелочи натронной известью или аскаритом, а в случае кислоты - хлористым кальцием или просто ватой.
Для проверки нормальности кислот часто применяют прокаленный углекислый натрий Na2COs. Однако он обладает гигроскопичностью и поэтому не полностью удовлетворяет требованиям аналитиков. Значительно удобнее пользоваться для этих целей кислым углекислым калием KHCO3, высушенным в эксикаторе над CaCl2.
При титровании полезно пользоваться «свидетелем», для приготовления которого в дистиллированную или деминерализованную воду добавляют одну каплю кислоты (если титруют щелочь) или щелочи (если титруют кислоту) и столько капель индикаторного раствора, сколько добавлено в титруемый раствор.
Приготовление эмпирических, по определяемому веществу, и стандартных растворов, кислот проводят по расчету с применением формул, приведенных для этих и описанных выше случаев.
Хлороводородная кислота
Химические свойства
Хлороводородная кислота, хлористый водород или хлористоводородная кислота – раствор НСl в воде. Согласно Википедии, вещество относят у группе неорганических сильных одноосновных к-т. Полное название соединения на латинском: Hydrochloricum acid.
Формула Соляной Кислоты в химии: HCl . В молекуле атомы водорода соединяются с атомами галогена – Cl . Если рассмотреть электронную конфигурацию этих молекул, то можно отметить, что в образовании молекулярных орбиталей соединения принимают участие 1s -орбитали водорода и обе 3s и 3p -орбитали атома Cl . В химической формуле Соляной Кислоты 1s- , 3s- и 3р -атомные орбитали перекрываются и образуют 1 , 2 , 3 -орбитали. При этом 3s -орбиталь не носит связывающий характер. Наблюдается смещение электронной плотности к атому Cl и снижается полярность молекулы, но увеличивается энергия связи молекулярных орбиталей (если рассматривать ее в ряду с другими галогеноводородами ).
Физические свойства хлористого водорода. Это прозрачная бесцветная жидкость, обладающая способностью дымиться при соприкосновении с воздухом. Молярная масса химического соединения = 36,6 грамма на моль. При стандартных условиях, при температуре воздуха 20 градусов Цельсия, максимальная концентрация вещества составляет 38% по массе. Плотность концентрированной хлороводородной к-ты в такого рода растворе составляет 1,19 г/см³. В целом же, физические свойства и такие характеристики, как плотность, молярность, вязкость, теплоемкость, температура кипения и pН , сильно зависят от концентрации раствора. Эти величины подробнее рассматриваются в таблице плотностей. Например, плотность Соляной Кислоты 10% = 1,048 кг на литр. При затвердевании вещество образует кристаллогидраты разных составов.
Химические свойства Соляной Кислоты. С чем реагирует Соляная Кислота? Вещество вступает во взаимодействие с металлами, которые стоят в ряду электрохимических потенциалов перед водородом (железо, магний, цинк и другие). При этом образуются соли и выделяется газообразный H . С Соляной Кислотой не реагирует свинец, медь, золото, серебро и другие металлы правее водорода. Вещество вступает в реакцию с оксидами металлов, при этом образуя воду и растворимую соль. Гидроксид натрия под действием к-ты образует и воду. Реакция нейтрализации характерна для данного соединения.
Разбавленная Соляная Кислота реагирует с солями металлов, которые образованы более слабыми к-ами. Например, пропионовая кислота слабее, чем соляная. Вещество не взаимодействует с более сильными кислотами. и карбонат натрия будут образовывать после реакции с HCl хлорид, угарный газ и воду.
Для химического соединения характерны реакции с сильными окислителями, с диоксидом марганца , перманганатом калия : 2KMnO4 + 16HCl = 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O . Вещество реагирует с аммиаком , при этом образуется густой белый дым, который состоит из очень мелких кристаллов хлорида аммония. Минерал пиролюзит с Соляной Кислотой также вступает в реакцию, так как содержит диоксид марганца : MnO2+4HCl=Cl2+MnO2+2H2O (реакция окисления).
Существует качественная реакция на хлороводородную кислоту и ее соли. При взаимодействии вещества с нитратом серебра выпадает белый осадок хлорида серебра и образуется азотная к-та . Уравнение реакции взаимодействия метиламина с хлористым водородом выглядит следующим образом: HCl + CH3NH2 = (CH3NH3)Cl .
Вещество реагирует со слабым основанием анилином . После растворения анилина в воде к смеси прибавляют Соляную Кислоту. В результате основание растворяется и образует солянокислый анилин (хлорид фениламмония ): (С6Н5NH3)Cl . Реакция взаимодействия карбида алюминия с хлористоводородной к-ой: Al4C3+12HCL=3CH4+4AlCl3 . Уравнение реакции карбоната калия с к-той выглядит следующим образом: K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2.
Получение соляной кислоты
Чтобы получить синтетическую Соляную Кислоту сжигают водород в хлоре, а затем полученный газообразный хлороводород растворяется в воде. Также распространено производство реактива из абгазов, которые образуются в виде побочных продуктов при хлорировании углеводородов (абгазная Соляная Кислота). При производстве данного химического соединения применяют ГОСТ 3118 77 – на реактивы и ГОСТ 857 95 – для технической синтетической хлористоводородной кислоты.
В лабораторных условиях можно применять давний способ, при котором поваренная соль подвергается действию концентрированной серной к-ты. Также средство можно получить с помощью реакции гидролиза хлорида алюминия или магния . Во время реакции могут образоваться оксихлориды переменного состава. Для определения концентрации вещества применяют стандарт титры, которые выпускаются в запаянных ампулах, чтобы в последствии можно было получить стандартный раствор известной концентрации и использовать его для определения качества другого титранта.
У вещества имеется достаточно широкая область применения:
- его используют в гидрометаллургии, при декапировании и травлении;
- при очистке металлов при лужении и пайке;
- в качестве реактива для получения хлорида марганца , цинка, железа и других металлов;
- при изготовлении смесей с ПАВ-ами для очистки металлических и керамических изделий от инфекции и грязи (применяется Кислота Соляная ингибированная);
- в качестве регулятора кислотности E507 в пищевой промышленности, в составе содовой воды;
- в медицине при недостаточной кислотности желудочного сока.
Данное химическое соединение имеет высокий класс опасности – 2 (по ГОСТу 12Л.005). При работе с кислотой требуется спец. защита кожи и глаз. Достаточно едкое вещество при попадании на кожу или в дыхательные пути вызывает химические ожоги. Для ее нейтрализации применяют растворы щелочи, чаще всего – питьевую соду. Пары хлороводорода образуют с молекулами воды в воздухе едкий туман, который раздражает дыхательные пути и глаза. Если вещество вступает в реакцию с хлорной известью, перманганатом калия и прочими окислителями, то образуется токсичный газ — хлор. На территории РФ ограничен оборот Соляной Кислоты с концентрацией более 15%.
Фармакологическое действие
Повышает кислотность желудочного сока.
Фармакодинамика и фармакокинетика
Что такое кислотность желудочного сока? Это характеристика концентрации Соляной Кислоты в желудке. Кислотность выражается в рН . В норме в составе желудочного сока должна вырабатываться кислота и принимать активное участие в процессах пищеварения. Формула хлороводородной кислоты: HCl . Ее продуцируют париетальные клетки, расположенные в фундальных железах, с участием Н+/К+-АТФазы . Эти клетки выстилают дно и тело желудка. Кислотность желудочного сока сама по себе изменчива и зависит от числа париетальых клеток и интенсивности процессов нейтрализации вещества щелочными компонентами желудочного сока. Концентрация продуцируемой к-ты стабильна и равняется 160 ммоль/л. У здорового человека в норме должно вырабатываться не более 7 и не менее 5 ммоль вещества в час.
При недостаточной или избыточной выработке Соляной Кислоты возникают заболевания пищеварительного тракта, ухудшается способность усваивать некоторые и микроэлементы, например, железо. Средство стимулирует выделение желудочного сока, снижает рН . Активирует пепсиноген , переводит его в активный фермент пепсин . Вещество благоприятно воздействует на кислотный рефлекс желудка, замедляет переход не до конца переваренной пищи в кишечник. Замедляются процессы брожения содержимого пищеварительного тракта, исчезает боль, и отрыжка, лучше усваивается железо.
После приема внутрь средство частично метаболизируется слюной и желудочной слизью, содержимым 12-перстной кишки. Несвязанное вещество проникает в 12-перстную кишку, где полностью нейтрализуется ее щелочным содержимым.
Показания к применению
Вещество входит в состав синтетических моющих средств, концентрата для полоскания ротовой полости ухода за контактными линзами. Разбавленная Соляная Кислота назначается при заболеваниях желудка, сопровождающихся пониженной кислотностью, при гипохромной анемии в сочетании с препаратами железа.
Противопоказания
Лекарство нельзя применять при аллергии на синтетическое вещество, при болезнях пищеварительного тракта, ассоциированных с повышенной кислотностью, при .
Побочные действия
Концентрированная Соляная Кислота при попадании на кожу, в глаза и дыхательные пути может вызывать сильные ожоги. В составе различных лек. препаратов используют разбавленное вещество, при длительном применении больших дозировок может возникнуть , ухудшение состояния эмали зубов.
Инструкция по применению (Способ и дозировка)
Хлороводородную кислоту применяют в соответствии с инструкцией.
Внутрь лекарство назначают, предварительно растворив в воде. Обычно используют 10-15 капель препарата на пол стакана жидкости. Лекарство принимают во время еды, 2-4 раза в день. Максимальная разовая дозировка составляет 2 мл (около 40 капель). Суточная доза – 6 мл (120 капель).
Передозировка
Случаи передозировки не описаны. При бесконтрольном приеме вещества внутрь в больших количествах возникают язвы и эрозии в пищеварительном тракте. Следует обратиться за помощью к врачу.
Взаимодействие
Вещество часто используют в комбинации с пепсином и прочими лек. препаратами. Химическое соединение в пищеварительном тракте вступает во взаимодействие с основаниями и некоторыми веществами (см. химические свойства).
Особые указания
При лечении препаратами Соляной Кислоты необходимо четко придерживаться рекомендаций в инструкции.
Препараты, в которых содержится (Аналоги)
Совпадения по коду АТХ 4-го уровня:
Для промышленных целей используют Кислоту Соляную ингибированную (22-25%). В медицинских целях применяют раствор: Хлористоводородная кислота разведенная . Также вещество содержится в концентрате для полоскания ротовой полости Паронтал , в растворе для ухода за мягкими контактными линзами Биотру .