Разъедает ли соляная кислота металл

Обновлено: 05.10.2024

ОТНОШЕНИЕ МЕТАЛЛОВ К КИСЛОТАМ

Чаще всего в химической практике используются такие сильные кислоты как серная H ₂ SO ₄ , соляная HCl и азотная HNO ₃ . Далее рассмотрим отношение различных металлов к перечисленным кислотам.

Соляная кислота ( HCl )

Соляная кислота – это техническое название хлороводородной кислоты. Получают ее путем растворения в воде газообразного хлороводорода – HCl . Ввиду невысокой его растворимости в воде, концентрация соляной кислоты при обычных условиях не превышает 38%. Поэтому независимо от концентрации соляной кислоты процесс диссоциации ее молекул в водном растворе протекает активно:

Образующиеся в этом процессе ионы водорода H + выполняют роль окислителя, окисляя металлы, расположенные в ряду активности левее водорода. Взаимодействие протекает по схеме:

Me + HCl соль + H ₂ ↑

При этом соль представляет собой хлорид металла ( NiCl ₂ , CaCl ₂ , AlCl ₃ ), в котором число хлорид-ионов соответствует степени окисления металла.

Соляная кислота является слабым окислителем, поэтому металлы с переменной валентностью окисляются ей до низших положительных степеней окисления:

Fe 0 → Fe 2+

Co 0 → Co 2+

Ni 0 → Ni 2+

Cr 0 → Cr 2+

Mn 0 → Mn 2+ и др .

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl ₃ + 3 H ₂ ↑

2│ Al 0 – 3 e - → Al 3+ - окисление

3│2 H + + 2 e - → H ₂ – восстановление

Соляная кислота пассивирует свинец ( Pb ). Пассивация свинца обусловлена образованием на его поверхности трудно растворимого в воде хлорида свинца ( II ), который защищает металл от дальнейшего воздействия кислоты:

Pb + 2 HCl → PbCl ₂ ↓ + H ₂ ↑

Серная кислота ( H ₂ SO ₄ )

В промышленности получают серную кислоту очень высокой концентрации (до 98%). Следует учитывать различие окислительных свойств разбавленного раствора и концентрированной серной кислоты по отношению к металлам.

Разбавленная серная кислота

В разбавленном водном растворе серной кислоты большинство ее молекул диссоциируют:

Образующиеся ионы Н + выполняют функцию окислителя.

Как и соляная кислота, разбавленный раствор серной кислоты взаимодействует только с металлами активными и средней активности (расположенными в ряду активности до водорода).

Химическая реакция протекает по схеме:

1│2Al 0 – 6e - → 2Al 3+ - окисление

Металлы с переменной валентностью окисляются разбавленным раствором серной кислоты до низших положительных степеней окисления:

Mn 0 → Mn 2+ и др .

Свинец ( Pb ) не растворяется в серной кислоте (если ее концентрация ниже 80%) , так как образующаяся соль PbSO ₄ нерастворима и создает на поверхности металла защитную пленку.

Концентрированная серная кислота

В концентрированном растворе серной кислоты (выше 68%) большинство молекул находятся в недиссоциированном состоянии, поэтому функцию окислителя выполняет сера, находящаяся в высшей степени окисления ( S +6 ). Концентрированная H ₂ SO ₄ окисляет все металлы, стандартный электродный потенциал которых меньше потенциала окислителя – сульфат-иона SO ₄ 2- (0,36 В). В связи с этим, с концентрированной серной кислотой реагируют и некоторые малоактивные металлы.

Процесс взаимодействия металлов с концентрированной серной кислотой в большинстве случаев протекает по схеме:

Me + H ₂ SO _{4 (конц.)} соль + вода + продукт восстановления H ₂ SO ₄

Продуктами восстановления серной кислоты могут быть следующие соединения серы:

Практика показала, что при взаимодействии металла с концентрированной серной кислотой выделяется смесь продуктов восстановления, состоящая из H ₂ S , S и SO _2. Однако, один из этих продуктов образуется в преобладающем количестве. Природа основного продукта определяется активностью металла: чем выше активность, тем глубже процесс восстановления серы в серной кислоте.

Взаимодействие металлов различной активности с концентрированной серной кислотой можно представить схемой:

Алюминий ( Al ) и железо ( Fe ) не реагируют с холодной концентрированной H ₂ SO ₄ , покрываясь плотными оксидными пленками, однако при нагревании реакция протекает.

Ag , Au , Ru , Os , Rh , Ir , Pt не реагируют с серной кислотой.

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, поэтому при взаимодействии с ней металлов, обладающих переменной валентностью, последние окисляются до более высоких степеней окисления, чем в случае с разбавленным раствором кислоты:

Fe 0 → Fe 3+ ,

Cr 0 → Cr 3+ ,

Mn 0 → Mn 4+ ,

Sn 0 → Sn 4+

Свинец ( Pb ) окисляется до двухвалентного состояния с образованием растворимого гидросульфата свинца Pb ( HSO ₄ )₂ .

Соляная кислота — одна из самых сильных кислот, чрезвычайно востребованный реактив

Соляная кислота — неорганическое вещество, одноосновная кислота, одна из самых сильных кислот. Используются также другие названия: хлористый водород, кислота хлороводородная, кислота хлористоводородная.

Свойства

Кислота в чистом виде представляет собой жидкость без цвета и запаха. Техническая кислота обычно содержит примеси, которые придают ей слегка желтоватый оттенок. Соляную кислоту часто называют «дымящей», так как она выделяет пары хлороводорода, вступающие в реакцию с влагой воздуха и образующие кислотный туман.

Очень хорошо растворяется в воде. При комнатной температуре максимально возможное по массе содержание хлороводорода —38%. Кислота концентрации большей 24% считается концентрированной.

Хлористоводородная кислота активно вступает в реакции с металлами, оксидами, гидроксидами, образуя соли — хлориды. HCl взаимодействует с солями более слабых кислот; с сильными окислителями и аммиаком.

Для определения соляной кислоты или хлоридов используют реакцию с нитратом серебра AgNO3, в результате которой выпадает белый творожистый осадок.

Техника безопасности

Вещество очень едкое, разъедает кожу, органические материалы, металлы и их окислы. На воздухе выделяет пары хлороводорода, которые вызывают удушье, ожоги кожи, слизистой глаз и носа, повреждают органы дыхания, разрушают зубы. Соляная кислота относится к веществам 2 степени опасности (высокоопасным), ПДК реактива в воздухе составляет 0,005 мг/л. Работать с хлористым водородом можно только в фильтрующих противогазах и защитной одежде, включая резиновые перчатки, фартук, спецобувь.

При разливе кислоты ее смывают большим количеством воды или нейтрализуют щелочным растворами. Пострадавших от кислоты следует вынести из опасной зоны, промыть кожу и глаза водой или содовым раствором, вызвать врача.

Перевозить и хранить хим реактив допускается в стеклянной, пластиковой таре, а также в металлической таре, покрытой изнутри резиновым слоем. Тара должна герметично закрываться.

Получение

В промышленных масштабах соляную кислоту получают из газообразного хлороводорода (HCl). Сам хлороводород производится двумя основными способами:
— экзотермической реакцией хлора и водорода — таким образом получают реактив высокой чистоты, например, для пищевой промышленности и фармацевтики;
— из сопутствующих промышленных газов — кислота на основе такого HCl называется абгазной.

Это любопытно

Именно соляной кислоте природа «поручила» процесс расщепления пищи в организме. Концентрация кислоты в желудке составляет всего 0,4%, но этого оказывается достаточно, чтобы за неделю переварить бритвенное лезвие!

Кислота вырабатывается клетками самого желудка, который защищен от этой агрессивной субстанции слизистой оболочкой. Тем не менее, его поверхность обновляется ежедневно, чтобы восстановить поврежденные участки. Кроме участия в процессе переваривания пищи, кислота выполняет еще и защитную функцию, убивая болезнетворные микроорганизмы, попадающие в организм через желудок.

Применение

— В медицине и фармацевтике — для восстановления кислотности желудочного сока при его недостаточности; при анемии для улучшения всасываемости железосодержащих лекарств.
— В пищепроме это пищевая добавка, регулятор кислотности Е507, а также ингредиент сельтерской (содовой) воды. Используется при изготовлении фруктозы, желатина, лимонной кислоты.
— В химической промышленности — основа для получения хлора, соды, глутамината натрия, хлоридов металлов, например, хлорида цинка, хлорида марганца, хлорида железа; синтеза хлорорганических веществ; катализатор в органических синтезах.
— Больше всего производимой в мире хлористоводородной кислоты расходуется в металлургии для очистки заготовок от окислов. Для этих целей применяется ингибированная техническая кислота, в состав которой введены специальные ингибиторы (замедлители) реакции, благодаря чему реактив растворяет окислы, но не сам металл. Также соляной кислотой травят металлы; очищают их перед лужением, пайкой, гальванированием.
— Обрабатывают кожу перед дублением.
— В добывающей отрасли востребована для очистки буровых скважин от отложений, для обработки руд и горных пластов.
— В лабораторной практике хлористоводородная кислота используется как популярный реактив для аналитических исследований, для очистки сосудов от трудноудаляемых загрязнений.
— Применяется в каучуковой, целлюлозно-бумажной индустрии, в черной металлургии; для очистки котлов, труб, оборудования от сложных отложений, накипи, ржавчины; для очистки керамических и металлических изделий.

Раствор соляной кислоты: свойства и применение

Что представляет собой раствор соляной кислоты? Это – соединение воды (H2O) и хлороводорода (HCl), который является бесцветным термическим газом с характерным запахом. Хлориды отлично растворяются и распадаются на ионы. Соляная кислота является самым известным соединением, которое образует HCl, так что о нем и его особенностях можно рассказать в подробностях.

Описание

Раствор соляной кислоты относится к классу сильных. Он бесцветный, прозрачный и едкий. Хотя техническая соляная кислота имеет желтоватый цвет, обусловленный наличием примесей хлора, железа и прочих элементов. На воздухе «дымится».

Стоит отметить, что данное вещество присутствует и в организме каждого человека. В желудке, если быть точнее, в концентрации 0.5%. Интересно, что этого количества достаточно для полного разрушения бритвенного лезвия. Вещество разъест его всего за неделю.

В отличие от той же серной, кстати, масса соляной кислоты в растворе не превышает 38 %. Можно сказать, что данный показатель – «критическая» точка. Если начать увеличивать концентрацию, то вещество просто будет испаряться, вследствие чего хлороводород просто улетучится вместе с водой. Плюс ко всему, данная концентрация сохраняется лишь при 20 °C. Чем выше температура – тем быстрее протекает испарение.

Взаимодействие с металлами

Раствор соляной кислоты может вступать во многие реакции. В первую очередь с металлами, которые стоят до водорода в ряду электрохимических потенциалов. Это – последовательность, в которой элементы идут по мере увеличения такой свойственной им меры, как электрохимический потенциал (φ 0 ). Данный показатель крайне важен в полуреакциях восстановления катиона. К тому же именно этот ряд демонстрирует активность металлов, проявляемую ими в окислительно-восстановительных реакциях.

Так вот, взаимодействие с ними происходит с выделением водорода в виде газа и с образованием соли. Вот пример реакции с натрием, мягким щелочным металлом: 2Na + 2HCl → 2NaCl +Н₂↑.

С другими веществами взаимодействие протекает по похожим формулам. Так выглядит реакция с алюминием, легким металлом: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3Н₂↑.

Реакции с оксидами

С данными веществами раствор кислоты соляной тоже прекрасно взаимодействует. Оксиды – это бинарные соединения элемента с кислородом, имеющие степень окисления, составляющую -2. Всем известными примерами являются песок, вода, ржавчина, красители, углекислый газ.

Соляная кислота взаимодействует не со всеми соединениями, а лишь с оксидами металлов. Вследствие реакции также образуется растворимая соль и вода. В качестве примера можно привести процесс, происходящий между кислотой и оксидом магния, щелочноземельного металла: MgO + 2HCl → MgCl₂ + Н₂О.

Реакции с гидроксидами

Так называются неорганические соединения, в составах которых присутствует гидроксильная группа –ОН, в которой атомы водорода и кислорода соединены ковалентной связью. И, поскольку раствор соляной кислоты взаимодействует лишь с гидроксидами металлов, стоит упомянуть, что некоторые из них называются щелочами.

Так что получающаяся в итоге реакция называется нейтрализацией. Ее результатом является образование слабо диссоциирующего вещества (то есть воды) и соли.

В качестве примера можно привести реакцию небольшого объема раствора соляной кислоты и гидроксида бария, мягкого щелочноземельного ковкого металла: Ва(ОН)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2Н₂О.

Взаимодействие с другими веществами

Кроме перечисленного, соляная кислота может вступать в реакции и с соединениями иных типов. В частности, с:

Солями металлов, которые образованы другими, более слабыми кислотами. Вот пример одной из таких реакций: Na₂Co₃ + 2HCl → 2NaCl +Н₂О + СО₂↑. Здесь показано взаимодействие с солью, образованной угольной кислотой (Н₂СО₃).
Сильными окислителями. С диоксидом марганца, например. Или с перманганатом калия. Сопровождаются такие реакции выделением хлора. Вот один из примеров: 2KMnO₄ +16HCl → 5Cl₂↑ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8Н₂О.
Аммиаком. Это – нитрид водорода с формулой NH₃, представляющий собой бесцветный, но резко пахнущий газ. Следствие его реакции с раствором соляной кислоты – масса густого белого дыма, состоящего из мелких кристаллов хлорида аммония. Который, кстати, всем известен, как нашатырь (NH₄Cl).Формула взаимодействия следующая: NH₃ + HCl → NH₄CL.
Нитратом серебра – неорганическим соединением (AgNO₃), являющимся солью азотной кислоты и металла серебра. Вследствие контакта с ним раствора соляной кислоты возникает качественная реакция – образование творожистого осадка хлорида серебра. Который не растворяется в азотной. Выглядит это так: HCL +AgNO₃ → AgCl↓ + HNO₃.

Получение вещества

Теперь можно поговорить о том, что делают для образования соляной кислоты.

Сначала, посредством сжигания в хлоре водорода, получают главный компонент – газообразный хлороводород. Который потом растворяют в воде. Результатом этой простой реакции становится образование синтетической кислоты.

Еще данное вещество можно получить из абгазов. Это – химические отходящие (побочные) газы. Они образуются при самых разных процессах. К примеру, при хлорировании углеводородов. Находящийся в их составе хлороводород называют абгазным. И кислоту, полученную таким образом, соответственно.

Следует отметить, что в последние годы доля абгазного вещества в общем объеме его производства увеличивается. А кислота, образованная вследствие сжигания в хлоре водорода, вытесняется. Однако справедливости ради нужно отметить, что в ней содержится меньше примесей.

Применение в быту

Во многих чистящих средствах, которыми люди, занимающиеся хозяйством, пользуются регулярно, присутствует определенная доля раствора соляной кислоты. 2-3 процента, а иногда и меньше, но он там есть. Именно поэтому, приводя сантехнику в порядок (вымывая кафель, например), нужно надевать перчатки. Высококислотные средства могут навредить коже.

Еще раствор используют в качестве пятновыводителя. Он помогает избавиться от чернил или ржавчины на одежде. Но чтобы эффект был заметен, надо использовать более концентрированное вещество. Подойдет раствор соляной кислоты в 10%. Он, к слову, превосходно выводит накипь.

Важно правильно хранить вещество. Содержать кислоту в стеклянных емкостях и в местах, куда не доберутся животные и дети. Даже слабый раствор, попавший на кожу или слизистую оболочку, может стать причиной химического ожога. Если это случилось, необходимо срочно промыть участки водой.

В области строительства

Использование соляной кислоты и ее растворов – это популярный способ улучшения множества строительных процессов. Например, ее нередко добавляют в бетонную смесь, чтобы увеличить морозостойкость. К тому же так она быстрее застывает, а стойкость кладки к влаге повышается.

Еще соляную кислоту используют, как очиститель от известняка. Ее 10-процентный раствор – лучший способ борьбы с грязью и следами на красном кирпиче. Для очистки других не рекомендуется его использовать. Структура других кирпичей более чувствительна к воздействию данного вещества.

В медицине

В данной сфере рассматриваемой вещество тоже активно применяется. Разбавленная соляная кислота оказывает следующие действия:

Переваривает в желудке белки.
Останавливает развитие злокачественных образований.
Помогает в лечении онкологических заболеваний.
Нормализует кислотно-щелочной баланс.
Служит эффектным средством при профилактике гепатита, сахарного диабета, псориаза, экземы, ревматоидного артрита, желчнокаменной болезни, розовых угрей, астмы, крапивницы и многих других недугов.

В общем, полезный препарат. Если у человека понижена кислотность желудочного сока, то ему не помешает пропить курс медикаментов, в составе которых есть соляная кислота. Неплохим вариантом является «Орто Таурин Эрго». Он увеличивает уровень соляной кислоты в желудочной среде, помогает бороться с бактериями и паразитами.

В голову пришла идея разбавить кислоту и употреблять ее внутрь в таком виде, а не в составе медикаментов? Такое практикуется, но категорически запрещено делать это без врачебной консультации и получения инструкции. Неправильно рассчитав пропорции, можно проглотить избыток раствора соляной кислоты, и просто сжечь себе желудок.

Кстати, еще можно принимать медикаменты, стимулирующие выработку данного вещества. И не только химические. Тот же аир, перечная мята и полынь способствуют этому. Отвары на их основе можно сделать самому, и пропить для профилактики.

Ожоги и отравление

Каким бы эффективным ни было это средство, оно опасно. Соляная кислота, в зависимости от концентрации, может спровоцировать химические ожоги четырех степеней:

Возникает лишь покраснение и боль.
Появляются пузыри с прозрачной жидкостью и отек.
Формируется некроз верхних слоев кожи. Пузыри заполняются кровью или мутным содержимым.
Поражение достигает сухожилий и мышц.

Если вещество каким-то образом попало в глаза, надо промыть их водой, а потом содовым раствором. Но в любом случае первым делом надо вызвать скорую.

Попадание кислоты внутрь чревато острыми болями в груди и животе, отеком гортани, рвотными кровавыми массами. Как следствие – тяжелые патологии печени и почек.

А к первым признакам отравления парами относят сухой частый кашель, удушье, повреждение зубов, жжение в слизистых оболочках и боли в животе. Первая неотложная помощь – это умывание и полоскание полости рта водой, а также доступ к свежему воздуху. Настоящую помощь может оказать лишь токсиколог.

Чем опасна соляная кислота?

Соляная кислота (хлористоводородная кислота) – водный раствор хлористого водорода HCl, представляет собой прозрачную бесцветную жидкость с острым запахом хлористого водорода. Техническая кислота имеет желтовато-зеленый цвет из-за примесей хлора и солей железа.

Хлористоводородная кислота является крайне опасным веществом. При попадании на кожу вызывает сильные ожоги. Особенно опасно попадание в глаза.

Оно едкое, способно разъесть кожу человека, органические материалы, а также металлические предметы. Очень опасны туман и пары хлороводорода, образующиеся при взаимодействии с воздухом концентрированной кислоты. Они раздражают слизистые оболочки и дыхательные пути. Длительная работа в атмосфере HCl вызывает катары дыхательных путей, может привести к удушью, ожогам слизистой и кожи, разрушение зубов, помутнение роговицы глаз, изъязвление слизистой оболочки носа, желудочно-кишечные расстройства. Острое отравление сопровождается охриплостью голоса, удушьем, насморком, кашлем. Соляная кислота имеет 2 класс опасности.

При попадании соляной кислоты на кожные покровы ее необходимо немедленно смыть обильной струей воды

В случае утечки или разлива соляная кислота может нанести существенный ущерб окружающей среде. Во-первых, это приводит к выделению паров вещества в атмосферный воздух в количествах, превышающих санитарно-гигиенические нормативы, что может повлечь отравление всего живого, а также появлению кислотных осадков, которые могут привести к изменению химических свойств почвы и воды.

Во-вторых, она может просочиться в грунтовые воды, в результате чего может произойти загрязнение внутренних вод.

Там, где вода в реках и озерах стала довольно кислой (рН менее 5) исчезает рыба. При нарушении трофических цепей сокращается число видов водных животных, водорослей и бактерий.

В городах кислотные осадки ускоряют процессы разрушения сооружений из мрамора и бетона, памятников и скульптур. При попадании на металлы соляная кислота вызывает их коррозию, а, реагируя с такими веществами, как хлорная известь, диоксид марганца, или перманганат калия, образует токсичный газообразный хлор.

Работы с соляной кислотой необходимо производить с особой осторожностью. При не больших объемах используют защиту органов дыхания (противогазы) и защитную одежду: кислотоустойчивые фартуки, костюмы химзащиты серии Стрелец – Стрелец Л-2 и Стрелец Сплэш, а при опасности облива (разлива кислоты в больших объемах) изолирующие костюмы химзащиты Стрелец.

Ликвидацию аварий, при разливе соляной кислоты производят ее нейтрализацию большим количеством воды и раствором щелочей. Пострадавших от воздействия хлористого водорода сначала выводят из опасной зоны. Потом промывают кожу и глаза большим количеством воды и госпитализируют в мед учреждение для оказания помощи.

В случае разлива соляную кислоту смывают с поверхностей большим количеством воды или щелочного раствора, который нейтрализует кислоту.

Телефон доверия Главного управления МЧС России по Вологодской области (8172) 72-99-99.

Читайте также: