Acido cloridrico: proprietà, preparazione, usi
L’ acido cloridrico viene messo in commercio in una soluzione al 37 % m/m avente una densità di 1.186 g/mL e si presenta gassoso a temperatura ambiente.
Proprietà
In soluzione dà luogo ad una dissociazione che può essere assunta pari al 100% secondo la reazione:
HCl + H2O → H3O+ + Cl–
L’acido cloridrico si comporta quindi da acido forte ed è uno dei più corrosivi; una sua soluzione 1 M ha un pH pari a 0. Reagisce a freddo con i metalli che precedono l’idrogeno nella serie elettrochimica. A caldo scioglie pure Pb, Cu, Hg con sviluppo di idrogeno e formazione di cloruri; ad esempio:
Hg + 2 HCl → HgCl2 + H2
Agisce sui sali di acidi più deboli spostandone l’acido:
Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2CO3
A sua volta l’acido carbonico si dissocia secondo la reazione: H2CO3 → H2O + CO2
3 volumi di HCl mescolati con 1 volume di HNO3 concentrato formano l’acqua regia che scioglie tutti i metalli compreso l’oro e il platino.
L’acido cloridrico si ossida facilmente a cloro gassoso:
4 HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O
4 HCl + O2 → 2 Cl2 + 2 H2O
La reazione con ossigeno è catalizzata da solfato di rame
Preparazione industriale
1) Da cloruro di sodio e acido solforico. Le reazioni coinvolte sono le seguenti:
NaCl + H2SO4→ NaHSO4 + HCl
NaCl + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl
La prima reazione avviene a 150 °C mentre la seconda reazione avviene a 550 °C.
La reazione complessiva è:
2 NaCl + H2SO4→ Na2SO4 + 2 HCl
Con questo processo si ottiene acido muriatico, colorato in giallo, a basso titolo in HCl
2) Processo sintetico. E’ basato sulla combustione dell’idrogeno in atmosfera di cloro gassoso e in presenza di luce UV:
H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g)
Il cloruro di idrogeno così ottenuto viene adsorbito da acqua ionizzata per dare acido cloridrico.
Si rammenta che il termine acido cloridrico viene usato per soluzioni acquose di HCl, mentre il termine cloruro di idrogeno viene usato per indicare HCl gassoso.
3) Altri processi.
a) L’idrolisi di PCl3 a temperatura ambiente:
PCl3 + 3 H2O → H3PO3 + 3 HCl e l’idrolisi di cloruri di magnesio e di calcio con vapore ad elevata temperatura:
MgCl2 + H2O → MgO + 2 HCl e
CaCl2 + H2O + SiO2 → CaSiO3 + 2 HCl
si giustificano solo in quanto vengono recuperati i sottoprodotti di alcuni processi industriali.
b) più importante, ma utilizzato solo per produzione su larga scala, è il processo Hargreaves-Robinson che si basa sulla reazione:
4 NaCl + 2 SO2 + 2 H2O + O2 → 2 Na2SO4 + 4 HCl
c) notevoli quantità di acido cloridrico si ottengono come sottoprodotto delle clorurazioni di composti organici o per pirolisi di idrocarburi clorurati.
Usi
L’acido cloridrico serve per la preparazione del cloruro di ammonio e di altri cloruri, per l’estrazione di zinco e rame dai loro minerali e successiva separazione elettrolitica. Si usa in tintoria, nell’industria conciaria, nell’industria della carta, della gomma sintetica, per la pulitura di metalli destinati a galvanostegia e per la disincrostazione di caldaie.
