Salzsäure.

Salzsäure ist ein wichtiger Stoff in der Chemieindustrie. Man nennt sie auch Chlorwasserstoffsäure.

Chemische Reaktion von Wasserstoff mit Chlor
  • Reaktionsgleichung → Reaktion von jeweils einem Wasserstoffmolekül und Chlormolekül zu einem Chlorwasserstoffmolekül:
    H2 + Cl2 2 HCl ; exotherm
  • Details → Reaktionsgleichung mit Aggregatzuständen und Reaktionswärme
    H2(g) + Cl2(g) 2 HCl (g) ; ΔH = -185 kJ/mol
  • Sicherheitshinweise → Gemische aus Chlor und Wasserstoff [Chlorknallgas] explodieren z.B. bei Belichtung [Chlorknallgasreaktion]; Chlorwasserstoff ist giftig und ätzend, Chlor giftig und Wasserstoff brennbar
Formel und Bau des Chlorwasserstoffmoleküls
  • Name → Chlorwasserstoff [Hydrogenchlorid]
  • Beschreibung → Molekül aus einem Wasserstoff- und einem Chloratom bestehend, die durch eine polare Elektronenpaarbindung [polare Atombindung] verbunden sind; das größere Chloratom [mit 17 Protonen im Atomkern] zieht das gemeinsame [bindende] Elektronenpaar [rot] stärker zu sich und vom kleinen Wasserstoffatom [mit nur einem Proton] weg - dadurch entstehen Ladungsschwerpunkte am Molekül [Dipolmolekül]; am Chloratom existieren außerdem noch 3 nicht-bindende Elektronenpaare [zum Vergrößern Bild anklicken]
  • Summenformel → HCl
    chemisches Zeichen für 1 Molekül Chlorwasserstoff und für das Gas (also den Stoff) Chlorwasserstoff
  • Strukturformel (LEWIS-Formel, Formel in Elektronenschreibweise) → siehe nebenstehende Abbildung rechts
Eigenschaften von Chlorwasserstoff
  • Eigenschaften bei 20°C → farbloses, giftiges, stechend riechende Gas; stark ätzend und giftig; starke Säure; bildet mit Luftfeuchtigkeit weiße Nebel [feinste Salzsäuretröpfchen]; nicht brennbar; gut wasserlöslich; Dichte ρ = 1,64 g/m3
  • Reaktion mit Wasser → reagiert mit Wasser unter Bildung einer sauren Lösung [Chlorwasserstoffsäure, Salzsäure]
Reaktion von Chlorwasserstoff mit Wasser, Bau von Salzsäure
  • Reaktionsgleichung ausführlich → Jeweils ein Chlorwasserstoffmolekül reagiert mit einem Wassermolekül zu einem Oxoniumion H3O+ sowie einem Chloridion Cl- [exotherm]:
    HCl + H2O H3O++ Cl- ; ΔH ≈ -75 kJ/mol
  • Erläuterung der Reaktion → Dabei gibt das HCl-Molekül ein Proton [H+] an das Wassermolekül ab [Protolyse]:
    Protonenabgabe: HCl H++ Cl-
    Protonenaufnahme: H++ H2O H3O+
  • einprotonige Säure → je HCl-Molekül kann nur 1 Proton abgegeben werden
  • Reaktionsgleichung vereinfacht [ohne Angabe des Wassers; Dissoziation] Jeweils ein Chlorwasserstoffmolekül dissoziiert [in wässriger Lösung] in je ein Wasserstoffion und ein Chloridion:
    HCl H+ + Cl- ; ΔH = -n kJ/mol
    oder mit Angabe des Lösungsmittels Wasser auch
    HCl (aq) H+(aq) + Cl-(aq)
  • elektrische Leitfähigkeit → wässrige Lösung leitet den elektrischen Strom infolge frei beweglicher Ionen
  • Chlorwasserstoff → Gas, besteht aus Molekülen; Formel HCl
  • Salzsäure [Chlorwasserstoffsäure] → wässrige Lösung des Gases Chlorwasserstoff; Formel HCl; enthält sowohl Moleküle [restliche HCl-Moleküle, H2O-Moleküle] als auch frei bewegliche Ionen [Cl- sowie H3O+ bzw. vereinfacht H+; Ursache für elektrische Leitfähigkeit]
    chemisches Zeichen für Salzsäure damit eigentlich H3O++ Cl -(vereinfacht H++ Cl -), da das Zeichen HCl für ein Chlorwasserstoffmolekül steht
  • englischer Name → Hydrochlorid Acid
  • Löslichkeit → maximal 37%-ige Salzsäure ist möglich; die nicht reagierenden HCl-Reste entweichen aus der Lösung [Ursache für stehenden Geruch der Salzsäure; weiße Nebel - rauchende Salzsäure]
Eigenschaften von Salzsäure
  • Eigenschaften konzentrierter (rauchender) Salzsäure [37%-ig] bei 20°C → farblose bis leicht gelbliche Flüssigkeit; stark stechender Geruch; stark ätzend sowie gesundheits- und umweltschädlich; Dichte ρ = 1,19 g/cm3; wirkt ätzend auf unedle Metalle und Carbonate; bringt Eiweiße zum Gerinnen [Denaturierung]; weißliche Nebel mit Luftfeuchtigkeit bildend
  • Entdeckung → vermutlich bereits im 2. Jahrhundert durch Alchimisten
Einige typische Säurereaktionen
  • Reaktion mit unedlen Metallen (Beispiel) Reaktion von Magnesium mit Salzsäure zu Magnesiumchlorid und Wasserstoff [Redoxreaktion]
    Mg + 2 HClMgCl2 + H2 ; exotherm
  • Reaktion mit Hydroxidlösungen [Neutralisation] (Beispiel) Reaktion von Natriumhydroxidlösung mit Salzsäure zu Natriumchloridlösung und Wasser [Protolyse]
    NaOH + HClNaCl + H2O ; exotherm
  • Reaktion mit Carbonaten (Beispiel) Reaktion von Calciumcarbonat [Marmor, Kreide, Kalkstein] mit verdünnter Salzsäure zu Calciumchloridlösung, Kohlenstoffdioxid und Wasser [Protolyse]
    CaCO3 + 2 HClCaCl2 + CO2 + H2O ; exotherm
Nachweisreaktionen zur Identifizierung
  • Reaktion mit Indikatoren → Salzsäure reagiert mit Universalindikator unter Rotfärbung [Ursache: frei bewegliche Oxoniumionen H3O+ bzw. vereinfacht Wasserstoffionen H+]; siehe Reaktion mit Wasser
  • Reaktion mit Silbernitratlösung → weißer Niederschlag wegen der Chloridionen Cl- in der Lösung [Bildung von schwerlöslichem Silberchlorid]
    Ag+ + Cl - AgCl
  • Info → durch Nachweis der Wasserstoffionen sowie der Chloridionen ist Salzsäure eindeutig identifiziert
Natürliche Vorkommen
  • Vorkommen von Chlorwasserstoffgas → in geringen Mengen in Vulkanabgasen
  • Vorkommen von Salzsäure → in geringen Mengen in Kraterseen; im Magensaft der Wirbeltiere [etwa 0,1-0,5%-ig; zur Schaffung des sauren Milieus für die Wirkung des Eiweiß spaltenden Enzyms Pepsin]
Verwendung
  • Info → u.a. als Lötwasser, Entkalker, zur Metallätzung und -reinigung, Entfernung von Kesselstein [siehe Reaktion mit Carbonaten], Leimherstellung, zur Herstellung von Chloriden [also diversen Salzen] und organischen Chlorverbindungen wie z.B. Kunststoffen [speziell PVC, Polyvinylchlorid] und Lösungsmitteln; zur Neutralisation von alkalischen Abwässern
Darstellung im Labor
  • Schritt 1 → z.B. Reaktion von Natriumchlorid mit konzentrierter Schwefelsäure zur Chlorwasserstoff und Natriumsulfat:
    2 NaCl + H2SO42 HCl + Na2SO4
  • Schritt 2 → Einleiten von Chlorwasserstoff in Wasser; siehe auch hier
    HCl + H2O H3O++ Cl- [vereinfacht HCl H+ + Cl-]
Herstellung in der Industrie
  • Schritt 1 → Synthese von Chlorwasserstoff aus den Elementsubstanzen; siehe auch hier
    H2 + Cl2 2 HCl
  • Schritt 2 → Einleiten von Chlorwasserstoff in Wasser; siehe auch hier
    HCl + H2O H3O++ Cl- [vereinfacht HCl H+ + Cl-]
Einige Fachbegriffe dieser Seite
  • saure Lösung → wässrige Lösung, die Wasserstoffionen H+ enthält; diese bilden gemeinsam mit je einem Wassermolekül die frei beweglichen Oxoniumionen H3O+; pH-Wert ist kleiner als 7
    H+ + H2O H3O+
  • Säure [nach ARRHENIUS] Stoffe die Protonen abspalten und so in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladenen Wasserstoffionen H+ und negativ geladenen Säurerestionen dissoziieren [Säurerestionen der Salzsäure sind die Chloridionen]
  • Dissoziation [dissoziieren] → Zerfall von Stoffen in frei bewegliche Ionen durch Einwirkung von Wassermolekülen
  • Säure [nach BRÖNSTED] Teilchen, die Protonen H+ abgeben können [Protonendonatoren]
  • Aggregatzustände in Reaktionsgleichungen → (g) gasförmig [gaseous], (l) flüssig [liquid], (s) fest [solid]; (aq) wässrige Lösung
  • Reaktionswärme [Reaktionsenthalpie] exotherm [Abgabe von Wärmeenergie] ΔH = -n kJ/mol; endotherm [Aufnahme von Wärmeenergie] ΔH = +n kJ/mol; manchmal auch mit Q = ... statt ΔH angegeben (Q für Wärmemenge); Schreibweise der Einheit kJ/mol auch als kJ · mol-1 möglich
  • ΔH → Änderung der Enthalpie bei einer Reaktion, also Energiebilanz bei einer chemischen Reaktion unter konstantem Druck [Differenz der Enthalpie der Produkte und Ausgangsstoffe, d.h. ihrer chemischen Energien]
  • Elektronenpaarbindung [Atombindung] → Art der chemischen Bindung, die auf Anziehungskräften zwischen einem gemeinsamen Elektronenpaar [negativ geladen] und den positiv geladenen Atomkernen der beteiligten Atome beruht; typische Bindung in Molekülen
  • polare Elektronenpaarbindung [polare Atombindung] → Atombindung, bei der das gemeinsame Elektronenpaar von einem Atom stärker angezogen wird als vom anderen; typische Bindung in Molekülen aus verschiedenartigen Atomen
  • Dipol → Molekül mit Ladungsschwerpunkten, die infolge polarer Bindung entstanden [negativer Ladungsschwerpunkt δ- an dem Atom, zu dem das gemeinsame [bindende] Elektronenpaar stärker hingezogen wird; positiver Ladungsschwerpunkt δ+ an dem Atom mit der geringeren Anziehungskraft]
  • Protolyse [nach BRÖNSTED] Reaktion mit Protonenübergang; mindestens ein Proton H+ wird von einem Teilchen abgegeben [Protonendonator; Säure], das von einem anderen Teilchen [Protonenakzeptor; Base] wieder aufgenommen wird
  • einprotonige Säure →je Säuremolekül kann nur ein Proton H+ abgegeben werden
  • Redoxreaktion → Reaktion mit Elektronenübergang; mindestens ein Elektron wird von einem Teilchen abgegeben [Reduktionsmittel; wird oxidiert], das von einem anderen Teilchen [Oxidationsmittel, wird reduziert] wieder aufgenommen wird
  • umkehrbare Reaktion → Einstellung eines chemischen Gleichgewichts zwischen Hin- und Rückreaktion; gekennzeichnet mit einem Doppelpfeil [mehr]
Quellenangaben
  • Die Inhalte dieser Webseite wurden urheberrechtlich durch den Autor zusammengestellt und eigenes Wissen sowie Erfahrungen genutzt. Bilder und Grafiken sind ausschließlich selbst angefertigt.

  • Für die Gestaltung dieser Internetseite verwendeten wir zur Information, fachlichen Absicherung sowie Prüfung unserer Inhalte auch folgende Internetangebote: wikipedia.de, schuelerlexikon.de, seilnacht.com. Zitate oder Kopien erfolgten nicht.

Hinweise

Falls Du diese Seite drucken willst, musst du vorher sämtliche Tabs öffnen, die Du ausgedruckt haben möchtest [oder gar alle]. Oder nutze unsere Druckversion als PDF bzw. DOC.

eqiooki.deKontaktInspektorImpressum
 
 
  
A B C D     
Seite nach oben scrollen