氯化氢

---

简介

氯化氢，也称为氢卤酸，化学式为 HCl。在较低温度下为无色气体，与空气中的水蒸气反应生成盐酸白烟。在工业和技术中，盐酸和氯化氢气体至关重要。

在常温常压下，氯化氢是由氢和氯元素组成的双原子气体。氯化氢气体溶于水后被称为盐酸。可以通过直接将氢气和氯气结合来生成氯化氢；该过程在高于 250°C 的温度下快速进行。

在实验室和工业规模上，通常使用氯化物（通常是氯化钠）与硫酸反应来生成氯化氢。此外，它作为许多有机分子氯化反应的副产物以及某些氯化物与水反应的副产物而产生。

什么是氯化氢

• 氯化氢是一种化学物质，其化学式为 $\mathrm{HCl}$。最初，在 1648 年，格劳伯通过将氯化钠与浓硫酸一起煮沸来制备氯化氢。另一方面，戴维在 1840 年指出 𝐻𝐶𝑙 是一种由氢和氯结合而成的物质。

• 盐酸被用作盐酸的常用名称。氯化氢是一种双原子分子，氯和氢之间存在共价键。氢带部分正电荷，而氯带部分负电荷。这种电荷差异是由于氯的电负性高于氢原子。

氯化氢

氯化氢的生产

工业生产的大部分氯化氢可用于生产盐酸。

• 1648 年，格劳伯首次将氯化钠与浓硫酸加热以产生氯化氢。1840 年，戴维证明 𝐻𝐶𝑙 是一种由氯和氢组成的化合物。盐酸也称为盐酸。盐酸是通过将浓 $\mathrm{H_{2}SO_{4}}$ 与 𝑁𝑎𝐶𝑙 晶体加热制成的。

$$\mathrm{NaCl\:+\:H_{2}SO_{4}\:\rightarrow\:NaHSO_{4}\:+\:HCl}$$

• 最终会得到硫酸氢钠，这是一种不溶性副产物。因此，我们用更多的氯化钠补充它。有必要将这种混合物加热到更高的温度。会产生 $\mathrm{HCl}$ 气体和可溶性硫酸钠。浓硫酸用于干燥这种 HCl。当存在强石灰或五氧化二磷时，𝐻𝐶𝑙 不会干燥。这是因为这两种分子都会与之反应。

$$\mathrm{NaHSO_{4}\:+\:HCl\:\rightarrow\:Na_{2}SO_{4}\:+\:HCl}$$

• 大多数产生的氯化氢通常是其他化学反应的副产物。当烃类氯化时，也会产生𝐻𝐶𝑙。

• 将氯化氢气体溶解在水中制成盐酸。通常使用由陶瓷、玻璃或有时是钽制成的设备，因为酸具有腐蚀性。

直接合成

氯和氢可以结合生成非常纯净的氯化氢。以下是相同的化学反应。

$$\mathrm{Cl_{2}\:+\:H_{2}\:\rightarrow\:2HCl}$$

由于反应是放热的，因此我们可以将装置称为 HCl 燃烧器或 HCl 炉。将所得的化学纯盐酸可用于将氯化氢气体溶解在去离子水中。

有机合成

• 工业上生产氯化氢通常涉及氯化和氟化有机化学品的合成，例如四氟乙烯、聚氯乙烯和氟利昂、氯乙酸。

• 盐酸的生成及其有限的现场应用通常是相关的过程。在化学过程中，氯原子可以取代烃上的氢原子，释放出的氢原子随后与氯分子中的额外原子结合形成氯化氢。

• 导致氟化的化学反应是氯取代，然后产生新的氯化氢。

$$\mathrm{R\:-\:H\:+\:Cl_{2}\rightarrow\:R\:-\:Cl\:+\:HCl}$$

$$\mathrm{R\:-\:Cl\:+\:HF\rightarrow\:R\:-\:F\:+\:HCl}$$

氯化氢气体的用途

• 在𝐻𝐶𝑙的帮助下，可以制备王水、氯和其他氯化物。

• 它也可以用作科学环境中的试剂。

• 它可以用作溶剂来溶解惰性气体。

• 在将铁或钢加工成薄板、带材涂层和线材或镀锡产品之前，使用酸洗过程去除其上的氧化铁，该过程使用稀盐酸。

• 制造有机化合物 - HCl 有助于制造有机物质，如二氯甲烷和氯乙烯，这两种物质都用于制造 PVC。此外，它还生产药物和有机化学品，如抗坏血酸。

• 无机化合物的合成 - HCl 用于合成用于水处理的化学品是有利的。用于处理水的有效物质的例子包括聚氯化铝、铁酸和碳酸铝。此外，它还有助于再生离子交换树脂，尤其是在从树脂中沉淀阳离子时。

• 胃酸 - 人体产生的胃液有助于消化，其中含有盐酸，这是一个重要的组成部分。胃中存在的盐酸可以将惰性的胃蛋白酶原转化为活性胃蛋白酶，这有助于消化，通过断裂结合氨基酸的键。这个过程被称为蛋白质水解。胃液中存在盐酸，这对于消化是必要的。

结论

氯化氢是由氢和氯元素组成的化合物。它迅速溶解在水中形成盐酸溶液。这两种化学品都用于许多重要的工业过程中，例如冶金、药物、染料和合成橡胶的生产。它也是人体消化中的重要组成部分。使用它合成各种有机和无机化合物。由于其高度酸性使其成为分析和作为通用酸的极其有价值的材料，因此大多数实验室都可以找到盐酸。

常见问题

1. 使用哪种类型的酸来产生氯化氢气体？

使用浓硫酸产生氯化氢气体。

2. 举出两种气体结合生成白色固体的例子？

氨与氯化氢反应会生成白色固体。

3. 为什么无法将稀盐酸煮沸至高于 22.2% 的浓度？

通过煮沸，它只能浓缩到最大 22.2%，因为稀盐酸的气态分子会与水蒸气混合。

4. 氯化氢气体有哪些物理特性？

• 它是一种惰性气体，没有气味或颜色。

• 它尝起来很糟糕，闻起来很刺鼻。

• 它易溶于其他非极性溶剂和水。

• 𝐻𝐶𝑙 气体的沸点为 -82°C，熔点为 -112°C。

• 它具有腐蚀性，吸入后会导致窒息、咳嗽和打喷嚏，以及刺激、疼痛和炎症。

5. 如何将氯化氢转化为新生态氯？

通过混合一份浓硝酸、氯化氢和三份浓盐酸来制备新生态氯。