واکنش‌های هیدروژن کلرید گازی

راهنمایی کوتاه: نشانهٔ (g) یعنی هیدروژن کلرید در حالت گازی است؛ این گاز خودش تقریباً خنثی رفتار می‌کند، اما به‌محض حل‌شدن در آب، اسید کلریدریک (اسید قوی) می‌سازد و آن‌وقت واکنش‌های معروف اسیدی را می‌دهد.

گام‌به‌گام:

۱) شناخت مولکول: HCl یک مولکول دواتمی با پیوند کووالانسی قطبی (H–Cl) است؛ گازی بی‌رنگ، با بوی بسیار تند و خورنده.

۲) تولید در آزمایشگاه و صنعت: از ترکیب مستقیم هیدروژن و کلر (واکنشی گرماگزا) یا از واکنش سدیم کلرید با اسید سولفوریک غلیظ:

${\text{H}}_2\text{(g)}+{\text{Cl}}_2\text{(g)}\to 2\text{HCl(g)}$

$\text{NaCl}+{\text{H}}_2{\text{SO}}_4\to {\text{NaHSO}}_4+\text{HCl(g)}$

۳) حل‌شدن در آب: به‌شدت در آب حل می‌شود و تقریباً کامل یونش می‌یابد، پس محلول آن رسانای خوب جریان برق و اسیدی قوی است:

$\text{HCl(g)}+{\text{H}}_2\text{O(l)}\to {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\left(\text{aq}\right)+{\text{Cl}}^{-}\left(\text{aq}\right)$

۴) نکتهٔ کلیدی: گاز خشک HCl کاغذ تورنسل را سرخ نمی‌کند، چون یون ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$ آزاد ندارد؛ خاصیت اسیدی فقط پس از حل‌شدن در آب (یا تماس با رطوبت) ظاهر می‌شود.

۵) واکنش با بازها و کربنات‌ها: با بازها نمک و آب می‌دهد و از کربنات‌ها گاز ${\text{CO}}_2$ آزاد می‌کند.

۶) واکنش با فلزهای فعال: محلول آن با فلزهایی مثل روی، هیدروژن آزاد می‌کند (گاز خشک HCl با فلز واکنش نمی‌دهد).

پاسخ نهایی:

• با آمونیاک، دود سفید آمونیوم کلرید می‌دهد و همین آزمایش، راه شناسایی HCl است: ${\text{NH}}_3\text{(g)}+\text{HCl(g)}\to {\text{NH}}_4\text{Cl(s)}$
• خنثی‌شدن با باز: $\text{NaOH}+\text{HCl}\to \text{NaCl}+{\text{H}}_2\text{O}$
• با کربنات سدیم: ${\text{Na}}_2{\text{CO}}_3+2\text{HCl}\to 2\text{NaCl}+{\text{H}}_2\text{O}+{\text{CO}}_2$
• با فلز فعال: $\text{Zn(s)}+2\text{HCl(aq)}\to {\text{ZnCl}}_2\text{(aq)}+{\text{H}}_2\text{(g)}$

مثال مشابه: معادلهٔ واکنش محلول HCl با شیر منیزیم را بنویس. جواب: ${\text{Mg(OH)}}_2+2\text{HCl}\to {\text{MgCl}}_2+2{\text{H}}_2\text{O}$ — یک واکنش خنثی‌شدن دواسیدی که در آن هر مول باز، دو مول HCl را مصرف می‌کند.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: تفاوت رفتار گاز خشک و محلول آبی، قطبی‌بودن پیوند و محلول‌پذیری زیاد آن در آب، و ارتباط غلظت یون هیدرونیوم با pH را در کتاب شیمی ۳ دنبال کن.

یادآوری ایمنی: گاز HCl خورنده و برای دستگاه تنفسی زیان‌آور است. هیچ‌گاه این آزمایش‌ها را تنها و بدون تهویهٔ مناسب (هود)، دستکش و عینک ایمنی انجام نده و از معلم راهنمایی بگیر.