Điều chế HCl từ NaCl

Phương trình điều chế HCl từ NaCl

NaCl _rắn + H₂SO_4 đặc → NaHSO₄ + HCl  (< 250⁰C)

2NaCl _rắn + H₂SO_4 đặc → Na₂SO­₄ + 2HCl  (> 400⁰C)

Đây là phương pháp sunfat để điều chế HCl trong phòng thí nghiệm. Người ta sẽ cho tinh thể NaCl phản ứng với H₂SO₄ đặc, nung nóng (< 250^oC hoặc >400^oC)

Sản phẩm được tạo thành có độ tinh khiết cao nhưng không được dùng để sản xuất HCl thương mại vì giá axit sulfuric đắt hơn axit clohydric.

Tính chất vật lý của HCl

- Hiđro clorua (HCl) tan vào nước tạo thành dung dịch Axit Clohidric (HCl). Dung dịch HCl đậm đặc có nồng độ ≈ 37% là dd bão hòa hidro clorua.

- Khi ở dạng khí, HCl không màu, có mùi xốc, nặng hơn không khí và tan nhiều trong nước tạo dung dịch axit mạnh.

- Axit HCl là chất lỏng không màu, dễ bay hơi. Dung dịch axit HCl không màu, HCl đặc bốc khói trong không khí ẩm.

- Độ hòa tan trong nước: 725g/l ở 20 độ C.

- Trọng lượng phân tử: 36,5 g/mol.

- Dung dịch HCl dễ bay hơi.

Tính chất hóa học của HCl

Axit clohidric có đầy đủ tính chất hóa học của axit.

* Làm đổi màu quỳ tím

Dung dịch axit HCl làm đổi màu quỳ tím sang đỏ.

HCl → H⁺ + Cl^-

* Tác dụng với kim loại

Dung dịch axit HCl tác dụng với nhiều kim loại đứng trước H trong dãy điện hóa tạo thành muối clorua và khí H₂.

2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂

6HCl + 2Al → 2AlCl₃ + 3H₂

* Tác dụng với bazo

Axit clohidric tác dụng với bazo tạo thành muối clorua và nước.

HCl + KOH → KCl + H₂O

2HCl + Cu(OH)₂ → CuCl₂ + 2H₂O

* Tác dụng với oxit bazo

Axit clohidric tác dụng với oxit bazo tạo thành muối clorua và nước.

2HCl + CaO → CaCl₂ + H₂O

2HCl + CuO → CuCl₂ + H₂O

* Tác dụng với muối

Axit clohidric tác dụng với muối tạo thành muối mới và axit mới.

2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + CO₂ + H₂O

HCl + AgNO₃ → AgCl + HNO₃

* HCl có tính khử khi tác dụng với chất có tính oxy hóa mạnh như KMnO₄, K₂Cr₂O₇, MnO₂, KClO₃, …axit clohydric có tính khử.

6HCl + KClO₃ → KCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O

2HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂↑ + H₂O

14HCl + K₂Cr₂O₇ → 2KCl + 2CrCl₃ + 3Cl₂↑ + 7H₂O

16HCl + 2KMnO₄ → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂↑ + 8H₂O

Một số lưu ý đặc biệt với khí HCl

+ Khí hidroclorua là một loại khí độc hại gây ảnh hưởng nghiêm trọng nên khi sử dụng ta cần tránh tiếp xúc trực tiếp, không được uống, hít vào.

+ Không được để axít chảy vào hệ thống thoát nước. Vì HCl có tính chất tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch axit clohidric rất độc hại. Nếu ta uống vào nguồn nước có dung dịch axit HCL hay tưới cho cây cối thì đều gây ảnh hưởng lớn và nghiêm trọng.

+ Nếu có sự cố rò rỉ, thì có thể trung hòa với dung dịch NaOH loãng, hoặc đá vôi, Na₂CO₃. Vì hidro clorua tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành muối natriclorua (dung dịch muối ăn) không gây hại. Muối cacbonat tác dụng với HCl tạo thành muối mới và giải phóng khí CO₂. Phương trình dưới đây:

HCl + NaOH(l) ---> NaCl + H₂O

2HCl + Na₂CO₃ ---> 2NaCl + CO₂ +H₂O

Ứng dụng của HCl  trong thực tiễn

- Xử lý nước hồ bơi: Cân bằng nồng độ pH, diệt khuẩn, rong rêu, tảo, khử trùng,…

- Sử dụng HCl nồng độ 18% để tẩy gỉ thép trước khi cán, mạ điện,….

Fe₂O₃ + Fe + 6HCl → 3FeCl₂ + 3H₂O

- Sản xuất hợp chất hữu cơ như vinyl clorua, diclorometa, than hoạt tính, polycacbonat, axit ascobic, một số loại dược phẩm,…

2CH₂=CH₂ + 4HCl + O₂ → 2ClCH₂CH₂Cl + 2H₂O

- Kiểm soát, trung hòa pH để điều chỉnh tính bazo trong dung dịch

OH⁻ + HCl → H₂O + Cl⁻

- Sản xuất các hợp chất vô cơ như các hóa chất xử lý nước thải, muối clorua dùng để mạ điện, mạ kẽm clorua trong công nghiệp mạ và sản xuất pin,…

- Tham gia vào nhiều phản ứng hóa học trong dạ dày như:

+ Hòa tan các muối khó tan, là chất xúc tác cho các phản ứng thủy phân các chất đường, bột và chất đạm thành các chất đơn giản hơn mà cơ thể có thể hấp thụ được.

+ Ngăn ngừa các mầm bệnh do vi khuẩn trong dạ dày và ruột gây ra.

+ Kích hoạt các chất thiết yếu trong cơ thể như hooc - mon và enzyme tiêu hóa thức ăn.

+ Giúp cơ thể hấp thụ các chất dinh dưỡng quan trọng trong thực phẩm như vitamin A, C, E, B6, B12, canxi, magie, kẽm, sắt ... 

- Axit clohydric được dùng trong xử lý da, vệ sinh nhà cửa, bơm vào các tầng đá của giếng dầu để hòa tan một phần đá, tạo lỗ rỗng lớn hơn,…

- Trộn HCl đậm đặc với HNO₃ đậm đặc theo tỉ lệ mol 1:3 để tạo thành hỗn hợp nước cường tona (hòa tan vàng, bạch kim).

- Sản xuất thực phẩm, phụ gia thực phẩm như aspartame, fructose, gelatin, axit citric, lysine,….