Das zusammengesetzte Wasserstoffchlorid hat die Formel HCl. Bei der Raumtemperatur ist es ein farbloses Benzin, das weiße Ausströmungen von Salzsäure auf den Kontakt mit der atmosphärischen Feuchtigkeit bildet. Wasserstoffchlorid Gas- und Salzsäure ist in der Technologie und Industrie wichtig. Der Formel-HCl wird häufig verwendet, um sich, etwas irreführend, zu Salzsäure, eine wässrige Lösung zu beziehen, die aus Wasserstoffchlorid abgeleitet werden kann.

Chemie

Wasserstoffchlorid wird aus diatomic Molekülen zusammengesetzt, jeder, aus einem Wasserstoffatom H und einer Chlor-Atom-Kl. bestehend, hat durch ein covalent einzelnes Band in Verbindung gestanden. Da das Chlor-Atom viel mehr electronegative ist als das Wasserstoffatom, ist das covalent Band zwischen den zwei Atomen ziemlich polar. Folglich hat das Molekül einen großen Dipolmoment mit einer negativen teilweisen Anklage δ am Chlor-Atom und einer positiven teilweisen Anklage δ am Wasserstoffatom. Teilweise wegen seiner hohen Widersprüchlichkeit ist HCl in Wasser (und in anderen polaren Lösungsmitteln) sehr auflösbar.

Auf den Kontakt verbinden sich HO und HCl, um hydronium cations HO und Chlorid-Anion-Kl. durch eine umkehrbare chemische Reaktion zu bilden:

:HCl + HO  HO + Kl.

Die resultierende Lösung wird Salzsäure genannt und ist eine starke Säure. Die saure Trennung oder Ionisation unveränderlich, K, sind groß, was bedeutet, dass sich HCl abtrennt oder praktisch völlig in Wasser in Ionen zerfällt. Sogar ohne Wasser kann Wasserstoffchlorid noch als eine Säure handeln. Zum Beispiel kann sich Wasserstoffchlorid in bestimmten anderen Lösungsmitteln wie Methanol, protonate Moleküle oder Ionen auflösen, und als ein saurer Katalysator für chemische Reaktionen dienen, wo wasserfreie (wasserfreie) Bedingungen gewünscht werden.

:HCl + CHOH  CHOH + Kl.

Wegen seiner acidic Natur ist Wasserstoffchlorid besonders in Gegenwart von der Feuchtigkeit zerfressend.

Struktur und Eigenschaften

Eingefrorener HCl erlebt einen Phase-Übergang an 98.4 K. Die Röntgenstrahl-Puder-Beugung des eingefrorenen Materials zeigt, dass sich das Material von einer orthorhombic Struktur bis eine kubische während dieses Übergangs ändert. In beiden Strukturen sind die Chlor-Atome in einer flächenzentrierten Reihe. Jedoch konnten die Wasserstoffatome nicht gelegen werden. Analyse von spektroskopischen und dielektrischen Daten und Entschluss von der Struktur von DCl zeigen an, dass HCl zickzackförmige Ketten im Festkörper bildet, wie HF tut (sieh Figur auf Recht).

Das Infrarotspektrum des gasartigen Wasserstoffchlorids, das unten gezeigt ist, besteht aus gruppierten ungefähr 2886 Cm von Linien mehrerer scharfer Absorption (Wellenlänge ~3.47 µm). Bei der Raumtemperatur sind fast alle Moleküle im Boden Schwingstaat v = 0. Um ein HCl Molekül dem v = 1 Staat zu fördern, würden wir annehmen, eine Infrarotabsorption ungefähr 2880 Cm zu sehen. Diese Absorption entsprechend dem Q-Zweig wird wegen seiner nicht beobachtet, durch die Symmetrie verboten werden. Statt dessen werden zwei Sätze von Signalen (P- und R-Zweige) infolge der Folge der Moleküle gesehen. Wegen des Quants mechanische Regeln werden nur bestimmte Rotationsweisen erlaubt. Sie werden durch die Rotationsquantenzahl J = 0, 1, 2, 3 charakterisiert... ΔJ kann nur Werte von ± 1 nehmen.

:E (J) = h · B · J (J+1)

Der Wert von B ist viel kleiner als ν e, solch, dass ein viel kleinerer Betrag der Energie erforderlich ist, das Molekül rotieren zu lassen; für ein typisches Molekül liegt das innerhalb des Mikrowellengebiets. Jedoch legt die Schwingenergie des HCl Moleküls seine Absorptionen innerhalb des Infrarotgebiets, ein Spektrum erlaubend, die rovibrational Weisen dieses leicht zu sammelnden Moleküls mit einem gewöhnlichen Infrarotspektrometer mit einer herkömmlichen Gaszelle zeigend.

Natürlich reichliches Chlor besteht aus zwei Isotopen, Kl. und Kl., in einem Verhältnis ungefähr 3:1. Während die Frühlingskonstanten sehr ähnlich sind, sind die reduzierten Massen verschiedene verursachende bedeutende Unterschiede in der Rotationsenergie, so werden Dubletten auf der nahen Inspektion jeder Absorptionslinie beobachtet, die in demselben Verhältnis 3:1 beschwert ist.

Produktion

Der grösste Teil des auf einer Industrieskala erzeugten Wasserstoffchlorids wird für die Salzsäure-Produktion verwendet.

Direkte Synthese

In der chlor-alkalischen Industrie Salzwasser (Mischung des Natriumchlorids und Wasser) ist Lösung electrolyzed das Produzieren des Chlors (Kl.), Natriumshydroxyd und Wasserstoff (H). Das reine Chlor-Benzin kann mit Wasserstoff verbunden werden, um Wasserstoffchlorid zu erzeugen.

:Cl (g) + H (g)  2 HCl (g)

Da die Reaktion exothermic ist, wird die Installation einen HCl Ofen oder HCl Brenner genannt. Das resultierende Wasserstoffchlorid-Benzin ist in deionized Wasser vertieft, auf chemisch reine Salzsäure hinauslaufend. Diese Reaktion kann ein sehr reines Produkt z.B für den Gebrauch in der Nahrungsmittelindustrie geben.

Organische Synthese

Die größte Produktion von Salzsäure wird mit der Bildung von chlorierten und fluorinated organischen Zusammensetzungen, z.B, Teflon, Freon, und anderem CFCs, sowie chloroacetic Säure und PVC integriert. Häufig wird diese Produktion von Salzsäure mit dem gefangenen Gebrauch davon vor Ort integriert. In den chemischen Reaktionen werden Wasserstoffatome auf dem Kohlenwasserstoff durch Chlor-Atome ersetzt, woraufhin sich das veröffentlichte Wasserstoffatom mit dem Ersatzatom vom Chlor-Molekül wiederverbindet, Wasserstoffchlorid bildend. Fluorination ist eine nachfolgende Reaktion des Chlor-Ersatzes, wieder Wasserstoffchlorid erzeugend.

: R-H + Kl.  R-Cl + HCl

: R-Cl + HF  R-F + HCl

Das resultierende Wasserstoffchlorid-Benzin wird entweder direkt wiederverwendet, oder in Wasser vertieft, auf Salzsäure des technischen oder industriellen Ranges hinauslaufend.

Labormethoden

Kleine Beträge von HCl Benzin für den Laborgebrauch können in einem HCl Generator durch das Entwässern von Salzsäure entweder mit Schwefelsäure oder mit wasserfreiem Kalzium-Chlorid erzeugt werden. Wechselweise kann HCl durch die Reaktion von Schwefelsäure mit dem Natriumchlorid erzeugt werden:

:NaCl + HSO  NaHSO + HCl

Diese Reaktion kommt bei der Raumtemperatur vor. Vorausgesetzt dass es Salz gibt, das im Generator bleibt, und es über 200 Grad Celsius geheizt wird, geht die Reaktion dazu weiter;

:NaCl + NaHSO  HCl + NaSO

Für solche Generatoren, um zu fungieren, sollten die Reagenzien trocken sein.

HCl kann auch durch die Hydrolyse von bestimmten reaktiven Chlorid-Zusammensetzungen wie Phosphor-Chloride, thionyl Chlorid (SOCl) und acyl Chloride bereit sein. Zum Beispiel kann kaltes Wasser auf Phosphor pentachloride (PCl) allmählich getropft werden, um HCl in dieser Reaktion zu geben:

:PCl + HO  POCl + 2 HCl

Hohe Reinheitsströme des Benzins verlangen Vortrag-Flaschen oder Zylinder, von denen beide teuer sein können. Im Vergleich verlangt der Gebrauch eines Generators nur Apparat und in einem Laboratorium allgemein verfügbare Materialien.

Anwendungen

Der grösste Teil des Wasserstoffchlorids wird in der Produktion von Salzsäure verwendet. Es ist auch ein wichtiges Reagens in anderen chemischen Industrietransformationen z.B:

• Hydrochloren von Gummi
• Produktion von Vinyl und alkyl Chloriden

In der Halbleiter-Industrie wird es verwendet, um Halbleiter-Kristalle sowohl zu ätzen als auch Silikon über trichlorosilane (SiHCl) zu reinigen.

Es kann auch verwendet werden, um zu behandeln, finden delint es gut, und es von Wolle zu trennen.

Im Laboratorium sind wasserfreie Formen des Benzins besonders nützlich, um Chlorid-basierte Säuren von Lewis zu erzeugen, die für ihre Seiten von Lewis absolut trocken sein müssen, um zu fungieren. Es kann auch verwendet werden, um die entsprechenden wasserhaltigen Formen dieser Materialien dadurch auszutrocknen, es zu übertragen, weil sie geheizt werden; die Materialien würden HCl (g) selbst sonst rauchen und sich zersetzen. Keiner kann dieses Hydrat, mit Standardtrockenapparat-Methoden ausgetrocknet werden.

Geschichte

Alchimisten des Mittleren Alters haben anerkannt, dass Salzsäure (dann bekannt als Geist von Salz oder acidum salis) dunstiges Wasserstoffchlorid veröffentlicht hat, das saure Seeluft genannt wurde. Im 17. Jahrhundert hat Johann Rudolf Glauber Salz (Natriumchlorid) und Schwefelsäure für die Vorbereitung des Natriumssulfats verwendet, Wasserstoffchlorid-Benzin veröffentlichend (sieh Produktion, unten). 1772 hat Carl Wilhelm Scheele auch diese Reaktion gemeldet und wird manchmal seine Entdeckung zugeschrieben. Joseph Priestley hat Wasserstoffchlorid 1772 vorbereitet, und 1810 hat Humphry Davy festgestellt, dass es aus Wasserstoff und Chlor zusammengesetzt wird.

Während der Industriellen Revolution hat die Nachfrage nach alkalischen Substanzen wie Soda-Asche zugenommen, und Nicolas Leblanc hat einen neuen Industrieskala-Prozess entwickelt, für die Soda-Asche zu erzeugen. Im Prozess von Leblanc wurde Salz zur Soda-Asche, mit Schwefelsäure, Kalkstein und Kohle umgewandelt, Wasserstoffchlorid als Nebenprodukt gebend. Am Anfang wurde dieses Benzin abreagiert, um zu lüften, aber das alkalische Gesetz von 1863 hat solche Ausgabe verboten, so dann haben Soda-Asche-Erzeuger das HCl-Verschwendungsbenzin in Wasser absorbiert, Salzsäure auf einer Industrieskala erzeugend. Später wurde der Prozess von Hargreaves entwickelt, der dem Prozess von Leblanc außer dem Schwefel-Dioxyd, Wasser ähnlich ist, und Luft statt Schwefelsäure in einer Reaktion verwendet wird, die exothermic insgesamt ist. Am Anfang des 20. Jahrhunderts wurde der Prozess von Leblanc durch den Prozess von Solvay effektiv ersetzt, der HCl nicht erzeugt hat. Jedoch hat Wasserstoffchlorid-Produktion als ein Schritt in der Salzsäure-Produktion weitergegangen.

Der historische Gebrauch des Wasserstoffchlorids schließt im 20. Jahrhundert hydrochlorinations von alkynes im Produzieren des chlorierten monomers chloroprene und Vinylchlorids ein, die nachher polymerized sind, um polychloroprene (Neopren) und Polyvinylchlorid (PVC) beziehungsweise zu machen. In der Produktion des Vinylchlorids wird Acetylen (CH) durch das Hinzufügen des HCl über das dreifache Band des CH Moleküls, das Drehen des dreifachen in eine Doppelbindung, das Nachgeben des Vinylchlorids hydrochlort.

Der "Acetylen-Prozess", verwendet bis zu den 1960er Jahren, um chloroprene zu machen, bricht durch das Verbinden zwei Acetylen-Molekülen auf, und fügt dann HCl zum angeschlossenen Zwischenglied über das dreifache Band hinzu, um es zu chloroprene, wie gezeigt, hier umzuwandeln:

Dieser "Acetylen-Prozess" ist durch einen Prozess ersetzt worden, der Kl. zu einer der Doppelbindungen im 1,3-butadiene statt dessen hinzufügt und nachfolgende Beseitigung HCl statt dessen sowie chloroprene erzeugt.

Sicherheit

Wasserstoffchlorid bildet zerfressende Salzsäure auf dem Kontakt mit im Körpergewebe gefundenem Wasser. Die Einatmung der Ausströmungen kann das Husten, das Ersticken, die Entzündung der Nase, des Halses und der oberen Atemwege, und in strengen Fällen, Lungenödem, Kreislaufsystemausfall und Tod verursachen. Hautkontakt kann Röte, Schmerz und strenge Hautbrandwunden verursachen. Wasserstoffchlorid kann strenge Brandwunden zum Auge und dauerhaften Augenschaden verursachen.

Das Benzin, stark wasserquellfähig seiend, kann von den Abgasen einer Reaktion durch das Sprudeln davon durch Wasser, das Produzieren nützlicher Salzsäure als ein Nebenprodukt leicht geschrubbt werden.

Jede Ausrüstung, die Wasserstoffchlorid-Benzin behandelt, muss auf einer alltäglichen Basis überprüft werden; besonders Klappe-Stämme und Gangregler. Das Benzin verlangt den Gebrauch von Spezialmaterialien auf allen benetzten Teilen des Wegs des Arbeitsablaufs, weil es aufeinander wirken oder korrodieren wird, wird zahlreiche Material-Salzsäure allein nicht; solcher als fleckenlose und regelmäßige Polymer.

Siehe auch

• Chlorid, anorganische Salze von Salzsäure
• Hydrochlorid, organische Salze von Salzsäure
• Magensäure, Salzsäure hat in den Magen abgesondert, um Verzehren von Proteinen zu helfen

Außenverbindungen

• Thames & Kosmos Chem C2000 Experiment Manual