氯化氢

氯化氢
氯化氢的结构	氯化氢的分子ぶんし模型もけい
	IUPAC名めい; Hydrogen chloride
	系けい统名; Chlorane
别名	盐酸、氫氯酸さん
识别
CAS号ごう	7647-01-0
ChemSpider	307
SMILES	Cl;
InChI	1/HCl/h1H;
InChIKey	VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYAT
Beilstein	1098214
Gmelin	322
UN编号	1050
EINECS	231-595-7
ChEBI	17883
RTECS	MW4025000
KEGG	D02057
MeSH	Hydrochloric+acid
性せい质
化学かがく式しき	HCl
摩ま尔质量りょう	36.4606 g·mol⁻¹
外そと观	无色吸湿きゅうしつ性せい气体
密度みつど	1.477 g/l （气） (25 °C)
熔点	-114.2 °C (158.8 K)
沸点ふってん	-85.1 °C (187.9 K)
溶解ようかい性せい（水みず）	72 g/100 ml (20 °C)
pKa	−5.9 (±0.4)
pKb	17.0
危险性せい
	欧おう盟めい危险性せい符号ふごう; 腐くさ蚀性 C 危害きがい环境N
警示术语	R：R23-R24-R25-R35-R37
安全あんぜん术语	S：S7-S9-S26-S36-S37-S39-S45
NFPA 704	0 3 1
闪点	不ふ可燃かねん
相あい关物质
其他阴离子こ	氟化氢; 溴化氢; 碘化氢
其他阳离子こ	氯化钠; 氯化鉀
相あい关化学かがく品ひん	盐酸
附加ふか数すう据すえ页
结构和わ属性ぞくせい	折おり射しゃ率りつ、介かい電でん係數けいすう等ひとし
热力学がく数すう据すえ	相變あいかわ数かず据すえ、固かた、液えき、气性质
光ひかり谱数据すえ	UV-Vis、IR、NMR、MS等ひとし
	若わか非ひ注ちゅう明あかり，所有しょゆう数すう据すえ均ひとし出自しゅつじ标准状じょう态（25 ℃，100 kPa）下した。

氯化氢（英語えいご：hydrogen chloride），分子ぶんし式しき为HCl，室温しつおん下しも为沒有ゆう顏色かおいろ的てき气体，遇ぐう空そら气中的てき水みず蒸ふけ气形成けいせい白色はくしょく盐酸酸さん雾。氯化氢及其水きすい溶液ようえき盐酸在ざい化工かこう中ちゅう非常ひじょう重要じゅうよう。二者分子式均可写为HCl。

分子ぶんし结构[编辑]

氯化氢分子ぶんし是ぜ由よし一いち个氢原子げんし和わ一いち个氯原子はらこ由ゆかり共きょう价键形成けいせい的てき双そう原子げんし分子ぶんし。因よし为氯原子げんし的てき电负性せい远高于氢原子げんし，两原子げんし间的共ども价键极性很强，所以ゆえん氯化氢(鹽酸えんさん)分子ぶんし偶极矩のり很大，氯原子こ上じょう有ゆう部分ぶぶん负电荷，氢原子こ上じょう有ゆう部分ぶぶん正せい电荷，因いん此氯化か氢易溶于水すい和わ其他极性溶剂。

红外光こう谱[编辑]

氯化氢的红外光こう谱在ざい2886 cm^-1（波なみ长约3.47 cm）处有若干じゃっかん尖とんが锐吸收きゅうしゅう峰ほう。室温しつおん下か，几乎所有しょゆう分子ぶんし处于基もと态振ふ动（v=0）。v=1的てき激げき发态对应于2880 cm^-1的てき吸收きゅうしゅう谱线。Q支ささえ吸收きゅうしゅう谱线因いん对称性せい禁きん阻而观察不ふ到いた，而由分子ぶんし旋转产生的てきP支ささえ和わR支ささえ谱线则可观察到。量子力学りょうしりきがく原理げんり只ただ允まこと许部分ぶぶん转动模も式しき：转动量子りょうし数すうJ只ただ能のう是ぜ整数せいすう，而且其变化か量りょう ${\ce {\Delta J}}$ 只ただ能のう是ぜ±1。根ね据すえ

E(J) = h·B·J(J+1)，

因いん为B远小于振动能级，分子ぶんし转动所しょ需的能のう量りょう很小，一般いっぱん处于微ほろ波なみ波なみ段だん，而分子ぶんし的てき振ふ动能级处于红外波となみ段だん，这样用よう红外光こう谱仪观察普通ふつう气室就能观测到分子ぶんし的てき转动-振ふ动能级。

自然しぜん界かい中ちゅう的てき氯有ゆう两种同位どうい素もと： ${\ce {^35 Cl}}$ 和わ ${\ce {^37 Cl}}$ ，丰度比ひ为3:1。虽然两种分子ぶんし振子ふりこ的てき弹性系けい数すう相差おうさつ无几，但ただし约化质量不同ふどう，所以ゆえん转动能のう级也不同ふどう。因よし此每条じょう吸收きゅうしゅう谱线其实是ぜ紧靠着ぎ的てき两条，强度きょうど比ひ也是3:1。

氯化氫的反應はんのう[编辑]

氯化氫氣體きたい溶於水みず可か生成せいせい鹽酸えんさん。氯化氫氣體きたい可か與あずか三さん氧化硫反應はんのう，生成せいせい氯磺酸さん，一種いっしゅ腐蝕ふしょく性せい極ごく強的ごうてき酸さん。

性せい质[编辑]

气态[编辑]

氯化氢是无色、挥发性せい气体，有ゆう刺激しげき性せい气味。它易溶于水みず，在ざい0℃时，1体たい积的水すい大だい约能溶解ようかい500体たい积的氯化氢。氯化氢的水すい溶液ようえき呈てい酸性さんせい，叫さけべ做氢氯酸さん，习惯上じょう叫さけべ盐酸。

氯化氫氣體きたい溶於水すい生成せいせい鹽酸えんさん，所以ゆえん打だ开盛有ゆう盐酸的てき试剂瓶びん后きさき挥发出来でき的てき氯化氢气体たい常つね與あずか空氣くうき中ちゅう的てき水みず汽形成けいせい鹽酸えんさん酸さん霧きり。常用じょうよう氨水來らい檢けん驗けん氯化氢的存在そんざい，氨水中ちゅう挥发出来でき的てき氨气會かい與あずか氯化氫反應おう生成せいせい白色はくしょく的てき氯化铵微粒びりゅう。氯化氫有強烈きょうれつ的てき偶極。

溶液ようえき[编辑]

氯化氢因为分子ぶんし极性很强，所以ゆえん易えき溶于水すい和わ其他极性溶剂。溶于水すい后きさき，氯化氢和水すい分子ぶんし反はん应生成せいせい水みず合あい氢离子こ和わ氯离子こ，反はん应方程式ほうていしき如下：

HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻

反はん应所形成けいせい的てき溶液ようえき叫さけべ做盐酸，是ぜ一いち种强酸きょうさん。这是因いん为氯化か氢的酸度さんど系けい数すうK_a很大，在ざい水中すいちゅう完全かんぜん电离。即そく使つかい在ざい非ひ水溶すいよう剂中，氯化氢也能のう呈てい酸性さんせい。比ひ如它可か以溶于甲きのえ醇あつし，使つかい其质子化か，并可作さく为无水すい环境中ちゅう的てき酸性さんせい催化剂。

HCl + CH₃OH → CH₃O⁺H₂ + Cl⁻

因いん此，氯化氢具有ぐゆう腐くさ蚀性，尤ゆう其在潮しお湿しめ环境中ちゅう。

氯化氢在常つね见溶剂中的てき溶解ようかい性せい (g/L)^[3]
温度おんど (°C)	0	20	30	50
水みず	823	720	673	596
甲きのえ醇あつし	513	470	430
乙おつ醇あつし	454	410	381
乙おつ醚	356	249	195

固かた态[编辑]

固かた态氯化か氢于98.4 K发生相あい变。X射い线粉末まつ衍射结果表明ひょうめい此时该固体こたい从正せい交晶系けい变为立方りっぽう晶あきら系けい。在ざい两种晶あきら系けい中ちゅう氯原子はらこ均ひとし按面めん心こころ立方りっぽう排列はいれつ，但ただし氢原子げんし无法定位ていい。^[4]对其光ひかり谱、介かい电性以及对氯化か氘（DCl）结构的てき测定显示氯化氢分子ぶんし在ざい固体こたい中ちゅう排はい成之しげゆき字形じけい，与あずか氟化氢相あい同どう。^[5]

合成ごうせい方法ほうほう[编辑]

工こう业上合成ごうせい的てき氯化氢大多用たよう于生产盐酸。

直接ちょくせつ合成ごうせい[编辑]

在ざい氯碱工こう业中なか，电解盐水会かい生成せいせい氯气（Cl₂）、氢氧化か钠（NaOH）和わ氢气（H₂）。紫むらさき外がい光照みつてる下か氯气和わ氢气化合かごう生成せいせい氯化氢。

2NaCl+2H₂O→Cl₂+2NaOH+H₂

Cl₂(g) + H₂(g) → 2 HCl(g)

这是一いち个放ひ热反应，反はん应装置そうち称しょう为氯化か氢烘箱或ある氯化氢燃烧器。生成せいせい的てき氯化氢气体たい经去さ离子水すい吸收きゅうしゅう，成なり为化学がく纯的盐酸。反はん应产物相もっそう当とう纯，可用かよう于食品しょくひん工こう业。

有ゆう机つくえ合成ごうせい[编辑]

产量最大さいだい的てき合成ごうせい方式ほうしき是ぜ伴とも随ずい有ゆう机つくえ物ぶつ（如聚四氟乙烯、氟利昂のぼる和かず其他氯氟烃，还有一いち氯乙酸さん和わ聚氯乙おつ烯）的てき卤化进行的てき。通常つうじょう这种方式ほうしき生せい产的氯化氢当场在密みつ闭环境さかい下か就能利用りよう。在ざい这个反はん应中，烃中なか的てき氢原子げんし被ひ氯原子取ことり代だい，然しか后きさき和わ剩あま下した的てき氯原子げんし结合形成けいせい氯化氢分子こ。接せっ下か来らい氟化反はん应将氯原子取ことり代だい，又また生成せいせい氯化氢。

R-H + Cl₂ → R-Cl + HCl

R-Cl + HF → R-F + HCl

生成せいせい的てき氯化氢气体たい或ある是ぜ直接ちょくせつ利用りよう，或ある是ぜ被ひ水みず吸收きゅうしゅう形成けいせい工こう业纯的てき盐酸。

实验室しつ合成ごうせい[编辑]

要よう制せい取と少量しょうりょう氯化氢，可か在ざい氯化氢发生せい器き中ちゅう用よう浓硫酸りゅうさん或ある无水氯化钙使つかい盐酸脱水だっすい。另外，氯化氢可由よし浓硫酸りゅうさん和わ氯化钠反应生成せいせい：^[6]

NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl↑

该反应于室温しつおん下か进行。如果氯化钠过量りょう，且温度おんど超ちょう过200℃，会かい有ゆう进一いち步ほ反はん应：

NaHSO₄ + NaCl → Na₂SO₄ + HCl↑

总的化学かがく方程式ほうていしき可か以表示ひょうじ如下：

2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl↑

试剂必须干ひ燥才能さいのう使し反はん应进行ぎょう。

水みず解かい某ぼう些活跃的氯化物ぶつ如三さん氯化磷、五ご氯化磷、氯化亚砜和わ酰氯也能制せい得とく氯化氢。例れい如，向こう五氯化磷逐滴加入冷水可由以下反应生成氯化氢：

PCl₅+4 H₂O->H₃PO₄+5 HCl

参考さんこう资料[编辑]

^ Hydrochloric acid. PubChem. [2021-01-08]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-04-02）（英えい语）.
^ Trummal, Aleksander; Lipping, Lauri; Kaljurand, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo. Acidity of Strong Acids in Water and Dimethyl Sulfoxide. The Journal of Physical Chemistry A. 2016-05-26, 120 (20): 3663–3669 [2021-01-08]. ISSN 1089-5639. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253. （原始げんし内容ないよう存そん档于2020-07-26）（英えい语）.
^ PubChem. Hydrochloric acid. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. [2021-01-08]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-04-02）（英えい语）.
^ Natta, G. Struttura e polimorfismo degli acidi alogenidrici. Gazzetta Chimica Italiana. 1933, 63: 425–439 （意い大利おおとし语）.
^ Sándor, E.; Farrow, R. F. C. Crystal Structure of Solid Hydrogen Chloride and Deuterium Chloride. Nature. 1967-01, 213 (5072): 171–172 [2021-01-08]. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/213171a0. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-09-22）（英えい语）.
^ Arnáiz, Francisco J. A Convenient Way to Generate Hydrogen Chloride in the Freshman Lab. Journal of Chemical Education. 1995-12, 72 (12): 1139 [2021-01-08]. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed072p1139. （原始げんし内容ないよう存そん档于2020-08-09）（英えい语）.

参まいり见[编辑]

鹽酸えんさん
氟化氫 - 溴化氢 - 碘化氢 - 砹化氢

[1] Hydrochloric acid. PubChem. [2021-01-08]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-04-02）（英えい语）.

[2] Trummal, Aleksander; Lipping, Lauri; Kaljurand, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo. Acidity of Strong Acids in Water and Dimethyl Sulfoxide. The Journal of Physical Chemistry A. 2016-05-26, 120 (20): 3663–3669 [2021-01-08]. ISSN 1089-5639. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253. （原始げんし内容ないよう存そん档于2020-07-26）（英えい语）.

[3] PubChem. Hydrochloric acid. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. [2021-01-08]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-04-02）（英えい语）.

[4] Natta, G. Struttura e polimorfismo degli acidi alogenidrici. Gazzetta Chimica Italiana. 1933, 63: 425–439 （意い大利おおとし语）.

[5] Sándor, E.; Farrow, R. F. C. Crystal Structure of Solid Hydrogen Chloride and Deuterium Chloride. Nature. 1967-01, 213 (5072): 171–172 [2021-01-08]. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/213171a0. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-09-22）（英えい语）.

[6] Arnáiz, Francisco J. A Convenient Way to Generate Hydrogen Chloride in the Freshman Lab. Journal of Chemical Education. 1995-12, 72 (12): 1139 [2021-01-08]. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed072p1139. （原始げんし内容ないよう存そん档于2020-08-09）（英えい语）.

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