Trong phòng thí nghiệm axit clohiđric

Câu hỏi: Trong phòng thí nghiệm axit clohiđric (HCl) được điều chế như thế nào? Viết các PTHH minh họa.

Trả lời:

Điều chế axit clohiđric (HCl) trong phòng thí nghiệm

- Cho tinh thể NaCl tác dụng với axit H₂SO₄ đậm đặc và đun nóng (phương pháp sunfat):

NaCl(r) +  H₂SO_4đđ  → ^(>250oC)  NaHSO₄    +      HCl↑

- Ở nhiệt độ cao hơn:

2NaCl(r)   +   H₂SO_4đđ  → ^(≥400oC)  Na₂SO₄   +   2HCl↑ 

Khí HCl hòa tan vào nước ⟶ dung dịch axit HCl.

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về HCl nhé. 

1. Axit Clohidric là gì?

Axit clohydric có tính axit mạnh thuộc loại chất vô cơ. HCl tồn tại được ở  dạng khí và lỏng 

Công thức hóa học của Axit clohidric là HCL và có các tên gọi khác như axit clohydric, muriatic, axit clohidric, axit ađipic. 

HCl là một axit mạnh, có đầy đủ tính chất của một axit mạnh. Dung dịch HCl đậm đặc là dung dịch bão hòa hiđroclorua, có nồng độ khoảng 37%, từ đây ta có thể pha chế thành dung dịch HCl có nồng độ khác nhau.

HCl có những ứng dụng như Điều chế các muối clorua, Làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn, Tẩy gỉ kim loại trước khi sơn, tráng, mạ kim loại, Dùng trong chế biến thực phẩm, dược phẩm.

Axit clohydric là một axit được sử dụng trong công nghiệp dược phẩm, hóa chất và dược phẩm, cũng như trong công thức của các chế phẩm, v.v. 

Tuy nhiên, HCl có tính ăn mòn các mô của con người và gây hại cho hệ hô hấp, mắt, da và ruột.

2. Nguồn gốc HCl

- Đến nay, vấn đề về nguồn gốc của HCl vẫn còn nhiều tranh cãi. Có một số tài liệu cho rằng hợp chất này được điều chế từ thời Trung Cổ nhưng không chỉ ra rõ ràng, một số khác lại cho thấy nó có nguồn gốc đầu tiên vào thế kỷ 15, 16. Nhiều tác giả đã đưa ra nhận định loại axit này được phát hiện vào thế kỷ 5 bởi Basil Velentine bằng cách nung muối và axit sunfuric lục.

- Vào năm 1977 hydro clorua tinh khiết đã được tạo nên bởi Joseph Priestley và Humphry Davy đã chứng minh thành phần của hợp chất này gồm có hydro và clo năm 1818.

- Sau một thời gian nghiên cứu cùng phát triển, ngày này axit HCl đã trở thành một trong các loại hóa chất hàng đầu với nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống, sản xuất.

3. Công thức cấu tạo của axit clohidric

4. Các phương pháp điều chế và sản xuất axit clohydric

a/ Trong phòng thí nghiệm

Axit clohydric được điều chế bằng phương pháp sunfat có thể đạt nồng độ lên đến 40% với phương trình điều chế diễn ra theo 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: NaCl rắn + H₂SO₄ đặc → NaHSO₄ + HCl  (150 – 250 ºC)

Giai đoạn 2: 2NaCl rắn + H₂SO₄ đặc → Na₂SO­₄ + 2HCl  (500 – 600 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.

b/ Trong công nghiệp

Axit clohydric được điều chế trong công nghiệp thường có nồng độ 32 - 34 % với phương trình điều chế sau:

H₂ + Cl₂ → 2HCl (> 2000 ° C)

- HCl được tổng hợp trực tiếp từ khí clo và khí hydro nên sản phẩm có độ tinh khiết cao.

- Để đảm bảo phản ứng diễn ra hoàn toàn, lượng hydro được cung cấp cao hơn clo khoảng 1 - 2%.

- Chi phí sản xuất cao vì các chất phản ứng có giá thành cao.

- Hỗn hợp khí hydro và clo có khả năng gây nổ nên cần những thiết bị đặc biệt có khả năng chịu nhiệt cao.

Ngoài ra, HCl cũng được tổng hợp từ một số phương pháp khác:

- Hydrat hóa clorua kim loại nặng

2FeCl₃ + 6H₂O → Fe₂O₃ + 3H₂O + 6HCl

- Nhiệt phân 1,2 – dicloretan thành vinyl clorua.  

C₂H₄ + Cl₂ → C₂H₄Cl₂

C₂H₄Cl₂ → C₂H₃Cl + HCl

90% lượng HCl ở Mỹ được sản xuất bằng phương pháp này.

- Clorua hóa ankan RH với R là gốc hydrocacbon

Cl₂ + RH → RCl + HCl

- Phản ứng trao đổi gốc clo với HF.

RCl + HF → RF + HCl

- Nhiệt phân Clodiflometan

2CHF₂Cl → CF₂=CF₂ + 2 HCl

- Đốt rác thải hữu cơ clo

C₄H₆Cl₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O + 2HCl

5. Những lưu ý khi sử dụng và bảo quản axit clohidric

a. Lưu ý khi sử dụng axit HCl

- Mang đầy đủ đồ bảo hộ: găng tay, kính mắt, khẩu trang, mặt nạ phòng độc,..khi tiếp xúc trực tiếp với Axit Clohidric.

- Khi có tình trạng rơi vãi Axit clohidric cần sử dụng nước rửa sạch sẽ những vị trí vương vãi hóa chất đó.

- Trường hợp không may hóa chất bắn vào người thì dùng ngay nước sạch rửa nhiều lần, nếu bắn vào các bộ phận nguy hiểm như mắt, mũi, miệng thì đến ngay các cơ sở y tế để xử lý kịp thời.

2. Khi bảo quản:

- Nền kho chứa phải làm bằng vật liệu chịu được axit tốt.

- Tuyệt đối không cho axit tiếp xúc với kim loại.

- Bảo quản axit tại nơi khô ráo, thoáng mát, tránh nắng mưa trực tiếp.

- Tuyệt đối không bảo quản chung với các chất dễ cháy, chất oxy hóa, đặc biệt là axit nitric hoặc Clo, xianua hoặc sulfua.

- Các thùng chứa cần chắc chắn về mặt cơ học và chống ăn mòn, cần kiểm tra định kỳ để kiểm tra mức độ ăn mòn để thay thế. Không được bơm đầy hóa chất vào thùng chứa, cần đảm bảo ít nhất là 5% không gian chống.

- Kho bãi phải có các biện pháp phòng tránh nguy cơ đổ vỡ hay rò rỉ axit ra ngoài.