Salzsäure
HCl
. aq
|
Farblose, rauchende
Flüssigkeit
Vorkommen
im Magensaft
(0,1 bis 0,5%-ig) |
Molmasse
36,461 g/mol (HCl)
AGW
(HCl) 2 ml/m3
(TRGS 900)
Dichte (37%)
1,19 g/cm3
Schmelzpunkt (37%)
-30 °C
Siedepunkt (20,17%)
+110 °C
Wasserlöslichkeit
in jedem Verhältnis
mischbar |
Piktogramme
GHS 05
GHS 07
Gefahr |
Gefahrenklassen
+ Kategorie
Spez. Zielorgantox. Atemwege
3
Ätz-/Reizwirkung auf
die Haut 1B
Korrosiv gegenüber
Metallen 1
(Abstufung bei Verdünnungen) |
HP-Sätze
(siehe auch Hinweis)
H 314,
335, 290
P 260, 280.1-3+7,
301+330+331, 303+361+353,
305+351+338, 310
Entsorgung |
| Etikett
drucken |
Deutscher Name |
Englischer Name |
| CAS
7647-01-0 |
Salzsäure |
Hydrochloric acid |
Hinweis:
Für Schülerversuche mit jüngeren Schülern sollte höchstens
die 10%ige Säure verwendet werden. Bei erfahrenen Praktikumsteilnehmern
kann auch die 20%ige Lösung eingesetzt werden.
Flaschen
mit rauchender Salzsäure geben schon bei Raumtemperatur sehr gerne
Chlorwasserstoff an die Umgebung ab. Es wird
empfohlen, rauchende Salzsäure nur im Originalgebinde oder in Flaschen
mit Teflonverschluss aufzubewahren. Dafür geeignet sind auch Schraubverschlusskappen
aus PBT, die mit PTFE beschichtet sind. An Schulen sollte rauchende oder
konzentrierte Salzsäure nur in geeigneten Säure- und Laugenschränken
mit einer kontinuierlich laufenden Ablüftung aufbewahrt werden. |
Wirkung auf den menschlichen Körper
Die handelsübliche,
37%-ige Lösung von Chlorwasserstoff in Wasser riecht stark stechend
(Einatmen der Dämpfe siehe Wirkung von Chlorwasserstoff).
In den Augen entstehen starke Reizungen, auch irreparable Verätzungen
mit Hornhauttrübung sind möglich. Auf der Haut ruft die konzentrierte
Salzsäure Rötung, Blasen und brennende Schmerzen hervor. Beim
Trinken entstehen schmerzhafte Verätzungen im Rachen, Speiseröhre
und Magen, was tödlich wirken kann. Bei Augenkontakt wird empfohlen,
das betroffene Auge 10 Minuten lang unter fließendem Wasser zu spülen.
Danach ist das Aufsuchen eines Augenarztes notwendig. Bei Hautkontakt muss
ebenfalls mit viel Wasser und später mit verdünnter Natriumcarbonatlösung
(Soda) gespült werden. Das Einnehmen von viel Wasser oder Milch verdünnt
die Säure im Magen. Neutralisationsversuche mit Aktivkohle oder Laugen
dürfen nicht erfolgen. Bei Erbrechen ist der Patient in Bauchlage
so zu halten, dass der Kopf tief liegt, damit er nicht erstickt.
Eigenschaften
Erhitzt man die konzentrierte
Salzsäure, entweicht zunächst der Chlorwasserstoff,
bis man eine 20,17%-ige azeotrope Mischung
erhält, die bei 110 °C siedet. Diese Mischung lässt sich
durch eine einfache Destillation nicht mehr trennen.
Salzsäure ist eine
starke Säure, die wässrige
Lösung ist fast vollständig zu Chlorid-Ionen (Cl-)
und Hydronium-Ionen (H3O+ )
dissoziiert:
HCl + H2O 
Cl- + H3O+
Im Labor und in der Schule
sind verschiedene Konzentrationen gebräuchlich. Je nach Konzentration
variiert die Dichte der Lösung:
| Konzentration |
Bezeichnung |
Dichte |
| 37% |
rauchend |
1,1844 g/cm3 |
| 32% |
konzentriert |
1,1594 g/cm3 |
| 20% |
konzentriert |
1,0980 g/cm3 |
| 10% |
verdünnt |
1,0476 g/cm3 |
| 3% |
verdünnt |
1,0130 g/cm3 |
Hält man eine offene
Flasche mit konzentrierter Ammoniaklösung
an die Öffnung einer Salzsäureflasche, entsteht ein weißer
Nebel. Das Ammoniakgas (NH3) reagiert
dabei mit dem Chlorwasserstoff (HCl) zu Ammoniumchlorid
(NH4Cl):
NH3 +
HCl  NH4+
+ Cl-
Ammoniak reagiert
mit Chlorwasserstoff
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(nur auf CD-ROM)
Entstehung eines weißen
Nebels.
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Salzsäure reagiert
mit Metallen
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(nur auf CD-ROM)
Magnesium und Zink löst
sich auf, Kupfer nicht.
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erhältlich auf >DVD
Schon die verdünnte
Säure reagiert gerne mit unedlen Metallen unter Bildung von Wasserstoff
und Metallsalzen. Dabei entstehen die Chloride,
die Salze der Salzsäure. Mit Magnesium
erhält man Magnesiumchlorid, mit Zink Zinkchlorid:
2 HCl (aq) +
2 Mg 2 MgCl2
+ H2
2 HCl (aq) +
2 Zn 2 ZnCl2
+ H2
Eisen
wird durch Salzsäure und Chlorwasserstoff leicht zum Rosten gebracht.
Mit Metalloxiden reagiert Salzsäure ebenfalls. Reines Kupfer
wird von Salzsäure nicht zersetzt, wohl aber Kupfer(II)-oxid.
Eine Gasentwicklung ist dabei nicht zu beobachten, da statt Wasserstoff
Wasser entsteht. Nach dem Eindampfen der Lösung bleibt grünes
Kupfer(II)-chlorid zurück:
CuO + 2 HCl
(aq) CuCl2
+ H2O
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(nur auf CD-ROM)
Mit Kupfer(II)-oxid
reagiert Salzsäure zu Kuper(II)-chlorid.
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(nur auf CD-ROM)
Mit Natrium entsteht
Natriumchlorid und Wasserstoff.
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Legt man ein erbsengroßes
Stück Natrium auf konzentrierte Salzsäure, bewegt es sich auf
der Oberfläche hin und her. Dabei entsteht Wasserstoff und Natriumchlorid.
Dieses ist anfangs so hoch konzentriert, dass es an den Boden des Gefäßes
fällt.
2 Na + 2 HCl
(aq) 2 NaCl
+ H2
Gold
ist gegen Salzsäure beständig. Eine Mischung von Salzsäure
und Salpetersäure (Königswasser) löst
das Gold auf und es entsteht eine Lösung von Tetrachlorogold(III)-säure
(H[AuCl4]), aus dem andere Goldverbindungen hergestellt werden
können.
Salzsäure, Königswasser
und Gold
In konzentrierter Salzsäure
ist Gold beständig (links),
nach Zugabe von konz.
Salpetersäure löst sich das Gold.
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Salzsäure reagiert
mit Calcit
Träufelt man verdünnte
Salzsäure auf einen Calcit,
dann beginnt es zu schäumen.
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Mit Kalk
reagiert die Salzsäure unter Kohlenstoffdioxid-Entwicklung
und Bildung von Calciumchlorid und Wasser. Auf
diese Art und Weise kann ein Mineraliensammler einen Calcit erkennen.
CaCO3 +
2 HCl (aq) CaCl2
+ CO2 + H2O
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Herstellung
Im Gegensatz zur Schwefelsäure
und Salpetersäure wurde die Salzsäure
relativ spät entdeckt. Die Herstellung einer salzsäureähnlichen
Substanz wurde in dem Werk "Alchemia" von Andreas
Libavius (geb. um 1540) durch das Glühen von Kochsalz
und Ton beschrieben. Basilius
Valentinus beschrieb nur wenig später die Umsetzung von "Vitriol"
(Kupfersulfat) mit Kochsalz, bei der "ätzendes
Wasser" ("aqua caustica") entstand. Johann
Rudolph Glauber (1604-1670) entwickelte ein eigenes Verfahren: Er tränkte
glühende Holzkohle mit einer Kochsalzlösung und verbrannte diese
in einem Ofen. Das Verfahren von Valentinus erweiterte er, in dem er eine
Mischung aus Vitriol und Alaun auf die glühenden
Kohlen gab. Auf diese Art und Weise konnte Glauber eine konzentriertere
Salzsäure ("Spiritus salis") darstellen als die Vorgänger. Eine
der größten Entdeckungen Glaubers war jedoch die Herstellungsmethode
aus Kochsalz und Schwefelsäure.
Dieses Verfahren wird heute noch im Labor angewandt:
Natriumchlorid + Schwefelsäure
Chlorwasserstoff + Natriumhydrogensulfat
NaCl + H2SO4
HCl +
NaHSO4
Glauber war damit der
erste, der gasförmigen Chlorwasserstoff
herstellte. Dabei konnte er neben einer relativ konzentrierten Salzsäure
("Salzgeist", vermutlich bis zu 26%) auch das nach ihm benannte Natriumsulfat
("sal mirabile Glauberi") gewinnen. Beim Lösen von Metallen in der
Säure stellte er auch erstmals die Metallchloride
dar ("solvirte Metalle").
Im heutigen Labor kann
man Chlorwasserstoff direkt durch die Reaktion
von Chlor mit Wasserstoff
herstellen. Diese Reaktion kann, vor allem unter Lichteinwirkung, explosionsartig
erfolgen:
Wasserstoff +
Chlor Chlorwasserstoff
H2 +
Cl2
2 HCl
Der Chlorwasserstoff
wird dann in Wasser gelöst. Dabei wirkt der Chlorwasserstoff als Säure
und gibt ein Proton an das Wassermolekül ab.
Springbrunnenversuch
mit Chlorwasserstoff
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(nur auf CD-ROM)
Füllt man einen
trockenen Rundkolben mit Chlorwasserstoff
und versieht diesen
mit einer nach innen zeigenden Düse,...
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Erläuterung
des Springbrunnenversuchs
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(nur auf CD-ROM)
...dann wird Wasser
aus einer Schale angezogen.
Die Universalindikator-Lösung
färbt sich dabei rot.
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Film
erhältlich auf >DVD
Beim Springbrunnenversuch
wird ein Rundkolben mit Chlorwasserstoff gefüllt. Nach dem Verschließen
des Kolbens mit einem Stopfen, der mit einer nach innen ragenden Glasdüse
versehen ist, hält man den Kolben in eine Schale mit Wasser. Dem Wasser
wird ein Indikator zugesetzt, beispielsweise Universalindikatorlösung.
Nach einer Weile wird das Wasser in den Kolben schlagartig hineingesaugt
und es entsteht ein Springbrunnen.
In der chemischen Industrie
gewinnt man die Salzsäure bei Chlorierungs-Prozessen der organischen
Chemie, wo sie z.B. bei der Herstellung von Vinylchlorid aus Ethen
als Nebenprodukt anfällt:
Ethen
+ Chlor Dichlorethan
Vinylchlorid + Chlorwasserstoff
H2C=CH2
+ Cl2
ClH2C-CH2Cl
H2C=CHCl + HCl
Vinylchlorid ist ein
wichtiges Zwischenprodukt zur Herstellung des Kunststoffes PVC
(Polyvinylchlorid). Im ersten Schritt wird das Ethen durch eine elektrophile
Addition mit Chlor zu Dichlorethan
chloriert. Im zweiten Schritt wird Chlor mit Hilfe eines Aluminiumoxid-
Katalysators eliminiert. Das Salzsäuregas lässt man in Türmen
herabrieselndem Wasser entgegenströmen, wobei die wässrige Salzsäurelösung
entsteht. |
Verwendung
Salzsäure wird zum
Reinigen von Kalkrückständen an Fliesen eingesetzt; sie ist ein
wichtiger Stoff für Laborversuche und Zwischenprodukt zur Herstellung
zahlreicher Stoffe, wie die Chloride
und organische Chlorverbindungen (zum Beispiel PVC);
ferner dient sie zum Herauslösen von Metallen bei der Erzaufbereitung,
bei der chemischen Analyse
zum Auflösen von Proben im Labor, zum Ätzen von Metallen und
bei der Holzverzuckerung zur Glucosegewinnung. |
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