实验室中制备氯化氢的几种方法_File-2012-3.pdf

《实验室中制备氯化氢的几种方法_File-2012-3.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、File-20120218003实验室中制备氯化氢的几种方法科学无止尽（百度化学吧·百度科学无止尽吧，2012年）氯化氢气体可用作催化剂、有机合成原料和超纯试剂的原料,还可用纯水吸收制得高纯度盐酸，应用于试剂、食品工业、精细化工、医药等，具有广阔的应用前景。其中电子级氯化氢HCl(纯度≥99.995%)用于医药、化工、半导体行业,需求量越来越大。氯化氢是盐酸的溶质，是重要的化工原料。工业上，制备氯化氢时应用最多的的方法是在反应炉中将纯净的氢气和氯气点燃生成氯化氢，反应时应使氢气稍过量以使氯气更多地反应掉。反应的热化学方程式是：H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)

2、ΔH=-184.2kJ/molc2(HCl)K=(1)c(H2)·c(Cl2)9554lgK=-0.533T+2.42(2)T公式(1)、(2)可以计算不同T下的平衡浓度。在实验室中，通过这种方法在实验室中实施较难，我们可以用如下的方法制取氯化氢。1.将盐酸滴入硫酸中用该方法制取HCl气体要求使用的盐酸浓度为31%以上,浓硫酸98%。盐酸慢慢滴入一个装有浓硫酸的被搅动的烧瓶中,释放的HCl以鼓泡形式通过少量硫酸去除水蒸气,即得到干燥的氯化氢气体。实际应用使用时2份硫酸对应1份盐酸,当盐酸滴下时要恒定搅动硫酸。鼓泡器的作用有:气体发生器将要充满气体、停止或者泄漏,也

3、可以看到多少气体产生并且它可去除HCl气体夹带的所有水蒸气,产生无水HCl气体。氯化氢的产量接近于理论量,如900mL盐酸慢慢滴加大约2个小时将产生300gHCl气体。一旦气体产生量开始减少,在反应器中的硫酸可以继续加热，可得到更多的HCl气体。当产生的气体数量不能克服吸收速率时,容易发生倒吸。为防止和控制倒吸,在气体发生器和接收器之间安置缓冲井作为安全预防措施来收集所有倒吸的溶液。清洗和再装方面,该法的最重要的好处是不用拆开器皿,耗尽的硫酸可以抽出或虹吸在反应器外面,然后倾入冷却的塑料桶,再装也一样简单。2.将硫酸滴入氯化钠中用NaCl和H2SO4制备氯化氢气体

4、的原理:质子从强的非挥发性酸转移到带有氯离子的弱碱中。实验时，把氯化钠放在烧瓶里，通过分液漏斗注入浓硫酸，同时加热。由于氯化钠和浓硫酸产生的混合物坚硬,在没有拆开仪器时不可能从反应器中取出，如果拆开仪器则导致HCl蒸气充满区域。所以，此法中仪器不可能很快地被拆卸并且再装，这限制了产生的氯化氢数量。该法缺点如下:氯化钠/硫酸氢钠固体在反应器底部不容易搅动均匀，因此反应慢且产出量远低于理论量，且HCl气体的产生不可能通过控制硫酸的滴加控制。该方法中，由于浓H2SO4具有强氧化性，在加热条件下，能与发生氧化还原反应，被还原为+4价的SO2气体，所以反应过程中有SO2等杂

5、质伴随氯化氢气体逸出。又由于SO2和HCl都是酸性气体，SO2不易除去，导致所得的氯化氯气体纯度不高，而且随着反应的进行，H2SO4浓度的下降，反应产生气体的速度减慢。3.将磷酸滴入氯化钠中采用高沸点非氧化性酸制低沸点酸的原理。反应的方程式是：△2NaCl+H3PO4(浓)══Na2HPO4+2HCl↑实验步骤是按用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的实验装置组装，在烧瓶中加入氯化钠晶体，在分液漏斗中注入浓磷酸。最后点燃酒精灯，用向上排气法收集氯化氢气体。尾气则用30%氢氧化钠溶液吸收。无论是用用磷酸还是硫酸来制取HCl气体，并不是浓度越大越好。浓度越大，吸水性越强，且

6、酸多数以分子形式存在电离出来的氢离子很少。氯化钠也难电离出氯离子，从而导致产生的HCl气体的速度较慢。结果显示H2SO4浓度较大时(70%以上)都会有SO2气体伴随生成，是因为H2SO4浓度较高时，其氧化性比较强，和氯化钠发生氧化还原反应，所以有SO2杂气体生成。H2SO4浓度较低时，虽没有SO2杂气体生成，但是产气速度较慢，是因为氢离子的浓度下降，导致氢离子与氯离子结合生成HCl气体的机会小所以产气速度较慢。对于用H3PO4时，其浓度范围襁’59%—80%时产气速度较适宜，其中在60%—75%这个浓度范围产生气体较平稳，并且无杂质气体产生，是因为磷酸是非氧化性酸

7、，又可以提供足够的氢离子。且具有强吸水性，有利于气体的逸出。H3PO4和NaCl晶体在加热条件下制取HCl气体时，H3PO4的物质的量应相对过量，NaCl晶体中加入少量水稀释情况下反应更快，H3PO4和NaCl混合均匀产生的气体较平稳些。用磷酸代替硫酸，生成HCl气体的纯度高。磷酸浓度范围相对于硫酸要宽一些，装置中减少了除SO2的净化装置，装置简易，但由于H3PO4的价格约是H2SO4的5倍，从而使成本提高了。采用浓度在50%—80%范围的H3PO4和5g氯化钠(按照需求量按照比例反应)在加热的条件下反应制取HCl气体较好。4.混合氯化钠与硫酸氢钠并加热可以通过加

8、热氯化钠和