盐酸是强酸。盐酸是氯化氢(HCl)的水溶液,属于一元无机强酸,具有较高的腐蚀性。浓盐酸(质量分数约为37%)具有极强的挥发性,打开容器后,氯化氢气体会挥发并与空气中的水蒸气结合产生盐酸小液滴,形成酸雾。
盐酸是胃酸的主要成分,能够促进食物消化、抵御微生物感染。工业上,盐酸有广泛的用途,包括酸洗钢材、制备无机和有机化合物等。根据英国化学家的定义,强酸是指可以自主完全电离的酸,如1mol HCl在水中生成1 mol H+和另外1 mol Cl-。现代判断强酸的标准是其在水溶液中的电离常数pKa小于1,pKa值越小,酸性越强。
物理性质
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。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,氯化氢能溶于许多有机溶剂。浓盐酸稀释有热量放出。
盐酸在一定压力下能形成共沸溶液(也称恒沸溶液),不同压力下的盐酸共沸溶液对应氯化氢的浓度不同。下图为一个大气压下,不同浓度盐酸的沸点(下方的线),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。在该大气压力下,当氯化氢的质量分数达到20.24%时,对应最高沸点108.6℃。
化学性质
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。
盐酸是一种一元强酸溶液,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。对于氯化氢等强酸而言,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。
生物用途
人类和其他动物的胃壁上有一种特殊的腺体,能把吃下去的食盐变成盐酸。盐酸是胃液的一种成分(浓度约为0.5%),它能使胃液保持激活胃蛋白酶所需要的最适合的pH值,它还能使食物中的蛋白质变性而易于水解,以及杀死随食物进入胃里的细菌的作用。此外,盐酸进入小肠后,可促进胰液、肠液的分泌以及胆汁的分泌和排放,酸性环境还有助于小肠内铁和钙的吸收。
日常用途
利用盐酸可以与难溶性碱反应的性质,制取洁厕灵、除锈剂等日用品。
酸洗钢材
盐酸一个最重要的用途是酸洗钢材。在后续处理铁或钢材(挤压、轧制、镀锌等)之前,可用盐酸反应掉表面的锈或铁氧化物。
剩余的废酸常再用作氯化亚铁溶液,但其中重金属含量较高,故这种做法已经逐渐变少。
酸洗钢材工业发展了盐酸再生工艺,如喷雾焙烧炉或流化床盐酸再生工艺等。这些工艺能让氯化氢气体从酸洗液中再生。
阳离子交换树脂的再生
高质量的盐酸常用于阳离子交换树脂的再生。阳离子交换广泛用于纯净水生产中,除去溶液中含有的Na+、Ca2+等离子,而盐酸可以冲掉反应后树脂中的这些离子。一个H+替换一个Na+,Ca2+则需要两个H+。
离子交换树脂和软化水在几乎所有的化学工业中都有应用,尤其是饮用水生产和食品工业。
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