Cloruro de hidrogeno | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Identificación | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Nombre IUPAC |
ácido clorhídrico cloruro de hidrógeno |
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N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100,028,723 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CE | 231-595-7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Apariencia | gas, incoloro, de olor acre. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades químicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fórmula bruta |
H Cl [Isómeros] |
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Masa molar | 36,461 ± 0,002 g / mol H 2,76%, Cl 97,23%, |
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pKa | -4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Momento dipolar | 1,1086 ± 0,0003 D | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° fusión | −114 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° hirviendo | a 101,3 kPa : −85 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Solubilidad | en agua a 20 ° C : 720 g · l -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Densidad |
1.00045 g · l -1 (gas)
ecuación:
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Presión de vapor saturante |
ecuación:
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Punto crítico | 51,35 ° C , 8,26 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Triple punto | 160 K ( −114 ° C ), 13,8 kPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Velocidad del sonido | 296 m · s -1 ( 0 ° C , 1 atm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termoquímica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S 0 gas, 1 bar | 186,90 J · K -1 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 gas | -92,31 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ vapor H ° |
16,15 kJ · mol -1 ( 1 atm , -85 ° C ); 9.08 kJ · mol -1 ( 1 atm , 25 ° C ) |
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C p | 29,14 J / mol K ( 25 ° C )
ecuación:
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Precauciones | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Peligro H314, H331, H314 : Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves H331 : Tóxico por inhalación |
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WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A, D1A, E, A : Gas comprimido Presión de vapor absoluta a 50 ° C = 7,950 kPa D1A : Material muy tóxico que tiene efectos inmediatos graves Transporte de mercancías peligrosas: clase 2.3 E : Material corrosivo Transporte de mercancías peligrosas: clase 8 Divulgación al 1,0% según la descripción de ingredientes lista |
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NFPA 704 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 3 1 W | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Transporte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
268 : Gas venenoso y corrosivo Número ONU : 1050 : CLORURO DE HIDRÓGENO ANHIDRO Clase: 2.3 Código de clasificación: 2TC : Gas licuado, tóxico, corrosivo; Etiquetas: 2.3 : Gases tóxicos (corresponde a los grupos designados con una T mayúscula, es decir, T, TF, TC, TO, TFC y TOC). 8 : Sustancias corrosivas
2186 : CLORURO DE HIDRÓGENO, LÍQUIDO REFRIGERADO Clase: 2.3 Código de clasificación: 3TC : Gas licuado refrigerado, tóxico, corrosivo; Etiquetas: 2.3 : Gases tóxicos (corresponde a los grupos designados con una T mayúscula, es decir, T, TF, TC, TO, TFC y TOC). 8 : Sustancias corrosivas Según el capítulo 2.2.2.2.2, el cloruro de hidrógeno en su forma refrigerada licuada no está autorizado para el transporte por ADR " ADR 2021 Vol 1 " [PDF] , Naciones Unidas,2020( ISBN 978-92-1-139177-0 , consultado el 30/04/21 ) , p. 136 |
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Inhalación | llevar al aire libre, posiblemente reanimación cardiopulmonar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Piel | quitar la ropa sucia, lavar con abundante agua, mostrar a un médico | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ojos | lavar con abundante agua manteniendo los párpados abiertos, mostrar a un oftalmólogo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ingestión | no beber, no inducir el vómito, consultar a un médico. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ecotoxicología | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Umbral de olor | bajo: 0,25 ppm alto: 10,06 ppm |
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Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El cloruro de hidrógeno , símbolo químico H Cl , es un cuerpo compuesto de cloro e hidrógeno , incoloro, tóxico y altamente corrosivo . En condiciones de temperatura y presión ambiente , es un gas que forma humos blancos al entrar en contacto con la humedad . Estos humos consisten en ácido clorhídrico , una solución iónica de cloruro de hidrógeno en agua.
El cloruro de hidrógeno, como el ácido clorhídrico , es una sustancia química importante en la química , la industria o la ciencia. El nombre HCl a veces se refiere de manera inapropiada al ácido clorhídrico en lugar de al cloruro de hidrógeno puro. Los químicos a veces hablan de ácido clorhídrico gaseoso o anhidro para referirse al cloruro de hidrógeno.
El cloruro de hidrógeno se conoce desde la Edad Media , cuando los alquimistas sabían que el ácido clorhídrico (entonces conocido como espíritu de sal o acidum salis ) estaba en ciertas circunstancias unido a vapores llamados gas ácido marino .
Para XVII º siglo , Johann Rudolf Glauber utiliza sal ( cloruro de sodio ) y el ácido sulfúrico para producir el sulfato de sodio , con el cloruro de hidrógeno producto de reacción secundario:
2 NaCl + H 2 SO 4 → 2 HCl + Na 2 SO 4.Este descubrimiento a veces se atribuye a Carl Wilhelm Scheele , quien también llevó a cabo esta reacción en 1772. Joseph Priestley obtuvo cloruro de hidrógeno puro en 1772, y en 1818, Humphry Davy demostró que este gas está compuesto de hidrógeno y cloro .
Durante la revolución industrial , la demanda de sustancias alcalinas , y en particular de carbonato de sodio, se hizo cada vez más importante. Nicolas Leblanc desarrolló un nuevo proceso industrial para la producción de carbonato de sodio . En el proceso Leblanc , la sal ( cloruro de sodio ) se convierte en carbonato de sodio utilizando ácido sulfúrico , creta y carbón vegetal , con producción secundaria de cloruro de hidrógeno. Hasta la promulgación en el Reino Unido de la Ley de álcalis en 1863, esta última se lanzó al aire. Los productores de carbonato de sodio luego tuvieron que disolverlo en agua , lo que hizo posible producir ácido clorhídrico a escala industrial. Posteriormente, se desarrolló el proceso Hargreaves , similar al proceso Leblanc excepto que el ácido sulfúrico es reemplazado por dióxido de azufre , agua y aire . Al comienzo de XX XX siglo , el proceso Leblanc fue reemplazado por el proceso Solvay que no produce cloruro de hidrógeno. Sin embargo, el cloruro de hidrógeno es todavía un paso en la producción de ácido clorhídrico .
La molécula de cloruro de hidrógeno HCl es una molécula diatómica que consta de un átomo de hidrógeno H y un átomo de cloro Cl, unidos por un enlace sencillo . Dado que el cloro es mucho más electronegativo que el hidrógeno, el enlace está polarizado. Como resultado, la molécula lleva un gran momento dipolar , con una carga parcial negativa δ - transportada por el átomo de cloro y una carga parcial positiva δ + transportada por el átomo de hidrógeno. Por tanto, el cloruro de hidrógeno es una molécula polar . Es muy soluble en agua y en disolventes polares .
En contacto con el agua, el cloruro de hidrógeno se ioniza para formar aniones Cl - cloruro y cationes hidronio H 3 O + (H + solvatado ):
HCl + H 2 O → H 3 O + + Cl -La solución resultante de la reacción se llama ácido clorhídrico . Es un ácido fuerte, lo que significa que la constante de acidez K a (que está relacionada con la velocidad de disociación de la molécula de HCl) es muy alta: el cloruro de hidrógeno se disocia casi por completo en agua.
Incluso en ausencia de agua, el cloruro de hidrógeno sigue actuando como un ácido . Por ejemplo, HCl puede disolverse en otros disolventes tales como metanol y protonar iones o moléculas, que actúa como un catalizador ácido para ciertas reacciones químicas para los que se requieren condiciones anhidras (completa ausencia de agua):
HCl + CH 3 OH → CH 3 O + H 2 + Cl -(protonación por HCl de una molécula de metanol CH 3 OH)Debido a su naturaleza ácida, cloruro de hidrógeno es un corrosivo gas , especialmente en presencia de humedad ( 2 - 5 ppm de agua es suficiente).
La mayor parte del cloruro de hidrógeno producido en la industria se utiliza para la producción de ácido clorhídrico .
Un método común de producción de cloruro de hidrógeno en la industria es el "horno de HCl", en el que el dihidrógeno y el cloro gaseoso reaccionan en una reacción exotérmica para formar cloruro de hidrógeno:
Cl 2 + H 2 → 2 HClEsta reacción se utiliza para producir un producto muy puro, destinado en particular a la industria alimentaria.
El cloruro de hidrógeno también se puede producir a partir de cloro y compuestos que contienen hidrógeno, por ejemplo, hidrocarburos . La cloración de compuestos orgánicos puede conducir a la producción de cloruro de hidrógeno:
RH + Cl 2 → R-Cl + HClLa reacción de productos clorados con fluoruro de hidrógeno para formar compuestos fluorados también produce cloruro de hidrógeno:
R-Cl + HF → RF + HClCuando estas reacciones tienen lugar en medio anhidro (ausencia de agua), se forma HCl gaseoso.
El cloruro de hidrógeno también se puede producir a escala industrial a partir de cloruro de sodio (NaCl) y ácido sulfúrico :
2 NaCl + H 2 SO 4 → 2 HCl + Na 2 SO 4 .
El cloruro de hidrógeno se puede sintetizar mediante la adición lenta de agua (o ácido ) a algunos reactivos clorados en exceso, como el cloruro de fósforo , el cloruro de tionilo (SOCl 2 ) o los cloruros de acilo . Agregar demasiada agua puede provocar la disolución del cloruro de hidrógeno formado y la formación de ácido clorhídrico . Por ejemplo, la lenta adición de agua fría al pentacloruro de fósforo conduce a la formación del siguiente HCl:
PCl 5 + H 2 O → POCl 3 + 2 HClLa adición de agua caliente permite obtener más HCl hidrolizando el PCl 5 en ácido fosfórico . La reacción química entre el agua y el tricloruro de fósforo PCl 3 también produce HCl.
La reacción del cloruro de tionilo con agua produce HCl y dióxido de azufre SO 2 . Para reacciones de cloruro de tionilo o cloruros de acilo con agua, ver cloruro de tionilo y cloruro de acilo .
Es posible preparar pequeñas cantidades de HCl para su uso en el laboratorio utilizando un generador de HCl de acuerdo con diferentes métodos:
Normalmente se añade gota a gota ácido clorhídrico o ácido sulfúrico al reactivo en un matraz. El HCl se puede secar burbujeándolo a través de ácido sulfúrico concentrado.
Usos históricos de cloruro de hidrógeno durante la XX XX siglo incluyen la hidrocloración de alquinos para la producción de monómeros clorados cloropreno y cloruro de vinilo , que luego se polimerizan para hacer policloropreno ( neopreno ) y cloruro de polivinilo (PVC). Para la producción de cloruro de vinilo, el acetileno (C 2 H 2 ) se somete a la adición de HCl en el triple enlace para formar cloruro de vinilo.
El "proceso del acetileno", utilizado desde la década de 1960 para producir cloropreno, comienza con la reacción de dos moléculas de acetileno . El intermedio obtenido sufre una adición de HCl sobre el triple enlace que conduce al cloropreno:
El proceso del acetileno ha sido reemplazado por un proceso en el que el Cl 2 se agrega a uno de los dobles enlaces del 1,3- butadieno , seguido de la eliminación que produce cloropreno y HCl.
En la actualidad, las principales aplicaciones del cloruro de hidrógeno son:
El cloruro de hidrógeno forma ácido clorhídrico al entrar en contacto con los tejidos corporales. Su inhalación puede provocar tos, asfixia, inflamación de las paredes nasales, garganta y sistema respiratorio. En los casos más graves, puede provocar edema pulmonar, insuficiencia del sistema cardiovascular y la muerte. El cloruro de hidrógeno puede causar quemaduras graves en los ojos y daño ocular irreversible. Solo debe usarse en una habitación bien ventilada y con una máscara.