Chlorwasserstoff

chemische Verbindung

Chlorwasserstoff (Summenformel HCl, systematisch auch als Wasserstoffchlorid oder Hydrogenchlorid bezeichnet) ist ein farbloses, stechend riechendes Gas, das sich sehr leicht in Wasser löst. Wässrige Lösungen von Chlorwasserstoff werden Salzsäure oder Chlorwasserstoffsäure genannt. Beim Einatmen des Gases entsteht in der Lunge Salzsäure, was zu schweren Verätzungen führt, da Chlorwasserstoffsäure eine sehr starke Säure ist.

Strukturformel
Struktur von Chlorwasserstoff
Allgemeines
Name Chlorwasserstoff
Andere Namen
  • Salzsäure wasserfrei
  • Hydrogenchlorid (IUPAC)
  • Salzsäuregas
  • Wasserstoffchlorid
  • Chloran
  • HYDROCHLORIC ACID (INCI)[1]
Summenformel HCl
Kurzbeschreibung

farbloses, stechend riechendes Gas[2]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7647-01-0
EG-Nummer 231-595-7
ECHA-InfoCard 100.028.723
PubChem 313
Wikidata Q211086
Eigenschaften
Molare Masse 36,46 g·mol−1
Aggregatzustand

gasförmig

Dichte

1,64 kg·m−3 (Gasdichte, 0 °C)[2]

Schmelzpunkt

−114,8 °C[2]

Siedepunkt

−85,0 °C[2]

Dampfdruck

4,26 MPa (20 °C)[2]

pKs-Wert

−6,2[3]

Löslichkeit

leicht in Wasser (720 g·l−1 bei 20 °C)[2]

Dipolmoment

1,1086(3) D[4] (3,698 · 10−30 C · m)

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[5] ggf. erweitert[2]
04 – Gasflasche 05 – Ätzend 06 – Giftig oder sehr giftig

Gefahr

H- und P-Sätze H: 280​‐​331​‐​314
EUH: 071
P: 260​‐​280​‐​303+361+353+315​‐​304+340+315​‐​305+351+338+315​‐​403​‐​405 [2]
MAK

DFG/Schweiz: 2 ml·m−3 bzw. 3 mg·m−3[2][6]

Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−92,3 kJ/mol[7]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Es wurde von Humphry Davy 1808 dargestellt.

Gewinnung und DarstellungBearbeiten

Hergestellt wird Chlorwasserstoff im Labor aus konzentrierter Schwefelsäure und Natriumchlorid:

 
Natriumchlorid und Schwefelsäure reagieren zu Natriumsulfat und Chlorwasserstoff

Statt der Verwendung von Schwefelsäure kann auch Natriumhydrogensulfat benutzt werden. Dazu wird ein Gemisch aus Natriumchlorid und Natriumhydrogensulfat trocken erhitzt. Um die Reaktion in Gang zu halten, muss hierbei das entstehende Chlorwasserstoffgas abgeführt werden.

In der chemischen Industrie fällt Chlorwasserstoff hauptsächlich als Nebenprodukt bei der Chlorierung organischer Verbindungen an oder wird mit der Chlorknallgasreaktion (Zündung eines Gemisches aus Wasserstoff und Chlor beispielsweise durch Belichtung) gewonnen.

 
Wasserstoff und Chlor reagieren zu Chlorwasserstoff

Bei der Photochlorierung oder Sulfochlorierung von Kohlenwasserstoffen fällt Chlorwasserstoff als Koppelprodukt an:

EigenschaftenBearbeiten

Die systematische Bezeichnung Wasserstoffchlorid bringt mit der Silbe -chlorid zum Ausdruck, dass das Chloratom in der Molekülverbindung eine negative Partialladung trägt, ähnlich wie nach Chloridionen, die eine negative Ionenladung besitzen.

Chlorwasserstoff hat eine leicht höhere Dichte als Luft. In einem Liter Wasser lösen sich bei 0 °C unter Erwärmung 520 l, das entspricht 850 g HCl-Gas. Bei 20 °C lösen sich in einem Liter Wasser 442 Liter Chlorwasserstoff. An feuchter Luft bildet HCl-Gas Nebel aus feinen Salzsäure-Tröpfchen. Ähnlich gute Löslichkeiten wie in Wasser findet man mit Alkoholen als Lösungsmittel. Das Gas ist in Ethern noch gut und in Kohlenwasserstoffen oder Chlorkohlenwasserstoffen nur gering löslich.[8]

Löslichkeiten von Chlorwasserstoff in organischen Lösungsmitteln (gemessen bei 101,3 kPa)[8]
Temperatur in °C 0 10 15 20 25 27 30 40 50 102 177
Löslichkeit in g·kg−1 Lösungsmittel
Methanol 1092 877 688
Ethanol 838 756 681 610
Tetrahydrofuran 584
1,4-Dioxan 433
Diisopropylether 349
Dibutylether 250
n-Hexan 7,1
n-Hexadecan 3,9 2,2 1,6
Benzol 20 12,5
Toluol 21,3
Chloroform 8,5 6,9
Tetrachlormethan 6,0 3,9

Seine spezifische Wärmekapazität cp beträgt 799 J/(kg K).

Biologische BedeutungBearbeiten

Chlorwasserstoff ist, in Form der Salzsäure, Bestandteil des Magensaftes allesfressender Tiere und bewirkt auch im menschlichen Magen die Denaturierung der Nahrung.

VerwendungBearbeiten

Neben der vielfältigen Verwendung als Säure findet reiner Chlorwasserstoff Verwendung als Chlorierungsmittel in der Oxychlorierung von Ethen zu Vinylchlorid.

SicherheitshinweiseBearbeiten

Chlorwasserstoff ist ätzend und in hohen Konzentrationen giftig. Vergiftungen sind jedoch sehr selten. Beim Einatmen können Reizungen und Verätzungen der Schleimhäute und der Atemwege auftreten, die zu einer akuten Bronchitis oder Lungenentzündung führen können. Bei Kontakt mit Haut und Kleidung lässt sich die Säure mit Wasser gut und restlos auswaschen.

WeblinksBearbeiten

Commons: Chlorwasserstoff – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Eintrag zu HYDROCHLORIC ACID in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 21. März 2020.
  2. a b c d e f g h i Eintrag zu Chlorwasserstoff, wasserfrei in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2021. (JavaScript erforderlich)
  3. Robert Anthony Robinson, Roger G. Bates: Dissociation constant of hydrochloric acid from partial vapor pressures over hydrogen chloride-lithium chloride solutions. In: Analytical Chemistry, 43(7), 1971, S. 969–970.
  4. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Dipole Moments, S. 9-51.
  5. Eintrag zu Hydrogen chloride im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
  6. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 7647-01-0 bzw. Chlorwasserstoff), abgerufen am 2. November 2015.
  7. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-8.
  8. a b S. Austin; A. Glowacli: Hydrochloric Acid, in: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2012; doi:10.1002/14356007.a13_283.