Номер 1, страница 126 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

1. Как получают соляную кислоту в промышленности?

Соляную кислоту ($HCl$) в промышленности получают несколькими способами. Основными являются синтетический метод и получение из побочных газов органических производств. Существует также исторический сульфатный метод.

Основной промышленный метод (синтетический)

Этот метод заключается в прямом синтезе хлороводорода из простых веществ — водорода ($H_2$) и хлора ($Cl_2$), которые чаще всего получают как продукты электролиза водных растворов хлорида натрия. Процесс включает две ключевые стадии:

1. Синтез хлороводорода. В специальных печах или горелках из стали или кварца организуют сжигание струи водорода в атмосфере хлора. Реакция является цепной, инициируется светом или нагреванием и протекает с большим выделением тепла (экзотермическая):

$$ H_2 (газ) + Cl_2 (газ) \rightarrow 2HCl (газ) $$

Процесс ведут с небольшим избытком водорода, чтобы весь токсичный хлор полностью прореагировал.

2. Абсорбция хлороводорода. Горячий газообразный хлороводород ($HCl$) охлаждают и направляют в поглотительные (абсорбционные) колонны. В них газ растворяется в воде, которая подается противотоком (газ движется снизу вверх, а вода стекает сверху вниз). Процесс растворения также экзотермичен, поэтому требуется охлаждение. В результате получают раствор хлороводорода в воде, который и является соляной кислотой. Концентрация товарной синтетической кислоты обычно составляет 31–38%.

Ответ: Основной метод промышленного получения соляной кислоты — это прямой синтез из водорода и хлора с последующим растворением (абсорбцией) полученного газообразного хлороводорода в воде.

Получение в качестве побочного продукта (абгазная кислота)

Значительная, а в некоторых регионах и основная, часть соляной кислоты производится из абгазов (отходящих газов) процессов хлорирования органических соединений. Например, при производстве ПВХ, растворителей (дихлорэтан, хлороформ) и других хлорорганических продуктов образуется хлороводород в качестве побочного продукта.

Общая схема реакции, где R — органический радикал:

$$ R-H (углеводород) + Cl_2 \rightarrow R-Cl (хлоруглеводород) + HCl $$

Полученный хлороводород отделяют от других газов, очищают и так же, как и в синтетическом методе, поглощают водой для получения соляной кислоты. Такая кислота называется абгазной. Ее чистота зависит от исходного процесса и степени очистки.

Ответ: Соляную кислоту также в больших количествах получают как побочный продукт при хлорировании органических веществ, улавливая и растворяя в воде выделяющийся хлороводород.

Сульфатный метод

Это исторически более старый метод, основанный на реакции поваренной соли (хлорида натрия, $NaCl$) с концентрированной серной кислотой ($H_2SO_4$) при сильном нагревании:

$$ 2NaCl (тв) + H_2SO_4 (конц) \xrightarrow{t} Na_2SO_4 + 2HCl\uparrow $$

Процесс проводят в специальных печах. Выделившийся газообразный хлороводород затем так же растворяют в воде. Этот метод сегодня используется редко, в основном там, где есть потребность в сульфате натрия ($Na_2SO_4$), который является вторым продуктом реакции.

Ответ: Исторически важным, но менее распространенным сегодня является сульфатный метод — взаимодействие хлорида натрия с концентрированной серной кислотой при нагревании.