Hidrogén-klorid

	Hidrogén-klorid
; 2 dimenziós; szerkezet	; 3 dimenziós; szerkezet
IUPAC-név	hidrogén-klorid
Szabályos név	klorán
Más nevek	sósavgáz
	Kémiai azonosítók
PubChem	313
ChemSpider	307
EINECS-szám	231-595-7
DrugBank	DB13366
KEGG	D02057
MeSH	Hydrochloric+acid
ChEBI	17883
RTECS szám	MW4025000
InChIKey	VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N
Beilstein	1098214
Gmelin	322
UNII	QTT17582CB
UN-szám	1050
ChEMBL	1231821
Jmol 3D képek	Kép
	Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet	HCl
Moláris tömeg	36,46
Megjelenés	színtelen, szúrós szagú, higroszkópos gáz
Halmazállapot	gáz
Sűrűség	1,52 g/dm³ (20 °C)
Olvadáspont	−114,22 °C (158,8 K)
Forráspont	−85,05 °C (187,9 K)
Oldhatóság (vízben)	82,3 g/100 ml (0 °C) ; 72,0 g/100 ml (20 °C) ; 56,1 g/100 ml (60 °C)
Oldószerei	metanol, etanol, éter
Savasság (pKa)	−7,0
Lúgosság (pKb)	21,0
Törésmutató (nD)	1,0004456 (gáz) ; 1,254 (folyadék)
Viszkozitás	0,311 cP (−100 °C)
Gőznyomás	4352 kPa (21,1 °C-on)
	Kristályszerkezet
Molekulaforma	lineáris, dipólusmolekula
	Termokémia
Std. képződési; entalpia ΔfHo298	−92,31 kJ mol−1
Standard moláris; entrópia So298	186,902 J K−1 mol−1
Hőkapacitás, C	0,7981 J K−1 g−1
	Veszélyek
MSDS	JT Baker MSDS
Főbb veszélyek	T C
NFPA 704	0 3 1
R mondatok	R23, R35
S mondatok	(S1/2), S9, S26, S36/37/39, S45
Öngyulladási hőmérséklet	nem gyúlékony
LD50	238 mg/kg (patkány, szájon át)
	Rokon vegyületek
Azonos kation	Hidrogén-fluorid; Hidrogén-bromid; Hidrogén-jodid
Azonos anion	Kloridok
	Az infoboxban SI-mértékegységek szerepelnek. Ahol lehetséges, az adatok standardállapotra (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. Az ezektől való eltérést egyértelműen jelezzük.

Nem tévesztendő össze a következővel: sósav.

A hidrogén-klorid színtelen, szúrós szagú, levegőnél nagyobb sűrűségű, mérgező gáz, képlete HCl. Vízben jól oldódik, vizes oldata a sósav, melyet először Basilius Valentinus állított elő a 15. században, egészen tiszta állapotban pedig Glauber. Előfordul a természetben némely vulkáni gázban és Dél-Amerika néhány folyójában, amelyek vulkáni vidéken folynak keresztül; a gyomornedvben is megtalálható, minthogy az emésztésnek igen fontos tényezője.

Előállítása és felhasználása

A hidrogén-klorid hidrogénből és klórból képződik magas hőmérsékleten (250 °C felett) vagy fény^[4] hatására. Az egyesülés durranás kíséretében történik, ha az említett két gáznak egyenlő térfogatait elegyítettük egymással.

\mathrm {H_{2}+Cl_{2}\longrightarrow 2\ HCl\,\!}

A hidrogén- és a klórgáz 1:1 térfogatarányú elegyét klórdurranógáznak nevezzük, mely még az oxigén-hidrogén durranógáznál is robbanékonyabb.

A hidrogén-klorid előállítható a kloridokból, ha azokat koncentrált kénsavval melegítjük; e célra azonban iparilag konyhasót (NaCl) használnak, amelyet kénsavval kezelnek. A reakció mellékterméke a glaubersó, melyet a gyógyászatban hashajtásra használnak.

\mathrm {2\ NaCl+H_{2}SO_{4}\longrightarrow Na_{2}SO_{4}+2\ HCl\,\!}

^[5]

Szerves vegyületek klórozásánál melléktermékül igen nagy mennyiségben keletkezik.^[4]^[6]

Cseppfolyós állapotban közvetlenül felhasználható telítetlen szénhidrogének hidrohalogénezésére (pl. vinil-klorid vagy etil-klorid előállítására).^[6] Felhasználják továbbá vízmentes ammónium-klorid és fém-kloridok előállítására, valamint sósavtermelésre is.^[7]

Jellemzői

A hidrogén-klorid-gáz igen alacsony hőmérsékletre lehűtve, nagyobb nyomáson színtelen folyadékká sűríthető. A hidrogén-klorid-gáz levegőre vonatkoztatott relatív sűrűsége: ρ_rel = 1,278 (levegő = 1) és vízben rendkívül jól oldódik; 1 térfogat víz 0 °C-on 505 térfogat (0,825 g), 20 °C-on 440 térfogat (0,721 g) hidrogén-klorid-gázt abszorbeál; ezért hidrogén-klorid-gázzal telt palack víz alatt kinyitva egy pillanat alatt megtelik vízzel.

Az oxidáló hatású anyagok (például nátrium-hipoklorit azaz hypo, kálium-permanganát, kálium-klorát stb.) a hidrogén-kloridot elbontják és ekkor klórgáz fejlődik belőle.

\mathrm {NaOCl+2\ HCl\longrightarrow NaCl+Cl_{2}+H_{2}O\,\!}

Szerkezete és tulajdonságai


77 K-es DCl por neutrondiffrakciós vizsgálattal meghatározott szerkezete. HCl helyett DCl-t használtak, mivel a deutériummagot könnyebb észlelni, mint a protont. A „végtelen” DCl láncokat szaggatott vonalak jelölik

A szilárd HCl 98,4 K-en fázisátmeneten megy keresztül. Az anyag porröntgendiffrakciós vizsgálata alapján a szerkezet az átmenet során rombosból köbös rendszerűvé változik. A klóratomok mindkét szerkezetben lapközéppontos rácsot alkotnak, ám a hidrogének helyzetét nem lehet meghatározni.^[8] A spektroszkópiai és dielektromos jellemzők vizsgálata, valamint a DCl (deutérium-klorid) megállapított szerkezete alapján a HCl szilárd fázisban zegzugos láncokat alkot, ugyanúgy, mint a HF (lásd a jobb oldali ábrát).^[9]

A HCl oldhatósága (g/l) a szokásos oldószerekben^[10]
Hőmérséklet (°C)	0	20	30	50
Víz	823	720	673	596
Metanol	513	470	430
Etanol	454	410	381
Éter	356	249	195

A gázállapotú hidrogén-klorid – oldalt bemutatott – infravörös spektruma számos éles abszorpciós vonalat tartalmaz, melyek 2886 cm⁻¹ (~3,47 µm-es hullámhossz) körül csoportosulnak. Szobahőmérsékleten csaknem minden molekula a v = 0 rezgési alapállapotban van. Ahhoz, hogy egy HCl molekula a v = 1 állapotba gerjesztődjön, körülbelül 2880 cm⁻¹-es infravörös gerjesztés szükséges. Ezt a Q-ágba tartozó abszorpciót szimmetria tiltott volta miatt nem figyelhetjük meg. Ehelyett két jelcsoport (P- és R-ágak) észlelhető, melyeket a molekula forgása okoz. A kvantummechanikai kiválasztási szabályok miatt csak bizonyos forgási módusok megengedettek. Ezt a J forgási kvantumszám jellemzi, J = 0, 1, 2, 3, ... . A kiválasztási szabályok szerint ΔJ értéke csak ± 1 lehet.

E(J) = h·B·J(J+1)

B értéke sokkal kisebb, mint ν·e, ezért a molekula megforgatásához sokkal kisebb energia szükséges, az átlagos molekulák esetén ez az energia a mikrohullámú tartományba esik. A HCl molekula rezgési energiája azonban már az infravörös tartományba esik, így a molekula forgási-rezgési módusait mutató spektrum kényelmesen felvehető egy hagyományos gázcella és infravörös spektrofotométer segítségével.

A természetben előforduló klór két izotópból áll, ezek a ³⁵Cl és ³⁷Cl, arányuk közelítőleg 3:1. Bár a kétféle izotópot tartalmazó molekulák rugóállandói nagyon hasonlóak, a redukált tömeg különbsége miatt a forgási energiák eléggé eltérnek ahhoz, hogy az abszorpciós vonalak alaposabb tanulmányozásával ezek a dublettek megfigyelhetők lehessenek. A dublett vonalainak intenzitásaránya ugyanúgy 3:1.

Jegyzetek

↑ Perrin, D. D. Dissociation constants of inorganic acids and bases in aqueous solution. Butterworths, London, 1969.
↑ Hydrogen Chloride Archiválva 2014. február 22-i dátummal a Wayback Machine-ben. Gas Encyclopaedia. Air Liquide
1 2 3 A hidrogén-klorid vegyülethez tartozó bejegyzés az IFA GESTIS adatbázisából. (JavaScript szükséges) (angolul)
1 2 Hans Breuer (2000). Atlasz – Kémia (második, javított kiadás ed.). Budapest: Athenaeum 2000 Kiadó. 191. o. ISBN 963 926124 6.
↑ Náray-Szabó Gábor, ed. (2006). Kémia. Budapest: Akadémiai Kiadó. 355. o. ISBN 963 05 8240 6.
1 2 Römpp vegyészeti lexikon: Második kötet F–K. Budapest: Műszaki Könyvkiadó. 1982. 457. o. ISBN 963 10 3813 0.
↑ Greenwood, N.N. (1999). Az elemek kémiája (1. ed.). Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó. 1102. o. ISBN 963-18-9144-5. {{cite book}}: Unknown parameter |coauthor= ignored (|author= suggested) (súgó)
↑ Natta, G. (1933). "Struttura e polimorfismo degli acidi alogenidrici". Gazzetta Chimica Italiana (olasz nyelven). 63: 425–439.
↑ Sándor, E.; Farrow, R. F. C. (1967). "Crystal Structure of Solid Hydrogen Chloride and Deuterium Chloride". Nature. 213 (5072): 171–172. Bibcode:1967Natur.213..171S. doi:10.1038/213171a0.
↑ Hydrochloric Acid - Compound Summary. Pubchem

Források

További információk

Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[1] Perrin, D. D. Dissociation constants of inorganic acids and bases in aqueous solution. Butterworths, London, 1969.

[2] Hydrogen Chloride Archiválva 2014. február 22-i dátummal a Wayback Machine-ben. Gas Encyclopaedia. Air Liquide

[BGIA_GESTIS-3] 1 2 3 A hidrogén-klorid vegyülethez tartozó bejegyzés az IFA GESTIS adatbázisából. (JavaScript szükséges) (angolul)

[Atlasz-4] 1 2 Hans Breuer (2000). Atlasz – Kémia (második, javított kiadás ed.). Budapest: Athenaeum 2000 Kiadó. 191. o. ISBN 963 926124 6.

[Naray-Szabo-5] Náray-Szabó Gábor, ed. (2006). Kémia. Budapest: Akadémiai Kiadó. 355. o. ISBN 963 05 8240 6.

[Römpp2-6] 1 2 Römpp vegyészeti lexikon: Második kötet F–K. Budapest: Műszaki Könyvkiadó. 1982. 457. o. ISBN 963 10 3813 0.

[7] Greenwood, N.N. (1999). Az elemek kémiája (1. ed.). Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó. 1102. o. ISBN 963-18-9144-5. {{cite book}}: Unknown parameter |coauthor= ignored (|author= suggested) (súgó)

[8] Natta, G. (1933). "Struttura e polimorfismo degli acidi alogenidrici". Gazzetta Chimica Italiana (olasz nyelven). 63: 425–439.

[9] Sándor, E.; Farrow, R. F. C. (1967). "Crystal Structure of Solid Hydrogen Chloride and Deuterium Chloride". Nature. 213 (5072): 171–172. Bibcode:1967Natur.213..171S. doi:10.1038/213171a0.

[10] Hydrochloric Acid - Compound Summary. Pubchem

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]