Điều chế hidro clorua trong phòng thí nghiệm

Câu hỏi: Điều chế Hidro clorua -HCl trong phòng thí nghiệm

Lời giải:

     - Người ta điều chế khí hiđro clorua từ  NaCl  rắn và axit sunfuric đậm đặc:

NaCl+H₂SO₄→NaH₂SO₄+HCl 

2NaCl+H₂SO₄→Na₂SO₄+2HCl₂

     - Phản ứng thứ nhất xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc đun nóng không  quá  2500⁰C, phản ứng thứ hai xảy ra ở  nhiệt độ cao hơn  4000⁰C.

     - Hòa tan khí  HCl  vào nước cất, ta được dung dịch axit clohiđric.

Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về Hidroclorua và cách điều chế nhé.

I. Hydroclorua

     - Cấu tạo phân tử

     - Cặp electron bị lệch về phía clo vì clo có độ âm điện lớn hơn hydro.

     - Công thức electron: 

II - TÍNH CHẤT VẬT LÍ

     - Hyđroclorua là chất khí, không màu, tan nhiều trong nước (1lít nước hòa tan 500 lít HCl)

     - Hyđroclorua nặng hơn không khí

     - Khí HCl không làm quì tím (khô) hóa đỏ

     - Khí HCl không tác dụng với CaCO₃,…

     - HCl đặc C% ≈ 37% và D = 1,19(g/ml)

     - HCl đặc bốc khối trong không khí ẩm.

     - Lí giải vì sao nước lại phun vào bình là do khí Hidroclorua tan nhiều trong nước tạo ra sự giảm mạnh áp suất trong bình, áp suất của khí quyển đẩy nước vào thế chỗ khí HCl đã hòa tan.

     - Dung dịch thu được là axit nên làm dung dịch quỳ tím ngả sang màu đỏ. Vậy, khí HCl tan rất nhiều trong nước. Người ta xác định được ở 200⁰C, một thể tích nước có thể hòa tan tới gần 500 thể tích khí HCl.

III - TÍNH CHẤT HÓA HỌC

     - Khí hiđro clorua khô không làm quỳ tím đổi màu, không tác dụng được với  CaCO₃  để giải phóng khí  CO₂, tác dụng rất khó khăn với kim loại. Dung dịch hiđro clorua trong benzen cũng có tính chất tương tự hiđro clorua khô.

     - Dung dịch hiđro clorua trong nước (dung dịch chứa axit clohiđric) là một dung dịch axit mạnh. Những tính chất chung của một axit (làm đỏ quỳ tím, tác dụng với bazơ, oxit bazơ, tác dụng với muối, tác dụng với kim loại) đều thể hiện rõ nét ở dung dịch axit HCl:

Mg(OH)₂+2HCl→MgCl₂+2H₂O

 CuO+2HCl→CuCl₂+H₂O

CaCO₃+2HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂↑

Fe+2HCl→FeCl₂+H₂↑

Axit clohiđric có tính khử:​

     - Do trong phân tử HCl, nguyên tố clo có số oxi hóa thấp nhất (-1). Khi dung dịch HCl đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh như MnO₂, KMnO₄ … thì HCl bị oxi hóa thành Cl₂.

Ví dụ:

IV - ĐIỀU CHẾ

1. Trong phòng thí nghiệm

Người ta điều chế khí hiđro clorua từ NaCl rắn và axit sunfuric đậm đặc:

NaCl+H₂SO₄→NaHSO₄+HCl

 2NaCl+H₂SO₄→Na₂SO₄+2HCl₂

     - Phản ứng thứ nhất xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc đun nóng không  quá  2500⁰C, phản ứng thứ hai xảy ra ở  nhiệt độ cao hơn  4000⁰C.

     - Hòa tan khí  HCl  vào nước cất, ta được dung dịch axit clohiđric.

2. Trong công nghiệp

a) Trong công nghiệp, người ta cũng sản xuất axit clohiđric từ  NaCl  và  H₂SO₄ đặc. Phương pháp này gọi là phương pháp sunfat.

b) Để thu được  HCl  tinh khiết, người ta sản xuất  HCl  bằng phương pháp tổng hợp từ hiđro và clo (thu được khi điện phân dung dịch  NaCl  có màng ngăn). 

Sơ đồ thiết bị sản xuất HCl trong công nghiệp

     - Cần đốt để khơi mào cho phản ứng xảy ra trong buồng đốt  T1 (làm bằng than chì hay thạch anh), sau đó phản ứng tự xảy ra (phản ứng tỏa nhiệt).

     - Khí  HCl  được nước hấp thụ ở hai tháp hấp thụ T2 và T3 theo nguyên tắc ngược dòng tạo ra dung dịch axit clohiđric đặc.

c) Ngày nay, một lượng lớn  HCl  thu được trong công nghiệp từ quá trình clo hóa các chất hữu cơ (chủ yếu là các hiđrocacbon).

C₂H₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl