Axit Clohyđric HCL

Tên sản phẩm: Axit Clohyđric
Công thức: HCL
Chi tiết sản phẩm:

Bước tới: menu, tìm kiếm

Axít clohiđric
Danh pháp IUPAC	axít clohiđric
Tên khác	axít muriatic, cloran
Nhận dạng
Số CAS	[7647-01-0]
PubChem	313
Số EINECS	231-595-7
Số RTECS	MW4025000
Thuộc tính
Công thức phân tử	HCl trong nước (H2O)
Phân tử gam	36,46 g/mol (HCl)
Bề ngoài	Chất lỏng, trong suốt đến vàng nhạt
Tỷ trọng	1,18 g/cm3 (đa giá trị, đây là tỷ trọng của dung dịch 36-38%)
Điểm nóng chảy	–27,32 °C (247 K) Dung dịch 38%.
Điểm sôi	110 °C (383 K), dung dịch 20,2%; 48 °C (321 K), dung dịch 38%.
Độ hòa tan trong nước	Tan giới hạn
Độ hòa tan	tan trong đimêtyl ête, êtanol, mêtanol
Độ axít (pKa)	–8,0
Chiết suất (nD)	1,342
Độ nhớt	1,9·10-3 Pa·s ở 25 °C, dung dịch 31,5%
Các nguy hiểm
MSDS	External MSDS
Phân loại của EU	Độc hại (T) Gây ăn mòn mạnh (C) Gây nguy hiểm cho môi trường (N)
Chỉ mục EU	017-002-01-X
NFPA 704	0 3 1 COR
Chỉ dẫn R	R34, R37
Chỉ dẫn S	(S1/2), S26, S45
Điểm bắt lửa	Không cháy
Các hợp chất liên quan
axít halogenhiđric liên quan	Axít brômhiđric Axít flohiđric Axít iothiđric
Ngoại trừ khi có ghi chú khác, các dữ liệu được lấy cho hóa chất ở trạng thái tiêu chuẩn (25 °C, 100 kPa) Phủ nhận và tham chiếu chung

Axít clohiđric hay axít muriatic là một axít vô cơ mạnh, do sự hòa tan của khí hiđrô clorua (HCl) trong nước. Ban đầu nó được sản xuất từ axít sulfuric và muối ăn vào thời Phục Hưng, sau đó nó được các nhà hóa học Glauber, Priestley và Davy sử dụng trong các nghiên cứu khoa học của họ. Axít HCl được tìm thấy trong dịch vị, và cũng là một trong những yếu tố gây bệnh loét dạ dày khi hệ thống tự bảo vệ của dạ dày hoạt động không hiệu quả.
Axít clohiđric đậm đặc nhất có nồng độ tối đa là 40%. Ở dạng đậm đặc axít này có thể tạo thành các sương mù axít, chúng đều có khả năng ăn mòn các mô con người, gây tổn thương cơ quan hô hấp, mắt, da và ruột. Ở dạng loãng, nó cũng được sử dụng làm chất vệ sinh, lau chùi nhà cửa, sản xuất gelatin và các phụ gia thực phẩm, tẩy gỉ, và xử lý da. Axít clohiđric dạng hỗn hợp đẳng phí (gần 20,2%) có thể được dùng như một tiêu chuẩn cơ bản trong phân tích định lượng.
Axít HCl được sản xuất với quy mô lớn vào cách mạng công nghiệp, chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất để xản xuất nhựa PVC, và các sản phẩm trung gian như MDI/TDI để tạo ra polyuretan. Có khoảng 20 triệu tấn axít HCl được sản xuất hàng năm.

Từ nguyên

Axít clohiđric được các nhà giả kim thuật châu Âu gọi là dung dịch muối (spirits of salt) hay acidum salis (axít muối). Cả hai tên vẫn còn đang sử dụng, đặc biệt là trong các ngôn ngữ ngoài tiếng Anh như tiếng Đức: Salzsäure và tiếng Hà Lan: Zoutzuur. Khí HCl được gọi là khí axít biển (marine acid air). Tên cũ là axít muriatic (muriatic acid) có cùng nguồn gốc (muriatic nghĩa là "liên quan đến nước muối hay muối"), và tên gọi này thỉnh thoảng vẫn còn được sử dụng.^[1]

[sửa] Lịch sử

Không có nhiều tài liệu rõ ràng cho thấy axít clohiđric được điều chế vào thời kỳ Trung cổ. Có vẻ như nguồn đầu tiên đề cập đến việc điều chế vào thế kỷ 15 và 16, nhưng vẫn còn là vấn đề tranh cãi.^[2] Một số tác giả vẫn giữ quan điểm rằng nó được Basil Valentine, thầy tu dòng Be-ne-dict Đức, phát hiện vào thế kỷ 15,^[3] bằng cách nung muối và axít sunfuric lục.^[4][5]
Vào thế kỷ 17, Johann Rudolf Glauber ở Karlstadt am Main, Đức, đã sử dụng muối natri clorua và axít sunfuric để điều chế natri sulfat Na₂SO₄ bằng phản ứng Mannheim giải phóng khí hyđrô clorua. Joseph Priestley ở Leeds, Anh đã tạo ra hydro chlorua tinh khiết năm 1772, và vào năm 1818 Humphry Davy ở Penzance, Anh đã chứng minh rằng thành phần hóa học bao gồm hydro và clo.^[6][7][7]
Trong suốt thời kỳ cách mạng công nghiệp ở châu Âu, nhu cầu kiềm tăng, một phương pháp điều chế công nghiệp do Nicolas Leblanc (Issoundun, France) đề xuất đã cho phép sản suất natri cacbonat (tro soda) với số lượng lớn và giá rẻ. Theo công nghệ Leblanc, muối ăn được chuyển thành tro soda từ axít sulfuric và than, đồng thời giải phóng hyđô clorua. Trước khi có đạo luật Alkali 1863 ở Anh và các chính sách tương tự ở các quốc gia khác, lượng HCl dư được thải vào không khí. Sau khi thông qua đạo luật, các nhà sản xuất tro soda dùng nước để hấp thụ khí này, đồng thời sản xuất axít clohiđric theo quy mô công nghiệp.^[6][7][8]
Trong thế kỷ 20, công nghệ Leblanc được thay thế hoàn toàn bởi công nghệ Solvay không tạo ra sản phẩm axít clohiđric. Vì axít clohiđric đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nên nhu cầu thương mại cần có các phương pháp khác để sản xuất nó, một số trong các phương pháp này vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay. Sau năm 2000, axít clohiđric hầu hết được sản xuất bằng cách hấp thụ khí hyđô clorua từ việc sản xuất các hợp chất hữu cơ công nghiệp.^[7][8][9]
Từ năm 1988, axít clohiđric được liệt vào bảng II chất tiền chế, Công ước Liên Hợp Quốc về Chống vận chuyển trái phép ma túy và các chất hướng thần 1998 (Table II precursor under the 1988 United Nations Convention Against Illicit Traffic in Narcotic Drugs and Psychotropic Substances) do nó được sử dụng trong việc điều chế heroin, cocain, và methamphetamine.^[10]

[sửa] Tính chất

[sửa] Hóa tính

Chuẩn độ: Dung dịch chuẩn nhỏ giọt từ buret vào dung dịch analyte trong bình flask. Việc nhỏ giọt kết thúc khi chất chỉ thị màu thay đổi.

Axít clohiđric là một axít đơn, tức nó có thể phân ly cho ra một ion H⁺ và ion clo, Cl⁻. Khi hòa tan trong nước, H⁺ liên kết với phân tử nước tạo thành ion hydronium, H₃O⁺:^[11][12]

HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻

Do phân ly hoàn toàn trong nước nên axít clohiđric được xếp vào nhóm axít mạnh.^[11][12] Các axít monoproton có một hằng số điện ly, K_a, cho thấy mức độ phân ly của nó trong nước. Đối với các axít mạnh tương tự như HCl, thì K_a có giá trị lớn, và bên cạnh đó, cũng đã có nhiều nghiên cứu lý thuyết để xác định giá trị K_a đối với HCl.^[13] Giá trị Ka thường được tính thông qua pKa, giá trị pKa của HCl, tùy theo nguồn, dao động trong khoảng -3 đến -7,^[13] thậm chí đến -9,3.^[14]

Khi cho các muối clorua như NaCl vào dung dịch HCl thì chúng không ảnh hưởng đến giá trị pH, điều này cho thấy rằng ion Cl⁻ là một gốc bazơ liên hợp cực kỳ yếu và HCl bị phân ly hoàn toàn trong dung dịch. Đối với các dung dịch axít clohiđric trung bình đến mạnh, người ta cho rằng số mol H⁺ bằng với số mol HCl, với độ tin cậy 4 chữ số thập phân.^[11][12]
Trong số sáu axít vô cơ mạnh phổ biến, axít clohiđric là một axít monoproton ít có khả năng tạo phản ứng giảm số oxy hóa. Nó là một trong những axít mạnh ít độc hại nhất khi tiếp xúc bằng tay; ngoài tính axít, nó còn bao gồm các ion clo không phản ứng và không độc hại. Các dung dịch axít clohiđric trung bình-mạnh thì khá ổn định khi lưu trữ.
Axít clohiđric thường được dùng phổ biến trong việc chuẩn độ dung dịch bazơ. Các axít chuẩn độ mạnh cho các kết quả chính xác hơn do có điểm cuối rõ ràng. Axít clohiđric dạng hỗn hợp đẳng phí (gần 20,2%) có thể được dùng như một tiêu chuẩn cơ bản trong phân tích định lượng, mặc dù nồng độ chính xác của nó phụ thuộc vào áp suất khí quyển khi điều chế nó.^[15]
Axít clohiđric thường được dùng trong việc chuẩn bị mẫu trong hóa phân tích. Axít clohiđric đặc có thể hòa tan một số kim loại, tạo ra các khí hydro và clo. Nó phản ứng với các hợp chất bazơ như canxi cacbonat hoặc đồng(II) ôxít, tạo thành các dung dịch hòa tan có thể dùng để phân tích.^[11][12]
Như các loại axít khác, HCl có khả năng tác dụng với:

• Kim loại: Giải phóng khí hiđrô và tạo muối clorua (trừ các kim loại đứng sau hiđro trong dải hoạt động hóa học như Cu, Hg, Ag, Pt, Au).

Fe + 2HCl → FeCl₂+ H₂

• Ôxít bazơ: Tạo muối clorua và nước.

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

• Bazơ: Tạo muối clorua và nước.

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

• Muối: tác dụng với các muối có gốc anion hoạt động yếu hơn tạo muối mới và axít mới.

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Ngoài ra, trong một số phản ứng HCl còn thể hiện tính khử bằng cách khử một số hợp chất như KMnO₄(đặc), MnO₂, KClO₃ giải phóng khí clo.

2KMnO₄(đặc) + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8 H₂O

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O