Préparation d'une solution d'acide chlorhydrique. Solutions acides

Pour des raisons de sécurité et de facilité d'utilisation, il est recommandé d'acheter l'acide le plus dilué possible, mais il faut parfois le diluer encore plus à la maison. N'oublie pas équipement protecteur pour le corps et le visage, car les acides concentrés provoquent de graves brûlures chimiques. Calculer quantité requise acide et eau, vous aurez besoin de connaître la molarité (M) de l'acide et la molarité de la solution que vous souhaitez obtenir.

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Comment calculer la formule

Explorez ce que vous avez déjà. Recherchez la désignation de la concentration d'acide sur l'emballage ou dans la description de la tâche. Cette valeur est généralement indiquée sous forme de molarité ou de concentration molaire (M en abrégé). Par exemple, l’acide 6M contient 6 moles de molécules d’acide par litre. Appelons cette concentration initiale C1.

• La formule utilisera également la valeur V1. C'est le volume d'acide que nous ajouterons à l'eau. Nous n’aurons probablement pas besoin de la bouteille entière d’acide, même si nous ne connaissons pas encore la quantité exacte.

1. Décidez quel devrait être le résultat. La concentration et le volume d'acide requis sont généralement indiqués dans le texte du problème de chimie. Par exemple, nous devons diluer l'acide à 2M et nous aurons besoin de 0,5 litre d'eau. Notons la concentration requise par C2, et le volume requis est le même V2.

   • Si d'autres unités vous sont données, convertissez-les d'abord en unités de molarité (moles par litre) et en litres.
   • Si vous ne savez pas quelle concentration ou quel volume d'acide est nécessaire, demandez à un enseignant ou à une personne connaissant la chimie.

2. Écrivez une formule pour calculer la concentration. Chaque fois que vous diluerez un acide, vous utiliserez la formule suivante : C 1 V 1 = C 2 V 2. Cela signifie que la concentration initiale d'une solution multipliée par son volume est égale à la concentration de la solution diluée multipliée par son volume. Nous savons que cela est vrai car la concentration multipliée par le volume est égale à la quantité totale d’acide, et la quantité totale d’acide restera la même.

   • En utilisant les données de l'exemple, nous écrivons cette formule comme (6M)(V1)=(2M)(0,5L).

3. Résoudre l'équation V 1. La valeur de V 1 nous dira de combien nous avons besoin acide concentré pour obtenir la concentration et le volume désirés. Réécrivons la formule comme V 1 =(C 2 V 2)/(C 1), puis remplacez les nombres connus.

   • Dans notre exemple, nous obtenons V 1 =((2M)(0.5L))/(6M). Cela équivaut à environ 167 millilitres.

4. Calculez la quantité d'eau requise. Connaissant V 1, c'est-à-dire le volume d'acide disponible, et V 2, c'est-à-dire la quantité de solution que vous obtiendrez, vous pouvez facilement calculer la quantité d'eau dont vous aurez besoin. V 2 - V 1 = volume d'eau requis.

   • Dans notre cas, nous souhaitons obtenir 0,167 litre d’acide pour 0,5 litre d’eau. Nous avons besoin de 0,5 litre - 0,167 litre = 0,333 litre, soit 333 millilitres.

5. Portez des lunettes de sécurité, des gants et une blouse. Vous aurez besoin de lunettes spéciales qui couvriront également les côtés de vos yeux. Pour éviter de vous brûler la peau ou de brûler vos vêtements, portez des gants et une robe ou un tablier.

   Travaillez dans un endroit bien ventilé. Si possible, travaillez sous une hotte allumée - cela empêchera les vapeurs acides de vous nuire ainsi qu'aux objets environnants. Si vous n'avez pas de hotte, ouvrez toutes les fenêtres et portes ou allumez un ventilateur.

6. Découvrez où se trouve la source d’eau courante. Si l'acide pénètre dans vos yeux ou votre peau, vous devrez rincer la zone affectée sous l'eau froide. eau courante 15-20 minutes. Ne commencez pas à travailler avant de savoir où se trouve l'évier le plus proche.

   • Lorsque vous vous rincez les yeux, gardez-les ouverts. Regardez vers le haut, vers le bas, sur les côtés pour que vos yeux soient lavés de tous les côtés.

7. Sachez quoi faire si vous renversez de l’acide. Vous pouvez acheter un kit spécial pour collecter l'acide déversé, qui comprendra tout ce dont vous avez besoin, ou acheter des neutralisants et des absorbants séparément. Le procédé décrit ci-dessous est applicable aux acides chlorhydrique, sulfurique, nitrique et phosphorique. D'autres acides peuvent nécessiter une manipulation différente.

   • Aérez la pièce en ouvrant les fenêtres et les portes et en allumant la hotte et le ventilateur.
   • Appliquer Un peu Versez du carbonate de sodium (soude), du bicarbonate de sodium ou du carbonate de calcium sur les bords extérieurs de la flaque d'eau, en veillant à ce que l'acide ne éclabousse pas.
   • Versez progressivement toute la flaque d’eau vers le centre jusqu’à la recouvrir entièrement de substance neutralisante.
   • Mélangez soigneusement avec un bâton en plastique. Vérifiez la valeur du pH de la flaque d'eau avec du papier de tournesol. Ajoutez plus d'agent neutralisant si cette valeur dépasse 6-8, puis rincez la zone gros montant eau.

Comment diluer l'acide

1. Refroidissez l'eau avec du luda. Cela ne doit être fait que si vous travaillez avec des acides à haute concentration, par exemple de l'acide sulfurique 18M ou de l'acide chlorhydrique 12M. Versez de l'eau dans un récipient et placez le récipient sur de la glace pendant au moins 20 minutes.

   • Le plus souvent, de l’eau à température ambiante suffit.

2. Versez de l'eau distillée dans une grande fiole. Pour les applications nécessitant une extrême précision (telles que l'analyse titrimétrique), utilisez une fiole jaugée. Pour tous les autres usages, une fiole conique ordinaire fera l’affaire. Le récipient doit contenir tout le volume de liquide requis et il doit également y avoir de la place pour que le liquide ne se renverse pas.

   • Si la capacité du récipient est connue, il n’est pas nécessaire de mesurer avec précision la quantité d’eau.

3. Ajoutez une petite quantité d'acide. Si vous travaillez avec une petite quantité d'eau, utilisez une pipette graduée ou doseuse avec un embout en caoutchouc. Si le volume est important, insérez un entonnoir dans le flacon et versez délicatement l'acide par petites portions avec une pipette.

   • N'utilisez pas de pipettes dans le laboratoire de chimie qui nécessitent que l'air soit aspiré par la bouche.

Description de la substance

L'acide chlorhydrique est une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène. Formule chimique de cette substance – HCl. Dans l'eau, la masse de chlorure d'hydrogène à sa concentration la plus élevée ne peut excéder 38 %. À température ambiante Le chlorure d'hydrogène est à l'état gazeux. Pour le transformer à l’état liquide, il doit être refroidi à moins 84 degrés Celsius, pour devenir solide à moins 112 degrés. La densité de l'acide concentré à température ambiante est de 1,19 g/cm 3 . Ce liquide fait partie du suc gastrique, qui assure la digestion des aliments. Dans cet état, sa concentration ne dépasse pas 0,3 %.

Propriétés de l'acide chlorhydrique

La solution de chlorure d'hydrogène est chimiquement nocive, sa classe de danger est la deuxième.

Le sel liquide est un acide monobasique fort qui peut réagir avec une variété de métaux, leurs sels, oxydes et hydroxydes, il peut réagir avec le nitrate d'argent, l'ammoniac, l'hypochlorite de calcium et des agents oxydants puissants :

Propriétés physiques et effets sur le corps

À des concentrations élevées, c'est une substance caustique qui peut provoquer des brûlures non seulement des muqueuses, mais aussi de la peau. Il peut être neutralisé avec une solution bicarbonate de soude. Lors de l'ouverture des récipients contenant une solution saline concentrée, ses vapeurs, entrant en contact avec l'humidité de l'air, forment un condensat de vapeurs toxiques sous forme de minuscules gouttelettes (aérosol), qui irritent les voies respiratoires et les yeux.

La substance concentrée a une odeur âcre caractéristique. Les qualités techniques de solution de chlorure d'hydrogène sont divisées en :

rouge non raffiné, sa couleur est principalement due aux impuretés chlorure ferrique;

liquide purifié et incolore dans lequel la concentration en HCl est d'environ 25 % ;

liquide fumant, concentré, avec une concentration en HCl de 35 à 38 %.

Propriétés chimiques

Comment tu l'as obtenu?

Le processus de production de sel liquide comprend les étapes d’obtention de chlorure d’hydrogène et de son absorption avec de l’eau.

Existe trois méthodes industrielles produire du chlorure d'hydrogène :

synthétique

sulfate

à partir de gaz dérivés (gaz d'échappement) d'un certain nombre processus technologiques. Cette dernière méthode est la plus courante. Le sous-produit HCl se forme généralement lors de la déshychloration et de la chloration. composés organiques, production d'engrais potassiques, pyrolyse de chlorures métalliques ou de déchets organiques contenant du chlore.

Stockage et transport

L'acide chlorhydrique industriel est stocké et transporté dans des réservoirs et conteneurs spécialisés recouverts de polymère, des fûts en polyéthylène et des bouteilles en verre emballées dans des boîtes. Les trappes des conteneurs et des citernes, les bouchons des fûts et des bouteilles doivent assurer l'étanchéité du conteneur. La solution acide ne doit pas entrer en contact avec des métaux situés dans la ligne de tension à gauche de l'hydrogène, car cela pourrait provoquer des mélanges explosifs.

Application

en métallurgie pour l'extraction des minerais, l'élimination de la rouille, du tartre, de la saleté et des oxydes, le brasage et l'étamage ;

dans la production de caoutchoucs et de résines synthétiques ;

en galvanoplastie;

comme régulateur d'acidité dans Industrie alimentaire;

pour la production de chlorures métalliques ;

produire du chlore;

en médecine pour le traitement de l'acidité insuffisante du suc gastrique ;

comme nettoyant et désinfectant.

Reçu. L'acide chlorhydrique est préparé en dissolvant du chlorure d'hydrogène dans l'eau.

Faites attention à l'appareil illustré sur la figure de gauche. Il est utilisé pour obtenir d'acide chlorhydrique. Pendant le processus de production d'acide chlorhydrique, surveillez le tube de sortie de gaz ; il doit être situé près du niveau de l'eau et non immergé dedans. Si cela n'est pas surveillé, en raison de la forte solubilité du chlorure d'hydrogène, de l'eau contenant de l'acide sulfurique pénétrera dans le tube à essai et une explosion pourrait se produire.

Dans l'industrie, l'acide chlorhydrique est généralement produit en brûlant de l'hydrogène dans du chlore et en dissolvant le produit de réaction dans l'eau.

Propriétés physiques. En dissolvant du chlorure d'hydrogène dans l'eau, on peut même obtenir une solution à 40 % d'acide chlorhydrique d'une densité de 1,19 g/cm 3 . Cependant, l'acide chlorhydrique concentré disponible dans le commerce contient environ 0,37 partie en poids, soit environ 37 % de chlorure d'hydrogène. La densité de cette solution est d'environ 1,19 g/cm 3 . Lorsqu'un acide est dilué, la densité de sa solution diminue.

L'acide chlorhydrique concentré est une solution inestimable, fumant fortement dans l'air humide et dégageant une odeur âcre due à la libération de chlorure d'hydrogène.

Propriétés chimiques. L'acide chlorhydrique possède un certain nombre de les propriétés générales, qui sont caractéristiques de la plupart des acides. De plus, il possède certaines propriétés spécifiques.

Propriétés du HCL communes aux autres acides : 1) Changement de couleur des indicateurs 2) interaction avec les métaux 2HCL + Zn → ZnCL 2 + H 2 3) Interaction avec les bases et oxydes amphotères: 2HCL + CaO → CaCl 2 + H 2 O; 2HCL + ZnO → ZnHCL 2 + H 2 O 4) Interaction avec les bases : 2HCL + Cu (OH) 2 → CuCl 2 + 2H 2 O 5) Interaction avec les sels : 2HCL + CaCO 3 → H 2 O + CO 2 + CaCL 2

Propriétés spécifiques du HCL : 1) Interaction avec le nitrate d'argent (le nitrate d'argent est un réactif de l'acide chlorhydrique et de ses sels) ; un précipité va se former blanc, qui ne se dissout pas dans l'eau ou les acides : HCL + AgNO3 → AgCL↓ + HNO 3 2) Interaction avec les agents oxydants (MnO 2, KMnO, KCLO 3, etc.) : 6HCL + KCLO 3 → KCL +3H 2 O + 3CL 2

Application. Une énorme quantité d'acide chlorhydrique est consommée pour éliminer les oxydes de fer avant de recouvrir les produits fabriqués à partir de ce métal avec d'autres métaux (étain, chrome, nickel). Pour que l'acide chlorhydrique réagisse uniquement avec les oxydes, mais pas avec le métal, des substances spéciales appelées inhibiteurs y sont ajoutées. Inhibiteurs– des substances qui ralentissent les réactions.

L'acide chlorhydrique est utilisé pour produire divers chlorures. Il est utilisé pour produire du chlore. Très souvent, une solution d'acide chlorhydrique est prescrite aux patients présentant une faible acidité du suc gastrique. L'acide chlorhydrique se trouve dans l'organisme de chacun ; il fait partie du suc gastrique, nécessaire à la digestion.

Dans l'industrie alimentaire, l'acide chlorhydrique est utilisé uniquement sous forme de solution. Il est utilisé pour réguler l'acidité pendant la production acide citrique, gélatine ou fructose (E 507).

N'oubliez pas que l'acide chlorhydrique est dangereux pour la peau. Cela représente un danger encore plus grand pour les yeux. Lorsqu'elle affecte une personne, elle peut provoquer des caries dentaires, une irritation des muqueuses et une suffocation.

De plus, l'acide chlorhydrique est activement utilisé en galvanoplastie et en hydrométallurgie (élimination du tartre, de la rouille, traitement du cuir, réactifs chimiques, comme solvant de roche dans la production de pétrole, dans la production de caoutchoucs, glutamate monosodique, soude, Cl 2). L'acide chlorhydrique est utilisé pour la régénération du Cl 2 en synthèse organique (pour la production de chlorure de vinyle, de chlorures d'alkyle, etc.). Il peut être utilisé comme catalyseur dans la production de diphénylolpropane, l'alkylation du benzène.

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L'acide chlorhydrique est une solution de chlorure d'hydrogène dans l'eau. Chlorure d'hydrogène (HCl) à conditions normales gaz incolore avec une odeur âcre spécifique. Cependant, nous traitons de ses solutions aqueuses, nous nous concentrerons donc uniquement sur elles.

L'acide chlorhydrique est une solution transparente incolore avec une odeur âcre de chlorure d'hydrogène. En présence d'impuretés de fer, de chlore ou d'autres substances, l'acide a une couleur vert jaunâtre. La densité d'une solution d'acide chlorhydrique dépend de la concentration de chlorure d'hydrogène qu'elle contient ; certaines données sont données dans tableau 6.9.

Tableau 6.9. Densité de solutions d'acide chlorhydrique de différentes concentrations à 20°C.

De ce tableau, on peut voir que la dépendance de la densité d'une solution d'acide chlorhydrique sur sa concentration peut être décrite avec une précision satisfaisante pour les calculs techniques par la formule :

d = 1 + 0,5*(%) / 100

Lorsque les solutions diluées bout, la teneur en HCl dans la vapeur est inférieure à celle de la solution, et lorsque les solutions concentrées bout, elle est supérieure à celle de la solution, ce qui se reflète dans la figure ci-dessous. riz. 6.12 diagramme d’équilibre. Mélange constamment bouillant (azéotrope) à pression atmosphérique a une composition de 20,22% en poids. HCl, point d'ébullition 108,6°C.

Enfin, un autre avantage important de l'acide chlorhydrique est l'indépendance presque totale du moment de son acquisition par rapport à la période de l'année. Comme on peut le voir de riz. N ° 6.13, l'acide de concentration industrielle (32-36%) gèle à des températures pratiquement inatteignables pour la partie européenne de la Russie (de -35 à -45°C), contrairement à l'acide sulfurique, qui gèle à des températures positives, ce qui nécessite l'introduction de une opération de chauffage du réservoir.

L'acide chlorhydrique ne présente pas les inconvénients de l'acide sulfurique.

Premièrement, le chlorure ferrique a une solubilité accrue dans une solution d'acide chlorhydrique. (Fig. 6.14), ce qui permet d'augmenter la concentration de chlorure ferrique dans la solution à 140 g/l et même plus ; le risque de formation de sédiments en surface disparaît.

Le travail avec de l'acide chlorhydrique peut être effectué à n'importe quelle température à l'intérieur du bâtiment (même à 10°C), et cela n'entraîne pas de changements notables dans la composition de la solution.

Riz. 6.12. Diagramme d'équilibre liquide – vapeur pour le système HCl – H 2 O.

Riz. 6.13. Diagramme d'état (fusibilité) du système HCl – H 2 O.

Riz. 6.14. Équilibre dans le système HCl – FeCl 2.

Enfin, un autre avantage très important de l’acide chlorhydrique est sa totale compatibilité avec les flux, qui utilisent des chlorures.

Un inconvénient de l’acide chlorhydrique en tant que réactif est sa grande volatilité. Les normes autorisent une concentration de 5 mg/m 3 de volume d'air dans l'atelier. La dépendance de la pression de vapeur à l'état d'équilibre sur un acide de différentes concentrations en pourcentage est donnée dans tableau 6.10. En général, lorsque la concentration en acide dans le bain est inférieure à 15 % en poids, cette condition est satisfaite. Cependant, à mesure que la température dans l'atelier augmente (c.-à-d. heure d'été), cet indicateur peut être dépassé. Certaines informations sur la concentration d'acide autorisée à une température d'atelier spécifique peuvent être déterminées à partir de riz. 6.15.

La dépendance de la vitesse de gravure sur la concentration et la température est représentée dans riz. 6.16.

Les défauts de gravure sont généralement causés par les éléments suivants :

• utiliser un acide avec une concentration supérieure ou inférieure à celle optimale ;
• durée de gravure courte (la durée de gravure attendue à différentes concentrations d'acide et de fer peut être estimée à partir de riz. 6.17;
• température réduite par rapport à l'optimum ;
• manque de mélange;
• mouvement laminaire de la solution de gravure.

Ces problèmes sont généralement résolus à l’aide de techniques technologiques spécifiques.

Tableau 6.10. Dépendance de la concentration d'équilibre en chlorure d'hydrogène sur la concentration d'acide dans le bain.

Concentration d'acide, %		Concentration d'acide, %	Concentration de HCl dans l'air, mg/m3

Instructions

Prenez un tube à essai censé contenir de l’acide chlorhydrique (HCl). Ajoutez-en un peu à ce récipient solution nitrate d'argent (AgNO3). Procédez avec prudence et évitez tout contact avec la peau. Le nitrate d'argent peut laisser des marques noires sur la peau, qui ne peuvent être éliminées qu'après quelques jours, ainsi qu'une exposition au sel sur la peau. acides peut provoquer de graves brûlures.

Regardez ce qui arrive à la solution résultante. Si la couleur et la consistance du contenu du tube à essai restent inchangées, cela signifie que les substances n'ont pas réagi. Dans ce cas, il sera possible de conclure avec certitude que la substance testée ne l'était pas.

Si un précipité blanc apparaît dans le tube à essai, dont la consistance ressemble à du fromage cottage ou du lait caillé, cela indiquera que les substances ont réagi. Le résultat visible de cette réaction était la formation de chlorure d’argent (AgCl). C’est la présence de ce sédiment blanc de fromage qui sera la preuve directe qu’au départ il y avait bien de l’acide chlorhydrique dans votre tube à essai, et pas n’importe quel autre acide.

Versez une partie du liquide de test dans un récipient séparé et ajoutez-y un peu de solution de lapis. Dans ce cas, un précipité blanc « caillé » de chlorure d’argent insoluble se formera instantanément. Autrement dit, il y a certainement un ion chlorure dans la molécule de la substance. Mais peut-être qu’il ne s’agit pas, après tout, d’une solution d’une sorte de sel contenant du chlore ? Par exemple, le chlorure de sodium ?

Rappelez-vous une autre propriété des acides. Acides forts(et l'acide chlorhydrique en fait certainement partie) peut en déplacer les acides faibles. Placez un peu de poudre de soude - Na2CO3 - dans un flacon ou un bécher et ajoutez lentement le liquide à tester. S'il y a immédiatement un sifflement et que la poudre « bout » littéralement, il n'y aura aucun doute : il s'agit de l'acide chlorhydrique.

Pourquoi? Parce que cette réaction est : 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2CO3. Il se forme de l'acide carbonique si faible qu'il se décompose instantanément en eau et gaz carbonique. Ce sont ses bulles qui ont provoqué ce « bouillonnement et ce sifflement ».