Soutsuur

Chemiese model

Resonansie-ruimtegevulde model van waterstofchloried, met die atome benoem

BYTEND – GEVAARLIK

Soutsuur (30-33%) is 'n kleurlose vloeistof.

Soutsuur is 'n oplossing van waterstofchloried (HCl) in water. Buite die chemiese vakgebied word die term "soutsuur" gebruik om na hierdie oplossing sowel as HCl te verwys.

By kamertemperatuur is waterstofchloried 'n gas wat baie maklik in water oplos – hoe warmer dit is, hoe makliker los dit op. Die resulterende soutsuur is 'n sterk suur wat vir verskeie doeleindes aangewend word: van die chemiese nywerheid, waar dit byvoorbeeld gebruik word in die vervaardiging van PVC-plastiek, tot huishoudelike gebruike, soos skoonmaak. Dit word ook van nature in maagsuur aangetref.

Wanneer dit egter met ʼn basis verbind, vorm dit 'n stof (natriumchloried of sout) wat heeltemal onskadelik is. Dit word veral vir die bereiding van koolstofverbindings en die ekstraksie van metale gebruik. Die oplossing van chloorwaterstof in water word chloorwaterstofsuur of soutsuur genoem.

Soutsuurgas is 'n prikkelende (skerpruikende), kleurlose gas wat in vogtige lug soutsuurdruppels vorm. Soutsuur los goed op in water, metanol, etanol en esters, en het die volgende eienskappe:

kookpunt    383 K (110 °C)

vriespunt    129 K (- 144 °C)

digtheid      1,639 kg/m³ by 0 °C en 100 kPa

In die natuur kom soutsuur in vulkaniese gasse, in sommige riviere en ook in die maag voor. Dit is 'n sterk suur wat maklik en soms heftig met basisse en chloriede reageer. 'n Groot aantal metale kan in soutsuur oplos onder die vorming van chloried en waterstofgas. ʼn Legering wat egter daarteen bestand is, is lood met 10 tot 25 % antimoon en titaan-sirkoon-legerings. Glas en steen is ook daarteen bestand.

Bereiding

Soutsuur is vroeër verkry uit die verbinding van sout (NaCl) met swaelsuur. Teenswoordig word dit veral verkry as neweproduk uit die bereiding van koolstofchloor-verbindings. Die suiwerste soutsuur word verkry uit 'n waterstof-chloorreaksie.

Gebruike

Soutsuur word vir die volgende produkte of prosesse gebruik:

- chloropreen en ander koolstofverbindings;

- diasokleurstowwe en glukose;

- silikonjel (wat elektries bestand en 'n goeie warmtegeleier is);

- suiker (raffinering);

- metale (oppervlakbehandeling);

- ertse (ekstraksie van metale

Eienskappe van waterige oplossings van HCl

% HCl	g HCl/l opl.	Molariteit mol/l	Digtheid g/cm³
10,5	110	3,06	1,050
15,5	166	4,61	1,075
20,4	224	6,22	1,100
22,3	248	6,89	1,110
24,3	272	7,56	1,120
26,2	296	8,22	1,130
28,2	321	8,92	1,140
30,1	347	9,64	1,150
32,1	372	10,23	1,160
34,2	400	11,11	1,170
36,2	428	11,89	1,180
38,3	456	12,67	1,190
40,4	485	13,47	1,200

Voorbeeld: Bereken pH van soutsuuroplossing

Bereken die pH van 'n 0.05 M oplossing van soutsuur (HCl). (M staan vir mol/liter)

Stel K₁ = 0.05 mol/liter K_a = 1.0 × 10⁶

In die algemeen:

${\displaystyle {\ce {K_a = {\frac {[H^+][A^- ]}{[HA]}}}}}$            vir            ${\displaystyle {\ce {HA <=> H^+ + A^-}}}$

Antwoord:

Die dissosiasie reaksie vir HCl is die volgende:

${\displaystyle {\ce {HCl <=> H^+ + Cl^-}}}$

Die verandering in konsentrasie van elke element word in die tabel hieronder gewys:

Beskrywing	Reagens	Produk 1	Produk 2
Algemene dissosiasiereaksie	${\displaystyle {\ce {HA}}}$	${\displaystyle {\ce {H^+}}}$	${\displaystyle {\ce {A^-}}}$
Dissosiasiereaksie vir soutsuur	${\displaystyle {\ce {HCl}}}$	${\displaystyle {\ce {H^+}}}$	${\displaystyle {\ce {Cl^-}}}$
Begin konsentrasie [mol/liter]	K1	0	0
Verandering in konsentrasie [mol/liter]	-x	x	x
Ewewigskonsentrasie [mol/liter]	K1-x	x	x

Vanaf die algemene definisie vir ${\displaystyle K_{a}}$:

${\displaystyle K_{a}={\frac {[H^{+}][Cl^{-}]}{[HCl]}}}$

${\displaystyle K_{a}={\frac {x\cdot x}{K_{1}-x}}}$

${\displaystyle x^{2}+K_{a}.x-K_{1}.K_{a}=0}$

Die algemene oplossing vir 'n kwadratiese vergelyking is die volgende:

${\displaystyle x={\frac {\pm {\sqrt {b^{2}-4ac}}-b}{2ac}}}$

Indien waardes vervang word, word die volgende verkry:

${\displaystyle x={\frac {\pm {\sqrt {K_{a}^{2}-4(1)(K_{1}.K_{a})}}-K_{a}}{2(1)(K_{1}.K_{a})}}}$

${\displaystyle K_{a}=1.0\times 10^{6}}$

Dus is:

${\displaystyle x=0.05}$

Onthou dat ${\displaystyle x=[H^{+}]}$

Dus

${\displaystyle pH=-\log[H^{+}]=-\log 0.05=1.3}$

Alternatiewelik kan die aanname gemaak word dat ${\displaystyle x=K_{1}}$ omdat dit 'n sterk suur is (K_a is groot, dus dissosieer die suur baie naby aan volledig). Dus:

Dus: ${\displaystyle [H^{+}]=x=K_{1}=0.05}$

${\displaystyle pH=-\log[H^{+}]=-\log 0.05=1.3}$

Kyk ook

• pH
• Suur
• Lys van sure en basisse

Bronnelys

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409672, volume 26, bl. 47