Гідроген хлорид

Склад молекули і будова речовини гідроген хлориду (хлороводню)

Молекули гідроген хлориду складаються з одного атому Гідрогену, що має один неспарений електрон, і одного атому Хлору, у якого на зовнішньому енергетичному рівні 7 електронів, з яких один неспарений, тому між атомами Гідрогену і Хлору утворюється одна спільна електронна пара  (Рис. 1).

Рис 1. Схема утворення молекули гідроген хлориду.

Електронегативність Хлору набагато більша за електронегативність Гідрогену, тому спільна електронна пара зміщена до атому Хлору, і між атомами утворюється одинарний ковалентний полярний зв’язок (Відео 1).

Отже, молекула гідроген хлориду — диполь з негативним зарядом (δ-) на атомі Хлору і частковим позитивним зарядом (δ+) на атомі Гідрогену.

Фізичні властивості гідроген хлориду

Гідроген хлорид за звичайних умов — це безбарвний газ з різким запахом, важчий за повітря, добре розчиняється у воді.

Температура плавлення  -114,2  °C.

Температура кипіння  -85,08 °C.

Температура розкладання  1500 °C.

Розчинність  при 20 °C  72,47 г/100 г води.

Розчин гідроген хлориду у воді утворює кисле середовище і називається хлоридною кислотою (Відео 2).

Відео 2. Хлороводневий фонтанчик.

Добування гідроген хлориду

1. Лабораторний спосіб

Дія концентрованої сульфатної кислоти на кристалічний натрій хлорид (Відео 3):

NaCl + H2SO4 (конц.) = HCl + NaHSO4;

при сильному нагріванні утворюється натрій сульфат :
2NaCl + H2SO4  Na2SO4 + 2HCl.

Відео 3. Добування гідроген хлориду в лабораторії.

2. Промисловий спосіб

Спалювання водню в хлорі:

H2 + Cl2 = 2HCl.

Синтез гідроген хлориду відбувається в спеціальних установках, в яких водень безперервно згоряє  в струмені хлору у результаті змішування газів безпосередньо в факелі пальника (Рис. 2). Тим самим досягається спокійне (без вибуху) протікання реакції (Відео  4).

Відео  4.  Полум’я всередині печі для спалювання водню.

Водень подається в надлишку (5 — 10%), що дозволяє повністю використовувати більш цінний хлор і отримати незабруднену хлором хлоридну кислоту.

Рис. 2. Схема установки для отримання синтетичної хлоридної кислоти: 1 — піч для спалювання водню; 2 — трубка для введення в піч водню; 3 — трубка для введення в піч хлору; 4 — абсорбційна колона.

Застосування гідроген хлориду

Основна маса гідроген хлориду використовується для отримання хлоридної кислоти і хлоридів. Наприклад, безводний амоній хлорид отримують безпосередньо з гідроген хлориду і амоніаку:

HCl + NH3 = NH4Cl.

Гідроген хлорид використовують в органічному синтезі, наприклад, для отримання з ацетилену хлороетену, що є мономером полівінілхлориду:

СН≡СН +  HCl → СН2=СНCl.

За допомогою гідроген хлориду отримують 2-хлоробут-1,3-дієн — мономер хлоропренового каучуку:

ВИСНОВКИ

Гідроген хлорид складається з полярних молекул. 
Гідроген хлорид — це безбарвний газ з різким запахом, важчий за повітря, добре розчиняється у воді.
Гідроген хлорид у лабораторії добувають дією концентрованої сульфатної кислоти на кристалічний натрій хлорид.
У промисловості гідроген хлорид отримують спалюванням водню в хлорі.
Розчиненням гідроген хлориду в воді одержують хлоридну кислоту.
Гідроген хлорид застосовують у органічному синтезі для добування галогенпохідних органічних речовин

Питання для закріплення знань.

1. Схарактеризуйте фізичні властивості гідроген хлориду.

2. Чому гідроген хлорид добре розчиняється  у воді?

3. Як називається розчин гідроген хлориду у воді?

4. Як можна добути гідроген хлорид у лабораторії і в промисловості?

5. Як використовують гідроген хлорид?

6. Дією 24,5 кг сульфатної кислоти на 30 кг кухонної солі було отримано 9,1 кг гідроген хлориду. Чи можна із решти суміші, нічого до неї не додаючи, отримати ще гідроген хлорид? Відповідь поясніть розрахунком.