盐酸

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鹽鏹水(混和物)(溶液)
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| HPhrases = 。盐酸的中文命名最早应追溯至1855年英国传教医师合信编写的《博物新编》。此书在上海出版,主要介绍西方近代的自然科学知识,其中提到了“盐强水”的制备方法及性质,此“盐强水”即盐酸。而在19世纪傅兰雅、徐寿翻译的《化学鉴原》中,盐酸的命名是“氢绿”。这段时间,对化学物质的命名种类繁多,一直到1932年《化学命名原则》的颁布才得以统一。现行的1980年《中国化学会无机化学命名原则》中提到了盐酸及其别名氢氯酸。

另外,在德语中,盐酸叫做“”,其字面意思即“盐酸”。

历史
9—10世纪
10世纪初,波斯医生兼炼金术士阿布·贝克尔·拉齐(约865—925)使用卤砂(氯化铵)和硫酸鹽(各种金属的水合硫酸盐)进行了实验,将其一起蒸馏,从而产生气体氯化氢。在这样做的过程中,拉齐可能偶然发现了一种生产盐酸的原始方法,正如他的《秘密之书》()中的以下配方所示:

然而,拉齐的大部分实验似乎都忽略了气体产物,而是专注于残留物可能产生的颜色变化。据科学史家罗伯特·马尔特霍夫称,氯化氢气体已被制得多次,但没有人明确认识到,通过将其溶解在水中,可能会产生盐酸。

11—13世纪
《论明矾和盐》()是一部11世纪或12世纪的阿拉伯语文献,该书借鉴了拉齐的实验,但被错误地认为是拉齐的作品,并由克雷莫纳的杰拉德(1144—1187)翻译成拉丁文, 描述了金属与各种盐和汞在加热的情况下,生成氯化汞(II)(腐蚀性升华物)。在此过程中,盐酸实际上已经开始形成,但它立即与汞反应,产生腐蚀性的升华物。

盐酸的原始制法
对于十三世纪的拉丁炼金术士而言,《论明矾和盐》是他们的主要参考著作,他们对腐蚀性升华物的氯化特性着迷,他们很快发现,当这些金属从硫酸盐、明矾的加热过程中消失时,强无机酸可直接蒸馏得到。

14—15世纪
王水
王水是一种由盐酸与硝酸组成的混合物。

欧洲炼金术士的作品中提到,可以通过将卤砂(主要成分为氯化铵)溶于硝酸来制备王水。也有说法称最先在手稿中提到王水的是在13世纪末的拜占庭。

16—17世纪
盐酸的纯化
16世纪,利巴菲乌斯第一次正式记载了分离出的纯净盐酸,他是在粘土坩埚中加热盐与浓硫酸的混合物来制备它的。也有一些作者认为纯的盐酸是由15世纪德国本笃会的制备的,他的方法是将食盐与硫酸亚铁混合加热后酸化。不过,一些作者认为直到16世纪末都没有文献明确表明有人制备过纯的盐酸。

17世纪,德国卡尔施塔特的約翰·格勞勃通过加热氯化钠和硫酸来制备硫酸钠,并释放出了氯化氢气体。1772年,英国利兹的约瑟夫·普利斯特里制出了纯的氯化氢气体。1808年,英国彭赞斯的汉弗里·戴维证明了氯化氢气体由氢、氯两种元素组成。

盐酸的工业化生产
工业革命期间,欧洲对碱的需求有所增加。法国伊苏丹的尼古拉斯·勒布朗新发现了一种碳酸钠(苏打)工业制法,使碳酸钠得以大规模廉价生产。勒布朗制碱法用硫酸、石灰石、煤将食盐转变为苏打,同时生成副产物氯化氢气体。这些氯化氢大多排放到空气中,直到各国出台相关法规(例如英国《》)后,苏打生产商们才用水吸收氯化氢,使得盐酸在工业上大量生产。

20世纪,无盐酸副产物的氨碱法已经完全取代勒布朗法。这时盐酸已成为许多化工应用中很重要的一种化学品,因而人们开发了许多其他的制备方法,其中一些至今仍在使用。2000年後,绝大部分盐酸都是由工业生产有机物得到的副产品氯化氢溶于水而得到的。

溶解金属
盐酸等无机酸的知识对于(1572—1637)和罗伯特·波义耳(1627—1691)等17世纪的化学家至关重要,他们利用盐酸快速溶解金属的能力來展示物质的化学性质。

与毒品的关系
1988年,因为盐酸常用于制备海洛因、可卡因、甲基苯丙胺等毒品,《联合国禁止非法贩运麻醉药品和精神药物公约》将其列入了表二-前体中。

物理性质
盐酸的物理性质(如熔点、沸点、密度与pH等)取决于其溶质氯化氢的浓度或摩尔浓度。氯化氢的质量分数范围为接近0%(极稀的溶液)到超过40%(发烟盐酸)。

如下左图所示,盐酸共有四个结晶的共熔点,分别对应四种晶体:68%(HCl的质量分数,下同)时的[H3O]Cl、51%时的[H5O2]Cl、41%时的[H7O3]Cl和25%时的[H3O]Cl·5H2O。另外在24.8%时还有另一种亚稳的[H7O3]Cl和冰的共晶混合物生成。

制备
盐酸主要由氯化氢溶于水来制备。而氯化氢又有多种制备的方式,所以有许多前体。另外,也可以通过氯气与二氧化硫在水溶液中作用来制备:
:\rm SO_2+Cl_2+2H_2O \rightarrow 2HCl+H_2SO_4]]

用重水水解氯化物(如三氯化磷、二氯亚砜等)或酰氯,可以得到氘代盐酸:
:\rm PCl_3+3D_2O \rightarrow H_3PO_3+3DCl
:\rm RCOCl+D_2O \rightarrow RCOOH+DCl。

世界上生产盐酸最多的公司是陶氏化工,若计入氯化氢气体,其产量约为每年两百万吨(2Mt/a)。另外,、东曹株式会社、阿克苏诺贝尔与泰森德洛的产量分别为0.5-1.5Mt/a。据估计,世界的总产量为20Mt/a,其中3Mt/a由直接合成得到,剩下的都是有机反应等得到的副产物。迄今为止,大部分的盐酸都由生产者自己使用,而在世界市场上流通的大约只有5Mt/a。

:\rm HCl + H_2O \rightarrow H_3O^+ + Cl^-

可以看出,电离后生成的阴离子是Cl−,所以盐酸可以用于制备氯化物,例如氯化钠。盐酸是强酸,在水中能够完全电离。。向盐酸溶液中加入氯化物(比如NaCl)时pH基本不变,这是因为Cl−是盐酸的共轭碱,强度极弱。所以在计算时,若不考虑极稀的溶液,可以假设H+的物质的量浓度与原氯化氢浓度相同。如此做即使精确到四位有效数字都不会有误差。

盐酸也常用于溶解固体样品以便进一步分析。稀盐酸能够溶解许多金属(金属活动性排在氢之前的),生成金属氯化物与氢气:
:\rm M + nHCl \rightarrow MCl_n + \frac{1}{2}nH_2

或者与碳酸钙或氧化铜反应生成易溶的物质以便分析。。

此外,胺的盐酸盐的熔点或分解点可以用来测定胺的种类:
:\rm R_1R_2C=O \xrightarrow{Zn-Hg,\ HCl(con.)} R_1R_2CH_2

但应注意,此法只适用于对酸稳定的化合物,α、β-碳碳双键等也会被还原。

浓盐酸与无水氯化锌混合可以制得卢卡斯试剂,用来鉴别六碳及以下的醇是伯醇、仲醇还是叔醇。

鹽酸與烯、炔等發生加成反應。反應遵從馬氏規則。

由於鹽酸是種酸,因此可催化羥醛縮合、烯醇-酮互變異構等有機反應。

酸鹼反應
鹽酸還可以與氫氧化鈉发生中和反应,產生氯化钠:
:\rm HCl+NaOH \rightarrow NaCl+H_2O

鹽酸亦可與帶鹼性的氨反應,生成氯化銨。化學式如下:
: HCl + NH3 -> NH4Cl
氨水跟鹽酸放在一起時,便會發生以上反應,出現的白煙便是固體的氯化銨。此反應可以用來檢驗氨。

鹽酸跟其他酸一樣,可以跟碳酸鹽或碳酸氫鹽反應,生成新的鹽(氯化物)、二氧化碳和水。以碳酸鈉和鹽酸的反應為例子
:Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + CO2 +H2O

应用
盐酸是一种无机强酸,在工业加工中有着广泛的应用,例如金属的精炼。盐酸往往能够决定产品的质量。、抗坏血酸等。企业合成PVC时通常不用市售的,而使用内部制备的盐酸。盐酸在制药方面也有很大的用途。。

用盐酸还可以制备其他的无机物,包括道路用盐氯化钙、电镀用盐氯化镍、镀锌工业和电池制造业用盐氯化锌等。,以及用于建筑业,但盐酸较为危险,使用时需谨慎。比如加入漂白水混用時,要小心會產生有毒的氯氣。它与石灰砂浆中的碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水:
:\rm 2HCl+CaCO_3 \rightarrow CaCl_2+CO_2+H_2O

在明胶、食品、食品原料和食品添加剂的生产中常用到盐酸。典型例子有阿斯巴甜、果糖、柠檬酸、赖氨酸、酸水解植物蛋白等。这些工艺都使用食品级(非常纯)的盐酸。

氯离子(Cl−)和氢离子(H+)由壁细胞分泌。壁细胞位于胃粘膜上,胃粘膜又在胃的顶部区域,即胃底。壁细胞中含有大量分泌小管,两种离子在其中结合,之后进入胃腔。

胃酸是抵御微生物感染的屏障,对食物的消化也很重要。胃酸较低的pH使蛋白质变性,让其易为消化酶中的胃蛋白酶所水解。低pH也能促使酶前体胃蛋白酶原自我切割活化为胃蛋白酶。食糜离开胃部进入十二指肠以后,其中所含的盐酸便被十二指肠中的碳酸氢钠中和。

安全性
浓盐酸(发烟盐酸)会挥发出酸雾。盐酸本身和酸雾都会腐蚀人体组织,可能会不可逆地损伤呼吸器官、眼部、皮肤和胃肠等。在将盐酸与氧化剂(例如漂白剂次氯酸钠或高锰酸钾等)混合时,会产生有毒气体氯气。

:\rm NaClO + 2 HCl \rightarrow H_2O + NaCl + Cl_2

:\rm 2 KMnO_4 + 16 HCl \rightarrow 2 MnCl_2 + 8 H_2O + 2 KCl + 5 Cl_2

人们常穿戴个人防护装备来减少处理盐酸带来的危害,包括乳胶手套、护目镜、耐腐蚀的服装与鞋等。美国国家环境保护局已将盐酸定为有毒物质。誤食鹽酸等腐蝕性物質而中毒者只可提供牛奶或生蛋白。

氯化氢的危险性取决于其浓度。下表中列出了欧盟对盐酸溶液的分类。

盐酸的联合国危险货物编号是1789,在装它的容器上需要注明这个编号。

参见

  • 氯化物

** 氯化氢
** 有机氯化合物

  • 王水

**王酸

注释
参考文献
外部链接

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一般安全信息

污染源监管信息

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