鹽酸（hydrochloric acid ）是氯化氫（HCl）的水溶液，屬于一元無機強酸，工業(yè)用途廣泛。鹽酸的性狀為無色透明的液體，有強烈的刺鼻氣味，具有較高的腐蝕性。濃鹽酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為37%）具有極強的揮發(fā)性，因此盛有濃鹽酸的容器打開后氯化氫氣體會揮發(fā)，與空氣中的水蒸氣結(jié)合產(chǎn)生鹽酸小液滴，使瓶口上方出現(xiàn)酸霧。鹽酸是胃酸的主要成分，它能夠促進(jìn)食物消化、抵御微生物感染。 16世紀(jì)，利巴菲烏斯正式記載了純凈鹽酸的制備方法：將濃硫酸與食鹽混合加熱。之后格勞勃、普利斯特里、戴維等化學(xué)家也在他們的研究中使用了鹽酸 。 工業(yè)革命期間，鹽酸開始大量生產(chǎn)。化學(xué)工業(yè)中，鹽酸有許多重要應(yīng)用，對產(chǎn)品的質(zhì)量起決定性作用。鹽酸可用于酸洗鋼材 ，也是大規(guī)模制備許多無機、有機化合物所需的化學(xué)試劑 ，例如PVC塑料的前體氯乙烯。鹽酸還有許多小規(guī)模的用途，比如用于家務(wù)清潔、生產(chǎn)明膠及其他食品添加劑、除水垢試劑、皮革加工。全球每年生產(chǎn)約兩千萬噸的鹽酸。
物理性質(zhì)鹽酸是無色液體（工業(yè)用鹽酸會因有雜質(zhì)三價鐵鹽而略顯黃色），為氯化氫的水溶液，具有刺激性氣味，一般實驗室使用的鹽酸為0.1mol/L，pH=1。由于濃鹽酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的氯化氫氣體與空氣中的水蒸氣作用形成鹽酸小液滴，所以會看到白霧。鹽酸與水、乙醇任意混溶，濃鹽酸稀釋有熱量放出，氯化氫能溶于苯。 20℃時不同濃度鹽酸的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)： 質(zhì)量分?jǐn)?shù) | 濃度 (g/L) | 密度(Kg/L) | 物質(zhì)的量濃度 (mol/L) | 哈米特酸度函數(shù) | 粘性 (m·Pa·s) | 比熱容 [KJ/(Kg·℃)] | 蒸汽壓 (Pa) | 沸點 (℃) | 熔點 (℃) |
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10% | 104.80 | 1.048 | 2.87 | -0.5 | 1.16 | 3.47 | 0.527 | 103 | -18 | 20% | 219.60 | 1.098 | 6.02 | -0.8 | 1.37 | 2.99 | 27.3 | 108 | -59 | 30% | 344.70 | 1.149 | 9.45 | -1.0 | 1.70 | 2.60 | 1410 | 90 | -52 | 32% | 370.88 | 1.159 | 10.17 | -1.0 | 1.80 | 2.55 | 3130 | 84 | -43 | 34% | 397.46 | 1.169 | 10.90 | -1.0 | 1.90 | 2.50 | 6733 | 71 | -36 | 36% | 424.44 | 1.179 | 11.64 | -1.1 | 1.99 | 2.46 | 14100 | 61 | -30 | 38% | 451.82 | 1.189 | 12.39 | -1.1 | 2.10 | 2.43 | 28000 | 48 | -26 |
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如下圖所示，鹽酸共有四個結(jié)晶的共熔點，分別對應(yīng)四種晶體：68%（HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）時的HCl·H2O、51%時的HCl·2H2O、41%時的HCl·3H2O和25%時的HCl·6H2O。另外在24.8%時還有一種亞穩(wěn)的HCl·3H2O生成。 鹽酸在一定壓力下能形成共沸溶液。下圖為一個大氣壓下不同濃度鹽酸的沸點，其中下方的線與上方的線分別表示相應(yīng)溫度下，液體及與液體處于平衡狀態(tài)的蒸氣的組分。氯化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)20.24%對應(yīng)最高沸點108.6℃。 化學(xué)性質(zhì)酸性 鹽酸溶于堿液時與堿液發(fā)生中和反應(yīng)。 鹽酸是一種一元強酸，這意味著它只能電離出一個 。在水溶液中氯化氫分子完全電離， 與一個水分子絡(luò)合，成為H 3O +，使得水溶液顯酸性： 可以看出，電離后生成的陰離子是Cl-，所以鹽酸可以用于制備氯化物，例如氯化鈉。 鹽酸可以與氫氧化鈉酸堿中和，產(chǎn)生食鹽： 稀鹽酸能夠溶解許多金屬（金屬活動性排在氫之前的），生成金屬氯化物與氫氣： 銅、銀、金等活動性在氫之后的金屬不能與稀鹽酸反應(yīng)，但銅在有空氣存在時，可以緩慢溶解，例如： 高中化學(xué)把鹽酸和硫酸、硝酸、氫溴酸、氫碘酸、高氯酸合稱為六大無機強酸。 一元酸只有一個酸離解常數(shù)，符號為Ka。它能夠度量水溶液中酸的強度。于鹽酸等強酸而言，Ka很大，只能通過理論計算來求得。向鹽酸溶液中加入氯化物（比如NaCl）時pH基本不變，這是因為Cl-是鹽酸的共軛堿，強度極弱。所以在計算時，若不考慮極稀的溶液，可以假設(shè)氫離子的物質(zhì)的量濃度與原氯化氫濃度相同。如此做即使精確到四位有效數(shù)字都不會有誤差。 還原性 鹽酸具有還原性，可以和一些強氧化劑反應(yīng)，放出氯氣： 二氧化錳： 二氧化鉛： 一些有氧化性的堿和鹽酸可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而不是簡單的中和反應(yīng)： 配位性 部分金屬化合物溶于鹽酸后，金屬離子會與氯離子絡(luò)合。例如難溶于冷水的二氯化鉛可溶于鹽酸： 銅在無空氣時難溶于稀鹽酸，但其能溶于熱濃鹽酸中，放出氫氣： 有機化學(xué) 酸性環(huán)境下可對醇類進(jìn)行親核取代生成鹵代烴： 氯化氫也可以加成烯雙鍵得到氯代烴，例如： 胺類化合物通常在水中溶解度不大。欲增大其溶解度，可以用稀鹽酸處理為銨鹽： 胺的鹽酸鹽屬于離子化合物，根據(jù)相似相溶原理，在水中的溶解度較大。銨鹽遇到強堿即可變回為胺： 利用這樣的性質(zhì)，可以將胺與其他有機化合物分離 此外，胺的鹽酸鹽的熔點或分解點可以用來測定胺的種類。 鋅粒與氯化汞在稀鹽酸中反應(yīng)可以制得鋅汞齊，后者與濃鹽酸、醛或酮一起回流可將醛酮的羰基還原為亞甲基，是為克萊門森還原反應(yīng)： 但應(yīng)注意，此法只適用于對酸穩(wěn)定的化合物，如果有α、β－碳碳雙鍵等也會被還原： 無水氯化鋅溶于高濃度鹽酸可以制得盧卡斯試劑，用來鑒別六碳及以下的醇是伯醇、仲醇還是叔醇。將盧卡斯試劑與叔醇立即渾濁，與仲醇2-5分鐘渾濁，伯醇加熱渾濁。 生活用途人類和其他動物的胃壁上有一種特殊的腺體，能把吃下去的食鹽變成鹽酸。鹽酸是胃液的一種成分（濃度約為0.5%），它能使胃液保持激活胃蛋白酶所需要的最適合的pH值，它還能使食鹽中的蛋白質(zhì)變性而易于水解，以及殺死隨食物進(jìn)入胃里的細(xì)菌的作用。此外，鹽酸進(jìn)入小腸后，可促進(jìn)胰液、腸液的分泌以及膽汁的分泌和排放，酸性環(huán)境還有助于小腸內(nèi)鐵和鈣的吸收。 利用鹽酸可以與難溶性堿反應(yīng)的性質(zhì)，制取潔廁靈、除銹劑等日用品。 工業(yè)用途鹽酸是一種無機強酸，在工業(yè)加工中有著廣泛的應(yīng)用，例如金屬的精煉。鹽酸往往能夠決定產(chǎn)品的質(zhì)量。 分析化學(xué) 在分析化學(xué)中，用酸來測定堿的濃度時，一般都用鹽酸來滴定。用強酸滴定可使終點更明顯，從而得到的結(jié)果更精確。在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，20.2%的鹽酸可組成恒沸溶液，常用作一定氣壓下定量分析中的基準(zhǔn)物。其恒沸時的濃度會隨著氣壓的改變而改變。 鹽酸常用于溶解固體樣品以便進(jìn)一步分析，包括溶解部分金屬與碳酸鈣或氧化銅等生成易溶的物質(zhì)來方便分析。 酸洗鋼材 鹽酸一個最重要的用途是酸洗鋼材。在后續(xù)處理鐵或鋼材（擠壓、軋制、鍍鋅等）之前，可用鹽酸反應(yīng)掉表面的銹或鐵氧化物。通常使用濃度為18%的鹽酸溶液作為酸洗劑來清洗碳鋼： 剩余的廢酸常再用作氯化亞鐵溶液，但其中重金屬含量較高，故這種做法已經(jīng)逐漸變少。 酸洗鋼材工業(yè)發(fā)展了鹽酸再生工藝，如噴霧焙燒爐或流化床鹽酸再生工藝等。這些工藝能讓氯化氫氣體從酸洗液中再生。其中最常見的是高溫水解工藝，其反應(yīng)方程式如下： 將制得的氯化氫氣體溶于水即又得到鹽酸。通過對廢酸的回收，人們建立了一個封閉的酸循環(huán)。副產(chǎn)品氧化鐵在各種工業(yè)加工流程中也有較多應(yīng)用。 制備有機化合物 鹽酸的另一大主要用途是制備有機化合物，例如合成PVC塑料的原料氯乙烯、二氯乙烷、聚碳酸酯的前體雙酚A、催化膠黏劑聚乙烯醇縮甲醛、抗壞血酸等。企業(yè)合成PVC時通常不用市售的，而使用內(nèi)部制備的鹽酸。鹽酸在制藥方面也有很大的用途。 制備無機化合物 鹽酸可以發(fā)生酸堿反應(yīng)，故能制備許多無機化合物，例如處理水所需的化學(xué)品氯化鐵與聚合氯化鋁（簡稱聚鋁，PAC）： （用赤鐵礦制備氯化鐵） 氯化鐵與聚鋁在污水處理、紙、飲用水等的生產(chǎn)中起絮凝劑和混凝劑的作用。 用鹽酸還可以制備其他的無機物，包括道路用鹽氯化鈣、電鍍用鹽氯化鎳、鍍鋅工業(yè)和電池制造業(yè)用鹽氯化鋅等。另外，常通過氯化鋅活化法從木炭制備活性炭。 （用石灰石制備氯化鈣） 控制pH及中和堿液 鹽酸可以用來調(diào)節(jié)溶液的pH值： 在工業(yè)中對純度的要求極高時（如用于食品、制藥及飲用水等），常用高純的鹽酸來調(diào)節(jié)水流的pH；要求相對不高時，工業(yè)純的鹽酸已足以中和廢水，或處理游泳池中的水。 用于焰色反應(yīng) 用于檢驗金屬或它們的化合物時常使用焰色反應(yīng)，用于檢驗的鉑絲需用稀鹽酸洗凈以除去雜質(zhì)元素的影響。 檢驗物質(zhì)前，應(yīng)將鉑絲用鹽酸清洗，再放到火焰上灼燒，直到火焰呈原來顏色方可實驗。 陽離子交換樹脂的再生 高質(zhì)量的鹽酸常用于陽離子交換樹脂的再生。陽離子交換廣泛用于礦泉水生產(chǎn)中，除去溶液中含有的 、 等離子，而鹽酸可以沖掉反應(yīng)后樹脂中的這些離子。一個 替換一個 ， 則需要兩個 。 離子交換樹脂和軟化水在幾乎所有的化學(xué)工業(yè)中都有應(yīng)用，尤其是飲用水生產(chǎn)和食品工業(yè)。 其他應(yīng)用 鹽酸還有許多小規(guī)模的用途，比如皮革加工、食鹽生產(chǎn)，以及用于建筑業(yè)。石油工業(yè)也常用鹽酸：將鹽酸注入油井中以溶解巖石，形成一個巨大的空洞。此法在北海油田的石油開采工業(yè)中經(jīng)常用到。 鹽酸可以溶解碳酸鈣，其應(yīng)用包括除水垢或砌磚使用的石灰砂漿，但鹽酸較為危險，使用時需謹(jǐn)慎。它與石灰砂漿中的碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水： 在明膠、食品、食品原料和食品添加劑的生產(chǎn)中常用到鹽酸。典型例子有阿斯巴甜、果糖、檸檬酸、賴氨酸、酸水解植物蛋白等。這些工藝都使用食品級（非常純）的鹽酸。
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