Salzsäure. Saure Lösungen Konzentration von Salzsäure

Was ist eine Salzsäurelösung? Es handelt sich um eine Verbindung aus Wasser (H2O) und Chlorwasserstoff (HCl), einem farblosen Thermalgas mit charakteristischem Geruch. Chloride lösen sich gut auf und zerfallen in Ionen. Salzsäure ist die bekannteste Verbindung, die HCl bildet, daher können wir ausführlich über sie und ihre Eigenschaften sprechen.

Beschreibung

Eine Lösung von Salzsäure gehört zur Klasse der starken. Es ist farblos, transparent und ätzend. Obwohl technische Salzsäure aufgrund der Anwesenheit von Verunreinigungen und anderen Elementen eine gelbliche Farbe hat. Es „rauchte“ in der Luft.

Es ist erwähnenswert, dass diese Substanz im Körper jedes Menschen vorhanden ist. Im Magen, genauer gesagt in einer Konzentration von 0,5 %. Interessanterweise reicht diese Menge aus, um eine Rasierklinge vollständig zu zerstören. Die Substanz wird es in nur einer Woche korrodieren.

Im Gegensatz zu Schwefelsäure beträgt die Masse der gelösten Salzsäure übrigens nicht mehr als 38 %. Wir können sagen, dass dieser Indikator ein „kritischer“ Punkt ist. Wenn Sie beginnen, die Konzentration zu erhöhen, verdunstet der Stoff einfach, wodurch Chlorwasserstoff zusammen mit dem Wasser einfach verdunstet. Außerdem wird diese Konzentration nur bei 20 °C aufrechterhalten. Je höher die Temperatur, desto schneller erfolgt die Verdunstung.

Wechselwirkung mit Metallen

Eine Salzsäurelösung kann viele Reaktionen eingehen. Zunächst einmal mit Metallen, die in der Reihe der elektrochemischen Potentiale vor Wasserstoff stehen. Dies ist die Reihenfolge, in der die Elemente vorgehen, da ihr inhärentes Maß, das elektrochemische Potential (φ 0), zunimmt. Dieser Indikator ist bei Halbreaktionen der Kationenreduktion äußerst wichtig. Darüber hinaus demonstriert diese Serie die Aktivität von Metallen bei Redoxreaktionen.

Die Wechselwirkung mit ihnen erfolgt also unter Freisetzung von Wasserstoff in Form von Gas und der Bildung von Salz. Hier ist ein Beispiel für eine Reaktion mit Natrium, einem weichen Alkalimetall: 2Na + 2HCl → 2NaCl +H 2.

Mit anderen Stoffen verlaufen Wechselwirkungen nach ähnlichen Formeln. So sieht die Reaktion mit Aluminium, einem Leichtmetall, aus: 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2.

Reaktionen mit Oxiden

Auch Salzsäurelösung interagiert gut mit diesen Substanzen. Oxide sind binäre Verbindungen eines Elements mit Sauerstoff, die eine Oxidationsstufe von -2 haben. Alle bekannten Beispiele sind Sand, Wasser, Rost, Farbstoffe, Kohlendioxid.

Salzsäure interagiert nicht mit allen Verbindungen, sondern nur mit Metalloxiden. Bei der Reaktion entstehen auch lösliches Salz und Wasser. Ein Beispiel ist der Prozess, der zwischen einer Säure und Magnesiumoxid, einem Erdalkalimetall, abläuft: MgO + 2HCl → MgCl 2 + H 2 O.

Reaktionen mit Hydroxiden

Dies ist die Bezeichnung für anorganische Verbindungen, die eine Hydroxylgruppe -OH enthalten, in der die Wasserstoff- und Sauerstoffatome durch eine kovalente Bindung verbunden sind. Und da eine Salzsäurelösung nur mit Metallhydroxiden reagiert, ist es erwähnenswert, dass einige davon als Alkalien bezeichnet werden.

Die resultierende Reaktion wird daher Neutralisation genannt. Das Ergebnis ist die Bildung einer schwach dissoziierenden Substanz (d. h. Wasser) und Salz.

Ein Beispiel ist die Reaktion eines kleinen Lösungsvolumens aus Salzsäure und Bariumhydroxid, einem weichen, formbaren Erdalkalimetall: Ba(OH) 2 + 2HCl = BaCl 2 + 2H 2 O.

Wechselwirkung mit anderen Substanzen

Darüber hinaus kann Salzsäure mit anderen Arten von Verbindungen reagieren. Insbesondere mit:

• Metallsalze, die durch andere, schwächere Säuren gebildet werden. Hier ist ein Beispiel für eine dieser Reaktionen: Na 2 Co 3 + 2HCl → 2NaCl + H 2 O + CO 2. Dargestellt ist hier die Wechselwirkung mit einem durch Kohlensäure gebildeten Salz (H 2 CO 3).
• Starke Oxidationsmittel. Zum Beispiel mit Mangandioxid. Oder mit Kaliumpermanganat. Solche Reaktionen gehen mit der Freisetzung von Chlor einher. Hier ist ein Beispiel: 2KMnO 4 +16HCl → 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl + 8H 2 O.
• Ammoniak. Dabei handelt es sich um Wasserstoffnitrid mit der Formel NH 3, ein farbloses, aber stechend riechendes Gas. Die Folge seiner Reaktion mit einer Salzsäurelösung ist eine dicke weiße Rauchmasse, die aus kleinen Ammoniumchloridkristallen besteht. Was übrigens allen als Ammoniak (NH 4 Cl) bekannt ist. Die Wechselwirkungsformel lautet wie folgt: NH 3 + HCl → NH 4 CL.
• Silbernitrat ist eine anorganische Verbindung (AgNO 3), bei der es sich um ein Salz aus Salpetersäure und Silbermetall handelt. Durch den Kontakt einer Salzsäurelösung damit kommt es zu einer qualitativen Reaktion – der Bildung eines käsigen Niederschlags aus Silberchlorid. Was sich nicht in Stickstoff löst. Es sieht so aus: HCL + AgNO 3 → AgCl↓ + HNO 3 .

Beschaffung der Substanz

Jetzt können wir darüber sprechen, was zur Bildung von Salzsäure geschieht.

Zunächst wird durch die Verbrennung von Wasserstoff in Chlor der Hauptbestandteil Chlorwasserstoffgas gewonnen. Das wird dann in Wasser gelöst. Das Ergebnis dieser einfachen Reaktion ist die Bildung einer synthetischen Säure.

Dieser Stoff kann auch aus Abgasen gewonnen werden. Hierbei handelt es sich um chemische Abfallgase (Nebenprodukte). Sie entstehen durch verschiedene Prozesse. Beispielsweise bei der Chlorierung von Kohlenwasserstoffen. Der darin enthaltene Chlorwasserstoff wird Offgas genannt. Und die auf diese Weise gewonnene Säure.

Es ist zu beachten, dass der Anteil der Abfallstoffe am Gesamtvolumen seiner Produktion in den letzten Jahren zugenommen hat. Und die durch die Verbrennung von Wasserstoff in Chlor entstehende Säure wird verdrängt. Allerdings muss man fairerweise anmerken, dass es weniger Verunreinigungen enthält.

Verwendung im Alltag

Viele Reinigungsmittel, die Haushalte regelmäßig verwenden, enthalten einen bestimmten Anteil an Salzsäurelösung. 2-3 Prozent und manchmal auch weniger, aber es ist da. Deshalb müssen Sie beim Aufräumen der Sanitäranlagen (z. B. Fliesenwaschen) Handschuhe tragen. Stark säurehaltige Produkte können der Haut schaden.

Die Lösung wird auch als Fleckentferner verwendet. Es hilft, Tinte oder Rost von der Kleidung zu entfernen. Damit der Effekt jedoch spürbar wird, müssen Sie eine konzentriertere Substanz verwenden. Geeignet ist eine 10 %ige Salzsäurelösung. Übrigens entfernt es Kalk perfekt.

Es ist wichtig, den Stoff richtig zu lagern. Bewahren Sie die Säure in Glasbehältern und an Orten auf, die für Tiere und Kinder nicht zugänglich sind. Selbst eine schwache Lösung, die auf die Haut oder Schleimhaut gelangt, kann eine Verätzung verursachen. In diesem Fall ist es notwendig, die betroffenen Stellen sofort mit Wasser abzuspülen.

Im Bereich Bau

Der Einsatz von Salzsäure und deren Lösungen ist eine beliebte Methode zur Verbesserung vieler Bauprozesse. Beispielsweise wird es häufig einer Betonmischung zugesetzt, um die Frostbeständigkeit zu erhöhen. Außerdem härtet es dadurch schneller aus und die Widerstandsfähigkeit des Mauerwerks gegenüber Feuchtigkeit erhöht sich.

Salzsäure wird auch als Kalksteinlöser verwendet. Seine 10-prozentige Lösung ist das beste Mittel gegen Schmutz und Flecken auf rotem Backstein. Es wird nicht empfohlen, es zum Reinigen anderer zu verwenden. Die Struktur anderer Ziegel reagiert empfindlicher auf die Wirkung dieses Stoffes.

In Behandlung

Auch in diesem betrachteten Bereich wird der Stoff aktiv eingesetzt. Verdünnte Salzsäure hat folgende Wirkungen:

• Verdaut Proteine ​​im Magen.
• Stoppt die Entwicklung bösartiger Tumoren.
• Hilft bei der Behandlung von Krebs.
• Normalisiert das Säure-Basen-Gleichgewicht.
• Dient als wirksames Mittel zur Vorbeugung von Hepatitis, Diabetes, Psoriasis, Ekzemen, rheumatoider Arthritis, Cholelithiasis, Rosacea, Asthma, Urtikaria und vielen anderen Beschwerden.

Sind Sie auf die Idee gekommen, die Säure zu verdünnen und in dieser Form innerlich anzuwenden, und nicht als Bestandteil von Medikamenten? Dies wird praktiziert, es ist jedoch strengstens verboten, dies ohne ärztlichen Rat und Anweisung zu tun. Durch falsche Berechnung der Proportionen können Sie zu viel Salzsäurelösung schlucken und sich einfach den Magen verbrennen.

Übrigens können Sie weiterhin Medikamente einnehmen, die die Produktion dieses Stoffes anregen. Und nicht nur chemische. Dazu tragen auch Kalmus, Pfefferminze und Wermut bei. Sie können daraus selbst Abkochungen zubereiten und diese zur Vorbeugung trinken.

Verbrennungen und Vergiftungen

Egal wie wirksam dieses Mittel ist, es ist gefährlich. Salzsäure kann je nach Konzentration Verätzungen in vier Stufen verursachen:

1. Es gibt nur Rötungen und Schmerzen.
2. Es treten Blasen mit klarer Flüssigkeit und Schwellungen auf.
3. Es kommt zur Nekrose der oberen Hautschichten. Die Blasen füllen sich mit Blut oder trübem Inhalt.
4. Die Läsion erreicht die Sehnen und Muskeln.

Wenn die Substanz irgendwie in Ihre Augen gelangt, müssen Sie diese mit Wasser und anschließend mit einer Sodalösung ausspülen. Aber in jedem Fall müssen Sie als Erstes einen Krankenwagen rufen.

Wenn Säure eindringt, kann es zu starken Schmerzen im Brust- und Bauchbereich, einer Schwellung des Kehlkopfes und blutigem Erbrechen kommen. Die Folge sind schwere Erkrankungen der Leber und der Nieren.

Zu den ersten Anzeichen einer Dampfvergiftung zählen trockener, häufiger Husten, Würgen, Zahnschäden, Brennen der Schleimhäute und Bauchschmerzen. Die erste Nothilfe ist das Waschen und Spülen des Mundes mit Wasser sowie der Zugang zu frischer Luft. Nur ein Toxikologe kann wirklich helfen.

Salzsäure

Physikalische Eigenschaften:

Konzentrierte Salzsäure ist eine farblose Lösung, die in feuchter Luft stark raucht und einen stechenden Geruch hat.

Gewinnung von Salzsäure

Chemische Eigenschaften:

Experiment „Eigenschaften rauchender Salzsäure“

Die Wirkung von Salzsäure auf verschiedene Stoffe

Eine Lösung von Chlorwasserstoff in Wasser – Salzsäure – starke Säure:

1) reagiert mit Metallen , in der Spannungsreihe bis zum Wasserstoff stehend:

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2

3) mit Metalloxiden :

MgO + 2 HCl → MgCl 2 + H 2 O

4) mit Basen und Ammoniak :

HCl + KOH → KCl + H2O

3 HCl + Al (OH) 3 → AlCl 3 + 3 H 2 O

HCl + NH 3 → NH 4 Cl

5) mit Salzen :

CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O + CO 2

HCl + AgNO 3 → AgCl↓ + HNO 3

Bildung eines weißen Niederschlags von Silberchlorid - AgCl, unlöslich in Mineralsäuren, wird als qualitative Reaktion zum Nachweis von Anionen verwendet Cl - in Lösung.

Metallchloride - Salzsäuresalze, sie werden durch die Wechselwirkung von Metallen mit Chlor oder durch Reaktionen von Salzsäure mit Metallen, ihren Oxiden und Hydroxiden gewonnen; durch Austausch mit bestimmten Salzen

2 Fe + 3 Cl 2 → 2 FeCl 3

Mg + 2 HCl → MgCl 2 + H 2

CaO + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 O

Ba (OH) 2 + 2 HCl → BaCl 2 + 2 H 2 O

Pb (NO 3 ) 2 + 2 HCl → PbCl 2 ↓ + 2 HNO 3

Die meisten Chloride sind wasserlöslich (mit Ausnahme von Silber-, Blei- und einwertigen Quecksilberchloriden).

Anwendung von Salzsäure und ihren Salzen:

1. Salzsäure ist Bestandteil des Magensaftes und fördert die Verdauung proteinhaltiger Nahrungsmittel bei Mensch und Tier.

2. Chlorwasserstoff und Salzsäure werden zur Herstellung von Medikamenten, Farbstoffen, Lösungsmitteln und Kunststoffen verwendet.

3. Anwendung basischer Salzsäuresalze:

KCl ist ein Düngemittel, das auch in der Glas- und Chemieindustrie verwendet wird.

HgCl 2 – Quecksilberchlorid – Gift, das zur Desinfektion in der Medizin und zur Saatgutbehandlung in der Landwirtschaft eingesetzt wird.

Hg 2 Cl 2 – Kalomel – ungiftig, abführend.

NaCl – Speisesalz – Rohstoff zur Herstellung von Salzsäure, Natriumhydroxid, Wasserstoff, Chlor, Bleichmittel, Soda. Es wird in der Leder- und Seifenindustrie, beim Kochen und in der Konservenindustrie verwendet.

ZnCl 2 – zur Imprägnierung von Holz gegen Fäulnis, in der Medizin, zum Löten.

AgCl – wird in der Schwarzweißfotografie verwendet, da es lichtempfindlich ist – zersetzt sich unter Licht und bildet freies Silber:

2AgCl = 2Ag + Cl2

Aufgaben zur Wiederholung und Vertiefung

Nr. 1. Führen Sie Transformationen nach dem Schema durch:
HCl -> Cl 2 -> AlCl 3 -> Al(OH) 3 -> Al 2 O 3 -> AlCl 3 -> Cl 2

Nr. 2. Ordnen Sie die Koeffizienten mithilfe der Methode der elektronischen Waage in der folgenden Reaktion an: HCl + KClO 3 -> KCl + H 2 O + Cl 2
Identifizieren Sie das Oxidationsmittel und das Reduktionsmittel. Oxidations- und Reduktionsprozesse.

Nr. 3. Angegebene Stoffe:
Zn, Cu, Al, MgO, SiO 2 , Fe 2 Ö 3 , NaOH, Al( OH) 3 , Fe 2 ( ALSO 4 ) 3 , CaCO 3 , Fe( NEIN 3 ) 3
Welche der folgenden Substanzen reagieren mit Salzsäure? Schreiben Sie Gleichungen für chemische Reaktionen auf

Nummer 4. Das Problem lösen:
Welche Menge Aluminium reagiert mit überschüssiger Salzsäure, um 5,6 Liter Wasserstoff (Nr.) zu erzeugen?

Salzsäure (Salzsäure, eine wässrige Lösung von Chlorwasserstoff), bekannt als HCl, ist eine ätzende chemische Verbindung. Seit der Antike nutzen Menschen diese farblose Flüssigkeit für verschiedene Zwecke, die im Freien einen leichten Rauch verströmt.

Eigenschaften einer chemischen Verbindung

HCl wird in verschiedenen Bereichen der menschlichen Tätigkeit verwendet. Es löst Metalle und deren Oxide, wird in Benzol, Ether und Wasser absorbiert und zerstört Fluorkunststoffe, Glas, Keramik und Graphit nicht. Seine sichere Verwendung ist bei ordnungsgemäßer Lagerung und Betrieb unter Einhaltung aller Sicherheitsstandards möglich.

Bei der Gassynthese aus Chlor und Wasserstoff entsteht chemisch reine (CP) Salzsäure, wodurch Chlorwasserstoff entsteht. Es wird in Wasser absorbiert und ergibt bei +18 °C eine Lösung mit 38–39 % HCl. Eine wässrige Lösung von Chlorwasserstoff wird in verschiedenen Bereichen der menschlichen Tätigkeit verwendet. Der Preis für chemisch reine Salzsäure ist variabel und hängt von vielen Komponenten ab.

Anwendungsgebiete wässriger Chlorwasserstofflösung

Die Verwendung von Salzsäure hat aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften eine weite Verbreitung gefunden:

• in der Metallurgie, bei der Herstellung von Mangan, Eisen und Zink, technologischen Prozessen, Metallreinigung;
• in der Galvanoplastik – beim Ätzen und Beizen;
• bei der Herstellung von Sodawasser zur Regulierung des Säuregehalts, bei der Herstellung von alkoholischen Getränken und Sirupen in der Lebensmittelindustrie;
• für die Lederverarbeitung in der Leichtindustrie;
• bei der Reinigung von Nichttrinkwasser;
• zur Optimierung von Ölquellen in der Ölindustrie;
• in Funktechnik und Elektronik.

Salzsäure (HCl) in der Medizin

Die bekannteste Eigenschaft der Salzsäurelösung ist der Ausgleich des Säure-Basen-Gleichgewichts im menschlichen Körper. Eine niedrige Magensäure wird mit einer schwachen Lösung oder Medikamenten behandelt. Dies optimiert die Verdauung der Nahrung und hilft, von außen eindringende Keime und Bakterien zu bekämpfen. HCl-Salzsäure hilft, einen niedrigen Magensäuregehalt zu normalisieren und die Proteinverdauung zu optimieren.

Die Onkologie nutzt HCl zur Behandlung von Tumoren und zur Verlangsamung ihres Fortschreitens. Salzsäurepräparate werden zur Vorbeugung von Magenkrebs, rheumatoider Arthritis, Diabetes mellitus, Asthma, Urtikaria, Cholelithiasis und anderen verschrieben. In der Volksmedizin werden Hämorrhoiden mit einer schwachen Säurelösung behandelt.

Erfahren Sie mehr über die Eigenschaften und Arten von Salzsäure.

).
Wenn kein Aräometer vorhanden ist, wird die Dichte ρ(g/cm3) aus der Masse m(g) eines bekannten Säurevolumens V(cm3) berechnet, gemessen auf einer elektronischen Waage: ρ = m/V.
Es ist bequem und sicher, die Säure in eine Polypropylenspritze mit einer 20-ml-Skala aufzuziehen, indem man den Kolben sanft bis zum Anschlag bewegt.
Volumen V entspricht der vollständigen Füllung der Spritze. Um dieses Volumen zu ermitteln, legen Sie eine trockene Spritze auf eine Waage und stellen das Taragewicht auf Null zurück (oder notieren Sie das Gewicht der leeren Spritze). Füllen Sie das gesamte Volumen der Spritze unter Vermeidung von Luftblasen mit destilliertem Wasser, wischen Sie die Oberfläche der Spritze gründlich ab und wiegen Sie erneut.
Bestimmen Sie das Volumen der Spritze anhand der Wasserdichte ρв = 0,998 g/cm 3 (bei 20 °C).
V = mв / 0,998, wobei mw die Masse des Wassers (g) ist.
Füllen Sie dann die Spritze vollständig mit der vorhandenen Säurelösung, messen Sie die Masse der Lösung und berechnen Sie die Dichte der Säure anhand der obenstehenden Formel. Wenn der erhaltene Dichtewert weniger als 1,174 g/cm 3 beträgt, entspricht die konzentrierte Säure nicht den Anforderungen von GOST 3118-78 oder ist mit Wasser verdünnt.

Beispiel.

Die Säure wird in eine Spritze gegeben, deren Gesamtvolumen V = 24,6 cm 3 beträgt. Die auf einer elektronischen Waage gemessene Säuremasse beträgt m = 29,175 g.
Daher der berechnete Dichtewert ρ = 29,175 / 24,6 = 1,186 g/cm3.

2. Bestimmung der Konzentration wässriger Salzsäurelösungen.

Die Konzentration von Salzsäurelösungen kann als Prozentsatz von HCL in der Masse der Lösung, als volumetrisches Verhältnis der Anteile von konzentrierter Säure und Wasser in der Lösung sowie als Anzahl der Mol der Substanz pro Liter ausgedrückt werden Lösung.
Die Konzentration der Lösung wird anhand der Dichte anhand der in den Referenztabellen angegebenen Werte bestimmt.

Beispiel.

Die Masse einer Salzsäurelösung mit einem Volumen von 24,6 cm 3 beträgt 26,2 g. Es müssen das Volumenverhältnis der konzentrierten Säure mit Wasser, die Anfangskonzentration sowie das Gewicht und die Molkonzentration bestimmt werden (Normalität) der Lösung.
Basierend auf der berechneten Dichte der Lösung ρ = 26,2/24,6 = 1,065 g/cm3 Bestimmen Sie anhand von Tabelle 3 die Volumenanteile von HCL und Wasser (1:2) und die Anfangskonzentration der Säure, aus der die Lösung hergestellt wurde (36,5 Gew.-%).
Ermitteln Sie dann mithilfe von Tabelle 4 die molare Konzentration für eine Lösung mit einer Dichte von 1,065 g/cm3, indem Sie die Werte interpolieren:

3,881 + (4,004 – 3,881)·(36,5 – 36,0) = 3,942 mol/l

Bestimmen Sie dann anhand von Tabelle 5 die Gewichtskonzentration der Lösung:

13,30 + (13,69 – 13,30)·(36,5 – 36,0) = 13,49 % Gew.

3. Herstellung wässriger Salzsäurelösungen in einem bestimmten Volumenverhältnis.

Zur Herstellung von Lösungen ist die Verwendung von Salzsäure gemäß GOST 3118-78 mit einer Gewichtskonzentration von 35 bis 38 Gew.-% erforderlich. (Tabelle 1).
Wenn die Säurekonzentration nicht bekannt ist, bestimmen Sie sie anhand der Dichte.
Die Lösung muss durch Zugabe eines Volumens konzentrierter Säure zu einem bestimmten Volumen destilliertem Wasser unter Beachtung der Sicherheitsanforderungen hergestellt werden. Verwenden Sie zur Zubereitung der Lösung einen geeigneten Behälter. Arbeiten Sie unter einer Haube.

Beispiel.

Um 500 ml einer Lösung im Volumenverhältnis 1:4 herzustellen, gießen Sie vorsichtig 100 ml konzentrierte Säure in 400 ml destilliertes Wasser, mischen Sie gründlich und gießen Sie die Lösung in einen dunklen Glasbehälter mit verschlossenem Deckel.

4. Herstellung wässriger Salzsäurelösungen der erforderlichen Gewichtskonzentration.

Zur Herstellung der Lösung ist es notwendig, die berechneten Mengen Säure bekannter Konzentration und destilliertes Wasser zu mischen.

Beispiel.

Es ist notwendig, 1 Liter HCL-Lösung mit einer Konzentration von 6 Gew.-% herzustellen. aus Salzsäure mit einer Konzentration von 36 % Gew. (Diese Lösung wird in KM-Karbonometern verwendet, die von NPP Geosphere LLC hergestellt werden.).
Bestimmen Sie anhand von Tabelle 2 die molare Konzentration der Säure mit einem Gewichtsanteil von 6 % (1,692 mol/l) und 36 % (11,643 mol/l).
Berechnen Sie das Volumen der konzentrierten Säure, die die gleiche Menge HCl (1,692 g-Äquivalent) wie in der vorbereiteten Lösung enthält:

1,692 / 11,643 = 0,1453 l.

Daher erhält man durch Zugabe von 145 ml Säure (36 Gew.-%) zu 853 ml destilliertem Wasser eine Lösung mit der angegebenen Gewichtskonzentration.

5. Herstellung wässriger Salzsäurelösungen einer bestimmten molaren Konzentration.

Um eine Lösung mit der erforderlichen molaren Konzentration (Mp) herzustellen, muss ein Volumen konzentrierter Säure (V) in das Volumen (Vв) destillierten Wassers gegossen werden, berechnet nach dem Verhältnis

Vв = V(M/Mp – 1)

Wobei M die molare Konzentration der ursprünglichen Säure ist.
Wenn die Säurekonzentration nicht bekannt ist, bestimmen Sie sie anhand der Dichte anhand von Tabelle 2.

Beispiel.

Die Gewichtskonzentration der verwendeten Säure beträgt 36,3 Gew.-%. Es ist notwendig, 1 Liter einer wässrigen HCL-Lösung mit einer molaren Konzentration von 2,35 mol/l herzustellen.
Ermitteln Sie anhand von Tabelle 1 durch Interpolation der Werte 12,011 mol/l und 11,643 mol/l die molare Konzentration der verwendeten Säure:

11,643 + (12,011 – 11,643)·(36,3 – 36,0) = 11,753 mol/l

Berechnen Sie mit der obigen Formel das Wasservolumen:

Vв = V (11,753 / 2,35 – 1) = 4 V

Unter Verwendung von Vв + V = 1 l erhalten Sie die Volumenwerte: Vв = 0,2 l und V = 0,8 l.

Um eine Lösung mit einer molaren Konzentration von 2,35 mol/L herzustellen, müssen Sie daher 200 ml HCL (36,3 Gew.-%) in 800 ml destilliertes Wasser gießen.

6. Verbrauch von Salzsäure zur Bestimmung des Karbonatgehalts von Gesteinsproben.

Die für die Untersuchung der Probe aufgewendete Menge an konzentrierter Säure wird aus den folgenden Wechselwirkungsreaktionen von Carbonatsubstanzen unter Berücksichtigung der Molekulargewichte (Tabelle 6) und der molaren Konzentration der Säure (Tabelle 2) berechnet:

für Calcit:

CaCO3 + 2HCL = CaCL2 + H2O + CO2

für Dolomit:

CaMg(CO3)2 + 4HCL = CaCL2 + MgCL2 + 2H2O + 2CO2

für Siderit:

FeCO3 + 2HCL = FeCL2 + H2O + CO2

Die größte Menge an Säure wird für die Zersetzung von Dolomit aufgewendet, weil 1 g CaMg(CO3)2 enthält 21,691 mÄq., 1 g CaCO3 – 19,982 mÄq. und 1 g FeCO3 – 17,262 mÄq. Für den vollständigen Abbau von Carbonaten ist es notwendig, die gleiche Menge mEq zu verbrauchen. HCL.

1 ml konzentrierte Salzsäure (35...38 % Gew.) enthält 11,267...12,381 mEq. (Tabelle 1). Daher erfordert die Zersetzung von 1 g Dolomit theoretisch 21,691 / 12,381 = 1,75 ml bis 21,691 / 11,267 = 1,92 ml konzentrierte Säure (Tabelle 7).

Bei der Untersuchung von Gesteinsproben sollte der Verbrauch an konzentrierter Säure mindestens 2 ml pro 1 g Karbonatsubstanzen betragen. Für den normalen Ablauf einer chemischen Reaktion ist überschüssige Säure notwendig.
Die berechneten Werte des Volumens an Säurelösungen, die für die Wechselwirkung von 1 g Carbonaten mit Säure erforderlich sind, sind in Tabelle 8 angegeben.
Der Verbrauch an wässrigen Lösungen mit dem optimalen Überschuss an Salzsäure für den vollständigen Abbau von 1 g Karbonatgestein ist in Tabelle 9 angegeben.
Das tatsächliche Volumen der zur Untersuchung einer Probe verbrauchten Säurelösung wird vom Hersteller des Karbonometers bestimmt.

Bei Karbonometern der KM-Serie von NPP Geosphere LLC beträgt der Verbrauch an konzentrierter Salzsäure pro Probe nicht mehr als 2,35 ml.

7. Probenvorbereitung

Um den Karbonatgehalt eines Gesteins zu bestimmen, wird eine abgewogene Portion einer zerkleinerten Probe mit einem Gewicht von 500 mg bis 1000 mg benötigt. Das Einwiegen einer größeren Masse ermöglicht eine zuverlässigere Bestimmung des Gehalts an Calcit und Dolomit, insbesondere in Proben mit niedrigem Karbonatgehalt.

Um eine Probe mit einem Gewicht von 1000 mg zu erhalten, müssen Sie mindestens 3 g trockene Kernstückchen oder gewaschene und getrocknete Partikel aus Grundgesteinsschlamm auswählen und mahlen.

Nach dem Mahlen der Probe muss das Pulver durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,056 mm oder 0,063 mm gesiebt werden.

Wenn die Probe aus einem ölgesättigten Kern oder Schnittgut entnommen wird, sollte die Probe nach dem Mahlen mit einem organischen Lösungsmittel (Tetrachlorkohlenstoff CCl4 oder Chloroform CHCl3) extrahiert werden.

Zur Extraktion muss das gesiebte Pulver gehäuft auf ein Stück Filterpapier geschüttet werden und unter dem Abzug mit einer Pipette 30...40 Tropfen Lösungsmittel darauf aufgetragen werden. Nachdem das Lösungsmittel aus der Probe verdunstet ist, muss eine Probe zum Wiegen entnommen werden.

Die Wägung sollte auf elektronischen Waagen mit einer Genauigkeit von mindestens Klasse 3 und einer Ableseauflösung von mindestens 1 mg erfolgen. Es wird empfohlen, die gewogene Probe auf eine Unterlage aus dickem, beschichtetem Papier zu legen (um das anschließende Einfüllen in den Behälter der Carbonatomer-Reaktionskammer zu erleichtern).

Es ist zu berücksichtigen, dass eine ungenaue Probenwägung den Fehler bei der Bestimmung des Karbonatgehalts erhöht. Beispielsweise beträgt bei einem Wägefehler von ± 10 mg der zusätzliche Fehler bei der Bestimmung des Carbonatgehalts einer 500 mg schweren Probe ± 2 %.

8. Neutralisierung von Salzsäurerückständen

Nach Beendigung der Reaktion zwischen Karbonatsubstanzen und Säure verbleibt je nach Karbonatgehalt der untersuchten Gesteinsprobe eine gewisse Menge HCl in der Lösung.
Wenn der Carbonatgehalt in der Probe 100 Gew.-% beträgt. diese Menge entspricht dem überschüssigen Volumen an HCl, das in die Lösung eingebracht wird, über die berechnete Säuremenge hinaus, die für die Zersetzung von 1 g Carbonatsubstanzen erforderlich ist (Tabelle 7.8). Wenn der Carbonatgehalt der Probe weniger als 100 Gew.-% beträgt, erhöht sich der HCl-Überschuss in der Lösung um die Menge an nicht umgesetzter Säure.

Um restliches HCl zu neutralisieren, muss der Lösung eine gleiche Menge mEq zugesetzt werden. einer der Stoffe, der mit Salzsäure reagiert (zum Beispiel Natriumbicarbonat NaHCO3, Kaliumbicarbonat KHCO3, Natriumcarbonat Na2CO3, Kaliumcarbonat K2CO3, Natriumhydroxid NaOH oder Kaliumhydroxid KOH).

Die geschätzte Menge an wasserfreien Substanzen, die zur Neutralisierung der in 1 ml wässrigen HCl-Lösungen unterschiedlicher Konzentration enthaltenen Säure aufgewendet wird, ist in Tabelle 10 angegeben.

Die Stoffmenge, die zur Neutralisierung von restlichem HCl nach der Untersuchung einer 1-g-Gesteinsprobe verwendet wird, kann anhand des Volumens der bei der Reaktion nicht verbrauchten Säurelösung bestimmt werden.

Beispiel.

Bei der Untersuchung einer 1 g schweren Gesteinsprobe mit 85 % Calcit wurden 15 ml einer wässrigen HCl-Lösung (1:6), hergestellt aus Säure mit einer Konzentration von 38 Gew.-%, verbraucht. Es ist notwendig, die Menge an NaHCO3 zu bestimmen, um das verbleibende HCl nach der Reaktion zu neutralisieren.

Das berechnete Volumen der Säurelösung für die Zersetzung von 1 g CaCO3 beträgt 11,3 ml (Tabelle 8).

Die überschüssige HCl-Lösung ist 15,0 – 11,3 = 3,7 ml.

Die geschätzte Menge an nicht umgesetzter Säure beträgt 11,3·(1 – 85/100) = 1,7 ml. Daher ist es notwendig, die Säure in einer Lösung mit einem Volumen von zu neutralisieren 3,7 + 1,7 = 5,4 ml.

Salzsäure ist eine Lösung von Chlorwasserstoff in Wasser. Chlorwasserstoff (HCl) ist unter normalen Bedingungen ein farbloses Gas mit einem spezifischen stechenden Geruch. Da es sich jedoch um wässrige Lösungen handelt, konzentrieren wir uns nur auf diese.

Salzsäure ist eine farblose, transparente Lösung mit einem stechenden Chlorwasserstoffgeruch. Bei Verunreinigungen durch Eisen, Chlor oder andere Stoffe weist die Säure eine gelblich-grüne Farbe auf. Die Dichte einer Salzsäurelösung hängt von der darin enthaltenen Chlorwasserstoffkonzentration ab; einige Daten sind in angegeben Tabelle 6.9.

Tabelle 6.9. Dichte von Salzsäurelösungen unterschiedlicher Konzentration bei 20 °C.

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, dass die Abhängigkeit der Dichte einer Salzsäurelösung von ihrer Konzentration mit einer für technische Berechnungen ausreichenden Genauigkeit durch die Formel beschrieben werden kann:

d = 1 + 0,5*(%) / 100

Wenn verdünnte Lösungen sieden, ist der HCl-Gehalt im Dampf geringer als in der Lösung, und wenn konzentrierte Lösungen sieden, ist er höher als in der Lösung, was in der folgenden Abbildung dargestellt ist. Reis. 6.12 Gleichgewichtsdiagramm. Das bei Atmosphärendruck ständig siedende Gemisch (Azeotrop) hat eine Zusammensetzung von 20,22 Gew.-%. HCl, Siedepunkt 108,6°C.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Salzsäure ist schließlich die nahezu vollständige Unabhängigkeit des Zeitpunkts ihrer Gewinnung von der Jahreszeit. Wie aus ersichtlich ist Reis. Nr. 6.13, Säure industrieller Konzentration (32-36%) gefriert bei Temperaturen, die für den europäischen Teil Russlands praktisch unerreichbar sind (von -35 bis -45 ° C), im Gegensatz zu Schwefelsäure, die bei positiven Temperaturen gefriert, was die Einführung von erfordert ein Tankheizbetrieb.

Salzsäure weist nicht die Nachteile von Schwefelsäure auf.

Erstens weist Eisenchlorid eine erhöhte Löslichkeit in Salzsäurelösung auf (Abb. 6.14), wodurch Sie die Konzentration von Eisenchlorid in der Lösung auf 140 g/l und sogar mehr erhöhen können; die Gefahr der Sedimentbildung an der Oberfläche entfällt.

Das Arbeiten mit Salzsäure kann bei jeder Temperatur im Gebäudeinneren (auch bei 10 °C) durchgeführt werden, ohne dass es zu merklichen Veränderungen in der Zusammensetzung der Lösung kommt.

Reis. 6.12. Flüssigkeits-Dampf-Gleichgewichtsdiagramm für das System HCl – H 2 O.

Reis. 6.13. Zustandsdiagramm (Schmelzbarkeit) des Systems HCl–H 2 O.

Reis. 6.14. Gleichgewicht im System HCl – FeCl 2 .

Ein weiterer sehr wichtiger Vorteil von Salzsäure ist schließlich ihre vollständige Kompatibilität mit Flussmitteln, die Chloride verwenden.

Ein Nachteil von Salzsäure als Reagens ist seine hohe Flüchtigkeit. Die Normen erlauben eine Konzentration von 5 mg/m 3 Luftvolumen in der Werkstatt. Die Abhängigkeit des Dampfdrucks im Gleichgewichtszustand über einer Säure unterschiedlicher prozentualer Konzentration ist in angegeben Tabelle 6.10. Im Allgemeinen ist diese Bedingung erfüllt, wenn die Säurekonzentration im Bad weniger als 15 Gew.-% beträgt. Wenn jedoch die Temperaturen in der Werkstatt steigen (also im Sommer), kann dieser Indikator überschritten werden. Daraus können bestimmte Informationen darüber ermittelt werden, welche Säurekonzentration bei einer bestimmten Werkstatttemperatur zulässig ist Reis. 6.15.

Die Abhängigkeit der Ätzrate von Konzentration und Temperatur ist in dargestellt Reis. 6.16.

Ätzfehler werden in der Regel durch Folgendes verursacht:

• Verwendung einer Säure mit einer höheren oder niedrigeren Konzentration im Vergleich zur optimalen;
• kurze Ätzdauer (die zu erwartende Ätzdauer bei unterschiedlichen Säure- und Eisenkonzentrationen lässt sich abschätzen). Reis. 6.17;
• reduzierte Temperatur im Vergleich zum Optimum;
• mangelnde Vermischung;
• laminare Bewegung der Ätzlösung.

Diese Probleme werden in der Regel mithilfe spezifischer technologischer Techniken gelöst.

Tabelle 6.10. Abhängigkeit der Gleichgewichtskonzentration von Chlorwasserstoff von der Säurekonzentration im Bad.

Säurekonzentration, %		Säurekonzentration, %	HCl-Konzentration in der Luft, mg/m3
			200 (20°C)