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盐酸

盐酸

  盐酸是无色液体(工业用盐酸会因有杂质三价铁盐而略显黄色),为氯化氢的水溶液,具有刺激性气味,一般实验室使用的盐酸为0.1mol/L,pH=1。由于浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气作用形成盐酸小液滴,所以会看到白雾。盐酸与水、乙醇任意混溶,浓盐酸稀释有热量放出,氯化氢能溶于苯。
  20℃时不同浓度盐酸的物理性质数据:
质量分数 浓度 密度(Kg/L) 物质的量浓度 哈米特酸度函数 粘性 比热容 蒸汽压 沸点 熔点
(g/L) (mol/L) (m·Pa·s) [KJ/(Kg·℃)] (Pa) (℃) (℃)
10% 104.8 1.048 2.87 -0.5 1.16 3.47 0.527 103 -18
20% 219.6 1.098 6.02 -0.8 1.37 2.99 27.3 108 -59
30% 344.7 1.149 9.45 -1 1.7 2.6 1410 90 -52
32% 370.88 1.159 10.17 -1 1.8 2.55 3130 84 -43
34% 397.46 1.169 10.9 -1 1.9 2.5 6733 71 -36
36% 424.44 1.179 11.64 -1.1 1.99 2.46 14100 61 -30
38% 451.82 1.189 12.39 -1.1 2.1 2.43 28000 48 -26

  如下图所示,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HCl·H2O、51%时的HCl·2H2O、41%时的HCl·3H2O和25%时的HCl·6H2O。另外在24.8%时还有一种亚稳的HCl·3H2O生成。

  盐酸在一定压力下能形成共沸溶液。下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%对应沸点108.6℃。

  化学性质
  酸性
  盐酸溶于碱液时与碱液发生中和反应。
  盐酸是一种一元强酸,这意味着它只能电离出一个
  在水溶液中氯化氢分子完全电离
  与一个水分子络合,成为H3O+,使得水溶液显酸性:

  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。
  盐酸可以与氢氧化钠酸碱中和,产生食盐:

  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:

  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,例如:

  高中化学把盐酸和硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸合称为六大无机强酸。
  一元酸只有一个酸离解常数,符号为Ka。它能够度量水溶液中酸的强度。于盐酸等强酸而言,Ka很大,只能通过理论计算来求得。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,可以假设氢离子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。
  还原性
  盐酸具有还原性,可以和一些强氧化剂反应,放出氯气:
  二氧化锰:

  二氧化铅:

  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:
  配位性
  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:

  铜在无空气时难溶于稀盐酸,但其能溶于热浓盐酸中,放出氢气:

  有机化学
  酸性环境下可对醇类进行亲核取代生成卤代烃:

  氯化氢也可以加成烯双键得到氯代烃,例如:

  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:

  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:

  利用这样的性质,可以将胺与其他有机化合物分离 。
  此外,胺的盐酸盐的熔点或分解点可以用来测定胺的种类。
  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:

  但应注意,此法只适用于对酸稳定的化合物,如果有α、β-碳碳双键等也会被还原:

  无水氯化锌溶于高浓度盐酸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。将卢卡斯试剂与叔醇立即浑浊,与仲醇2-5分钟浑浊,伯醇加热浑浊。

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