此條目介紹的是一种水溶液。关于化学式为HCl的气体,请见「
氯化氢 」。
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盐酸 ”2018年6月10日的修訂版本录制的,以
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盐酸 ,學名氢氯酸 (英語:hydrochloric acid ),是氯化氢 (化学式 :H Cl )的水溶液,属于一元 无机 强酸 ,工业用途广泛。盐酸为無色透明液体,有强烈的刺鼻 气味,具有较高的腐蚀性 。浓盐酸(重量百分濃度 约为37%)具有极强的挥发性,因此盛有浓盐酸的容器打开后氯化氢气体会挥发,与空气 中的水蒸气 结合产生盐酸小液滴,使瓶口上方出现酸雾 。盐酸是胃酸 的主要成分,能够促进食物的消化 、抵御微生物 的感染 。
16世纪,利巴菲乌斯 正式记载了纯净盐酸的製造方法:将浓硫酸 与食盐 混合加热。在他之后,格劳勃 、普利斯特里 、戴维 等化学家也在他们的研究中使用了盐酸。
工业革命 期间,盐酸开始大量生产。化学工业 中,盐酸有许多重要应用,对产品的品質起决定性作用。盐酸可用于酸洗钢材,也是大规模製造许多无机、有机化合物所需的化学试剂 ,例如聚氯乙烯 的前体 氯乙烯 。盐酸还有许多小规模的用途,比如用于家务 清洁、生产明胶 及其他食品添加剂 、除水垢试剂 、皮革 加工。全球每年生产约两千万吨 的盐酸。
名称来源
英文中,盐酸有一个别名“muriatic acid”,意即“和食盐有关系的酸”,目前亦有在使用這種名稱來稱呼鹽酸[3] [4] 。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[5] 。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”[6] 。这段时间,对化学物质的命名种类繁多[6] ,一直到1932年《化学命名原则》的颁布才得以统一[7] 。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[8] 。
另外,在德语中,盐酸叫做“Salzsäure ”,其字面意思即“盐酸”。
历史
9—10世纪
10世纪初,波斯 医生和炼金术士 阿布·贝克尔·拉齐 (约865—925)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,并将其一起蒸馏 ,从而产生气体氯化氢 [9] 。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[10] ,正如他的《秘密之书》(Kitāb al-Asrār )中的以下配方所示:
取等份的甜盐、苦盐、Ṭabarzad 盐、Andarānī 盐、印度盐、Al-Qilī 盐和尿盐。加入等量结晶好的卤砂 后,吸湿溶解,蒸馏(混合物)。那里会蒸馏出浓水,这会立即劈开石头(sakhr )[11] 。
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[12] 。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,但没有明确认识到,通过将其溶解在水中,可能会产生盐酸[13] 。
11—13世纪
《论明矾和盐》(De aluminibus et salibus )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,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)[14] 。在此过程中,盐酸实际上开始形成,但它立即与汞反应产生腐蚀性升华物。
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[15] 。
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 伪贾比尔 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[16] [17] [18] [19] [20] 。也有说法称最先在手稿中提到王水的是13世纪末的拜占庭 [21] [22] [23] [24] 。
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[25] 。也有一些作者认为纯的盐酸是由15世纪德国本笃会 的巴西尔·瓦伦丁 制备的[26] ,他的方法是将食盐 与硫酸亚铁 混合加热后酸化[27] 。不过,其他一些作者认为直到16世纪末都没有文献明确表明有人制备过纯的盐酸[21] 。
17世纪,德国 卡尔施塔特 的約翰·格勞勃 通过曼海姆法 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[28] 。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[29] 。
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《1863年碱类法令 》)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。[18] [30]
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年后,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。[18] [30] [31] :811–812
溶解金属
盐酸等无机酸 的知识对于丹尼尔·森内特 (1572—1637)和罗伯特·波义耳 (1627—1691)等17世纪化学家至关重要,他们利用盐酸 快速溶解金属的能力在展示物质的化学性质[32] 。
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[33] 。
物理性质
浓度
密度
摩尔浓度
pH
粘度
比热容
蒸汽压
沸点
熔点
kg HCl/kg
kg HCl/m3
波美度
g/ml
mol/dm3
mPa·s
kJ/(kg·K)
kPa
℃
℃
10%
104.80
6.6
1.048
2.87
−0.5
1.16
3.47
1.95
103
−18
20%
219.60
13
1.098
6.02
−0.8
1.37
2.99
1.40
108
−59
30%
344.70
19
1.149
9.45
−1.0
1.70
2.60
2.13
90
−52
32%
370.88
20
1.159
10.17
−1.0
1.80
2.55
3.73
84
−43
34%
397.46
21
1.169
10.90
−1.0
1.90
2.50
7.24
71
−36
36%
424.44
22
1.179
11.64
−1.1
1.99
2.46
14.5
61
−30
38%
451.82
23
1.189
12.39
−1.1
2.10
2.43
28.3
48
−26
以上数据测定于温度为20℃、压强 为1大气压(101.325kPa)的条件下。 蒸汽压为溶液的总蒸汽压。参考文献:[34]
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)。[35] [36] [37]
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[H3 O]Cl、51%时的[H5 O2 ]Cl、41%时的[H7 O3 ]Cl和25%时的[H3 O]Cl·5H2 O。另外在24.8%时还有另一种亚稳的[H7 O3 ]Cl和冰的共晶混合物生成。[37] 晶体由通过氢键 结合水分子的水合氢离子 和氯离子构成。
盐酸在一定压力下能形成共沸溶液 。下右图为一个大气压下不同浓度盐酸的沸点,其中下方的线与上方的线分别表示相应温度下,液体及与液体处于平衡状态的蒸气的组分。氯化氢的质量分数20.24%对应最高沸点108.6℃ 。[38] :464-465
盐酸的熔点关于水溶液中氯化氢质量分数的关系图[39] [40]
盐酸的沸点关于水溶液中氯化氢质量分数的关系图[39] [40] [38] :465
制备
盐酸主要由氯化氢 溶于水来制备[41] :180 。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:
S
O
2
+
C
l
2
+
2
H
2
O
→ → -->
2
H
C
l
+
H
2
S
O
4
{\displaystyle {\rm {SO_{2}+Cl_{2}+2H_{2}O\rightarrow 2HCl+H_{2}SO_{4}}}}
[41] :177
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:
P
C
l
3
+
3
D
2
O
→ → -->
H
3
P
O
3
+
3
D
C
l
{\displaystyle {\rm {PCl_{3}+3D_{2}O\rightarrow H_{3}PO_{3}+3DCl}}}
R
C
O
C
l
+
D
2
O
→ → -->
R
C
O
O
H
+
D
C
l
{\displaystyle {\rm {RCOCl+D_{2}O\rightarrow RCOOH+DCl}}}
[41] :177
工业制备
盐酸的大规模生产已经与其他化学品的工业 生产流程相结合,形成了一个较完备的体系。如上所述,要制备盐酸,通常先制备氯化钠 。工业制备氯化氢主要使用以下方法:
C
l
⋅ ⋅ -->
+
H
2
→ → -->
H
C
l
+
H
⋅ ⋅ -->
{\displaystyle {\rm {Cl\cdot +H_{2}\rightarrow HCl+H\cdot }}}
H
⋅ ⋅ -->
+
C
l
2
→ → -->
H
C
l
+
C
l
⋅ ⋅ -->
{\displaystyle {\rm {H\cdot +Cl_{2}\rightarrow HCl+Cl\cdot }}}
为了除去产物中未完全反应的氯气,氢气通常需要过量2-5%。[41] :180-181
N
a
C
l
+
H
2
S
O
4
→
Δ Δ -->
N
a
H
S
O
4
+
H
C
l
(
g
)
{\displaystyle {\rm {NaCl+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {\Delta }}NaHSO_{4}+HCl(g)}}}
N
a
C
l
+
N
a
H
S
O
4
→
Δ Δ -->
N
a
2
S
O
4
+
H
C
l
(
g
)
{\displaystyle {\rm {NaCl+NaHSO_{4}{\xrightarrow {\Delta }}Na_{2}SO_{4}+HCl(g)}}}
应注意控制温度于650℃以下,否则产物硫酸钠 会熔化。也可使用氯化钾 或氯化钙 等来代替食盐。[41] :180
R
− − -->
H
+
C
l
2
→
h
ν ν -->
R
− − -->
C
l
+
H
C
l
(
g
)
{\displaystyle {\rm {R-H+Cl_{2}{\xrightarrow {h\nu }}R-Cl+HCl(g)}}}
C
l
C
H
2
C
H
2
C
l
→
N
a
O
H
− − -->
E
t
O
H
C
H
2
=
C
H
C
l
+
H
C
l
{\displaystyle {\rm {ClCH_{2}CH_{2}Cl{\xrightarrow {NaOH-EtOH}}CH_{2}=CHCl+HCl}}}
工业生产的盐酸浓度通常为37%,常因含有杂质FeCl3 而显黄色[38] :466 。40%以上的更高浓度在化学上可以实现,但其蒸发 速率太快,导致储存与处理时都需要采取额外的措施,例如低温、加压等。工业大量需求的浓度是30%到34%,此时氯化氢蒸气 损耗最少,是运输时的最佳浓度。在美国,一般商业出售的盐酸浓度介于20%到32%之间;家用盐酸(用于清洁等)浓度在10%到12%,且推荐在使用前稀释数倍。英国家用盐酸浓度与美国的工业级相同。[18] 中国工业用盐酸浓度为31%或更低,主要由氯碱、化肥 企业生产[43] 。
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,乔治亚海湾公司 、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。[18]
化学性质与反应
盐酸是常用的实验室试剂
盐酸是一种一元酸 ,这意味着它只能电离 出一个H+ 。在水溶液中,H+ 与一个水分子络合 ,成为H3 O+ :[35] [36]
H
C
l
+
H
2
O
→ → -->
H
3
O
+
+
C
l
− − -->
{\displaystyle {\rm {HCl+H_{2}O\rightarrow H_{3}O^{+}+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。[35] [36]
一元酸只有一个酸离解常数 ,符号为K a 。它能够度量水溶液中酸的强度。于盐酸等强酸而言,K a 很大,只能通过理论计算来求得[44] 。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。[35] [36]
盐酸具有还原性 ,可以和一些强氧化剂反应,放出氯气[a] :
二氧化锰 :
M
n
O
2
+
4
H
C
l
(
c
o
n
.
)
→
Δ Δ -->
M
n
C
l
2
+
C
l
2
↑ ↑ -->
+
2
H
2
O
{\displaystyle {\rm {MnO_{2}+4HCl(con.){\xrightarrow {\Delta }}MnCl_{2}+Cl_{2}\uparrow +2H_{2}O}}}
[38] :765
二氧化铅 :
P
b
O
2
+
4
H
C
l
(
c
o
n
.
)
→
Δ Δ -->
P
b
C
l
2
+
C
l
2
↑ ↑ -->
+
2
H
2
O
{\displaystyle {\rm {PbO_{2}+4HCl(con.){\xrightarrow {\Delta }}PbCl_{2}+Cl_{2}\uparrow +2H_{2}O}}}
[38] :682
重铬酸钾 :
K
2
C
r
2
O
7
+
14
H
C
l
(
c
o
n
.
)
→ → -->
2
K
C
l
+
3
C
l
2
↑ ↑ -->
+
2
C
r
C
l
3
+
7
H
2
O
{\displaystyle {\rm {K_{2}Cr_{2}O_{7}+14HCl(con.)\rightarrow 2KCl+3Cl_{2}\uparrow +2CrCl_{3}+7H_{2}O}}}
[38] :758
一些有氧化性的碱和盐酸可以发生氧化还原反应 ,而不是简单的中和反应 [38] :779 :
6
H
C
l
+
2
C
o
(
O
H
)
3
→ → -->
2
C
o
C
l
2
+
6
H
2
O
+
C
l
2
↑ ↑ -->
{\displaystyle {\rm {6HCl+2Co(OH)_{3}\rightarrow 2CoCl_{2}+6H_{2}O+Cl_{2}\uparrow }}}
6
H
C
l
+
2
N
i
O
(
O
H
)
→ → -->
2
N
i
C
l
2
+
4
H
2
O
+
C
l
2
↑ ↑ -->
{\displaystyle {\rm {6HCl+2NiO(OH)\rightarrow 2NiCl_{2}+4H_{2}O+Cl_{2}\uparrow }}}
配位化学
部分金属化合物溶于盐酸后,金属离子会与氯离子络合 。例如难溶于冷水的二氯化铅 可溶于盐酸:[38] :685
P
b
C
l
2
+
2
H
C
l
→ → -->
H
2
[
P
b
C
l
4
]
{\displaystyle {\rm {PbCl_{2}+2HCl\rightarrow H_{2}\left[PbCl_{4}\right]}}}
铜 在无空气时难溶于稀盐酸,但其能溶于热浓盐酸中,释放氢气:[38] :703-704
2
C
u
+
8
H
C
l
(
c
o
n
.
)
→
Δ Δ -->
2
H
3
[
C
u
C
l
4
]
+
H
2
↑ ↑ -->
{\displaystyle {\rm {2Cu+8HCl(con.){\xrightarrow {\Delta }}2H_{3}\left[CuCl_{4}\right]+H_{2}\uparrow }}}
盐酸和硝酸的混合物王水 ,可以利用硝酸 的氧化性形成金离子,再和氯离子形成配合物,达到溶解黄金 的结果。
分析化学
在分析化学 中,用酸来测定碱 的浓度时,一般都用盐酸来滴定 。用强酸滴定可使终点更明显,从而得到的结果更精确。在1标准大气压 下,20.2%的盐酸可组成共沸溶液 ,常用作一定气压 下定量分析 中的基准物 。其共沸时的浓度会随着气压的改变而改变。[45]
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 :
M
+
n
H
C
l
→ → -->
M
C
l
n
+
1
2
n
H
2
{\displaystyle {\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。[35] [36]
铜、银 、金 等活动性在氢之后的金属不能与稀盐酸反应,但铜在有空气存在时,可以缓慢溶解[38] :703-704 :
2
C
u
+
4
H
C
l
+
O
2
→ → -->
2
C
u
C
l
2
+
2
H
2
O
{\displaystyle {\rm {2Cu+4HCl+O_{2}\rightarrow 2CuCl_{2}+2H_{2}O}}}
有机化学
胺类化合物 通常在水中溶解度不大。欲增大其溶解度,可以用稀盐酸处理为铵盐 :
R
N
H
2
+
H
C
l
→ → -->
R
N
H
3
+
C
l
− − -->
{\displaystyle {\rm {RNH_{2}+HCl\rightarrow RNH_{3}^{+}Cl^{-}}}}
胺的盐酸盐属于离子化合物 ,根据相似相溶原理 ,在水中的溶解度 较大。铵盐 遇到强碱 即可变回为胺:
R
N
H
3
+
C
l
− − -->
+
O
H
− − -->
→ → -->
R
N
H
2
+
C
l
− − -->
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {RNH_{3}^{+}Cl^{-}+OH^{-}\rightarrow RNH_{2}+Cl^{-}+H_{2}O}}}
利用这样的性质,可以将胺与其他有机化合物分离[46] :756 。
此外,胺的盐酸盐的熔点 或分解点可以用来测定胺的种类[46] :756 。
锌粒与氯化汞 在稀盐酸中反应可以制得锌汞齐 ,后者与浓盐酸、醛或酮一起回流可将醛酮的羰基 还原为亚甲基,是为克莱门森还原反应 [42] :531-532 :
R
1
R
2
C
=
O
→
Z
n
− − -->
H
g
,
H
C
l
(
c
o
n
.
)
R
1
R
2
C
H
2
{\displaystyle {\rm {R_{1}R_{2}C=O{\xrightarrow {Zn-Hg,\ HCl(con.)}}R_{1}R_{2}CH_{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[42] :532 。
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 [42] :394 。
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 :
H
C
l
+
N
a
O
H
→ → -->
N
a
C
l
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {HCl+NaOH\rightarrow NaCl+H_{2}O}}}
鹽酸亦可與帶鹼性 的氨 反應,生成氯化銨 。化學式如下:
HCl
+
NH
3
⟶ ⟶ -->
NH
4
Cl
{\displaystyle {\ce {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
Na
2
CO
3
+
2
HCl
⟶ ⟶ -->
2
NaCl
+
CO
2
+
H
2
O
{\displaystyle {\ce {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。[18]
酸洗钢材
盐酸一个最重要的用途是酸洗 钢材。在后续处理铁或钢材(挤压 、轧制 、镀锌 等)之前,可用盐酸反应掉表面的锈或铁氧化物 [18] [31] :811–812 。通常使用浓度为18%的盐酸溶液作为酸洗剂来清洗碳钢 :
F
e
2
O
3
+
F
e
+
6
H
C
l
→ → -->
3
F
e
C
l
2
+
3
H
2
O
{\displaystyle {\rm {Fe_{2}O_{3}+Fe+6HCl\rightarrow 3FeCl_{2}+3H_{2}O}}}
剩余的废酸常再用作氯化亚铁 溶液,但其中重金属 含量较高,故这种做法已经逐渐变少。
酸洗钢材工业发展了盐酸再生 工艺,如喷雾焙烧炉或流化床盐酸再生工艺等。这些工艺能让氯化氢气体从酸洗液中再生。其中最常见的是高温水解工艺,其反应方程式如下:[18]
4
F
e
C
l
2
+
4
H
2
O
+
O
2
→
Δ Δ -->
8
H
C
l
(
g
)
+
2
F
e
2
O
3
{\displaystyle {\rm {4FeCl_{2}+4H_{2}O+O_{2}{\xrightarrow {\Delta }}8HCl(g)+2Fe_{2}O_{3}}}}
将制得的氯化氢气体溶于水即又得到盐酸。通过对废酸的回收,人们建立了一个封闭的酸循环[31] :811–812 。副产品氧化铁 在各种工业加工流程中也有较多应用[18] 。
制备有机化合物
盐酸的另一大主要用途是制备有机化合物 ,例如合成PVC 塑料的原料氯乙烯 、二氯乙烷 、聚碳酸酯 的前体双酚A 、催化胶黏剂聚乙烯醇缩甲醛 [47] :292-295 、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。[31] :811-812
(
C
H
3
)
3
O
H
+
H
C
l
(
36
% % -->
)
→
r
t
(
C
H
3
)
3
C
l
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {(CH_{3})_{3}OH+HCl(36\%){\xrightarrow {rt}}(CH_{3})_{3}Cl+H_{2}O}}}
[b] [42] :393-394
制备无机化合物
盐酸可以发生酸碱反应 ,故能制备许多无机化合物 ,例如处理水所需的化学品氯化铁 与聚合氯化铝 (简称聚铝,PAC):
F
e
2
O
3
+
6
H
C
l
→ → -->
2
F
e
C
l
3
+
3
H
2
O
{\displaystyle {\rm {Fe_{2}O_{3}+6HCl\rightarrow 2FeCl_{3}+3H_{2}O}}}
(用赤铁矿 制备氯化铁)
氯化铁与聚铝在污水处理 、纸 、饮用水 等的生产中起絮凝剂 和混凝剂的作用[48] [49] 。
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。[31] :811–812 另外,常通过氯化锌活化 法从木炭制备活性炭 [31] :274 。
C
a
C
O
3
+
2
H
C
l
→ → -->
C
a
C
l
2
+
C
O
2
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {CaCO_{3}+2HCl\rightarrow CaCl_{2}+CO_{2}+H_{2}O}}}
(用石灰石 制备氯化钙)
控制pH及中和碱液
盐酸可以用来调节溶液的pH值 :
O
H
− − -->
+
H
C
l
→ → -->
H
2
O
+
C
l
− − -->
{\displaystyle {\rm {OH^{-}+HCl\rightarrow H_{2}O+Cl^{-}}}}
在工业中对纯度的要求极高时(如用于食品、制药及饮用水等),常用高纯的盐酸来调节水流的pH;要求相对不高时,工业纯的盐酸已足以中和 废水,或处理游泳池中的水[31] :811–812 。
阳离子交换树脂的再生
高质量的盐酸常用于阳离子交换树脂 的再生。阳离子交换 广泛用于矿泉水 生产中,除去溶液 中含有的Na+ 、Ca2+ 等离子 ,而盐酸可以冲掉反应后树脂中的这些离子。[18] 一个H+ 替换一个Na+ ,Ca2+ 则需要两个H+ 。
离子交换树脂和软化水 在几乎所有的化学工业中都有应用,尤其是饮用水生产和食品工业[18] 。
其他应用
盐酸还有许多小规模的用途,比如皮革 加工、食盐生产、家务 用清洁剂[50] ,以及用于建筑业[31] :811–812 。石油工业 也常用盐酸:将盐酸注入油井 中以溶解岩石,形成一个巨大的空洞。此法在北海油田 的石油开采工业中经常用到。[18]
盐酸可以溶解碳酸钙,其应用包括除水垢 或砌砖使用的石灰砂浆 [51] ,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 。[52] 它与石灰砂浆中的碳酸钙反应生成氯化钙 、二氧化碳 和水:
2
H
C
l
+
C
a
C
O
3
→ → -->
C
a
C
l
2
+
C
O
2
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {2HCl+CaCO_{3}\rightarrow CaCl_{2}+CO_{2}+H_{2}O}}}
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。[18] [31] :811–812
在生物体中的存在
图为胃 的粘膜层 ,并解释了胃的粘膜防御作用的机制
胃酸 是胃的主要分泌物。胃酸主要由盐酸组成,其pH大约为1-2。[53] [54]
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。[55]
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。[53]
胃能够保护自己不被强酸腐蚀,这是因为它分泌了一层很厚的黏液 ,且胰腺 在促胰液素 的作用下会产生含碳酸氢钠 的胰液来缓冲,这样的机制称为粘液-碳酸氢盐屏障。如果没有这些机制,可能会出现胃灼热 或胃及十二指肠溃疡 等症状。这样的情况下,可使用抗组胺药 及质子泵抑制剂 等药物抑制胃酸的生成,或者服用抗酸药 来中和 胃酸。[53] [56]
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[57] [58] 。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 。
N
a
C
l
O
+
2
H
C
l
→ → -->
H
2
O
+
N
a
C
l
+
C
l
2
{\displaystyle {\rm {NaClO+2HCl\rightarrow H_{2}O+NaCl+Cl_{2}}}}
[38] :458
2
K
M
n
O
4
+
16
H
C
l
→ → -->
2
M
n
C
l
2
+
8
H
2
O
+
2
K
C
l
+
5
C
l
2
{\displaystyle {\rm {2KMnO_{4}+16HCl\rightarrow 2MnCl_{2}+8H_{2}O+2KCl+5Cl_{2}}}}
[38] :460
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[59] 、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 。[60]
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[62] 。
参见
注释
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外部链接
一般安全信息
污染源监管信息