氯化氫（英文名：氫 Chloride）又稱無水鹽酸，是一種由氫原子和氯原子構成的無機化合物。化學式為HCl，摩爾質量為36.46g/摩爾，密度為1.6392g/cm3（0℃條件下）。其常溫下為無色有刺激性、窒息性氣味的氣體，遇潮濕的空氣產生白霧，氯化氫易溶于水和酒精，也可溶于乙醚，其水溶液被稱為鹽酸，又稱氫氯酸。氯化氫在干燥狀態(tài)下幾乎不與金屬作用，但溶于水形成酸性和腐蝕性很強的鹽酸后會和金屬發(fā)生反應；氯化氫與堿發(fā)生中和反應生成鹽類，與乙炔等不飽和烴反應生成加成物。在實驗室中主要通過固體氯化鈉和硫酸反應制取氯化氫；在工業(yè)中通過氫氣在氯氣中燃燒進行合成或通過烷烴氯化進行氯化氫制備。
15世紀之前，鹽酸就已經被制取使用。在1810年，氯化氫被英國化學家戴維（Davy）證明是氯元素和氫組成的化合物。氯化氫主要用于制取鹽酸，可以用于制取染料、香料、藥物及腐蝕抑制劑等，在食品、輕紡、醫(yī)療等領域具有廣泛應用。此外，高純氯化氫氣體在電子工業(yè)中應用廣泛，電子級氯化氫（純度≥99.999%）主要用于微電子工業(yè)中的氣相拋光、外延和蝕刻等工藝，也可用于金屬冶煉、光導通訊及科學研究等領域。
氯化氫是有毒、有腐蝕性的不可燃氣體，對上呼吸道有強刺激，對眼、皮膚、黏膜有腐蝕；氯化氫可對水和土地造成污染，排放到大氣中的氯化氫會與空氣中的水蒸氣結合并生成鹽酸，形成酸雨，對植物、建筑物等危害很大，還會污染地下水和土壤。
簡史
在15世紀之前，古老的煉金術士曾將食鹽與Fe2(SO4)3·9H2O蒸餾發(fā)生的氣體溶解于水中得到了鹽酸。1772年，英國化學家普利斯特里（Joseph Priestley）最先捕集到氯化氫氣體制得純鹽酸，并試驗其性質。1791年，法國化學家尼古拉斯·勒布朗（Nicolas Leblanc）探索出了生產碳酸鈉的工藝。該方法的第一步需要將氯化鈉與硫酸加熱制備硫酸鈉，此過程產生的副產物氯化氫氣體會被直接排放到空氣中。1810年，英國化學家戴維（Davy）證明氯化氫為氫原子和氯原子構成的化合物。
氯化氫氣體對人體有危害，主要是對鼻腔、咽喉等呼吸道粘膜的刺激作用，當濃度達1000—2000ppm時有生命危險，可急性致死。1836年，英國的化學品制造商威廉·戈薩奇（Wiliam Gossage）采用焦炭為填料的洗滌塔回收氯化氫氣體，以減少其對工廠周圍環(huán)境的影響。英國在1863年頒布了世界上第一個有關環(huán)境保護的堿工業(yè)法規(guī)，限令各工廠必須回收95%的氯化氫氣體，并規(guī)定排出氣體中氯化含量標準。那些過量的不能用于制備鹽酸的氯化氫氣體被氧化生成氯氣，作為生產漂白粉的原料。
第一次世界大戰(zhàn)后，各國紛紛調整其工業(yè)結構，1923年英國最后一家勒布朗法鹽酸工廠關閉，鹽酸的生產逐漸由直接合成法取代，但因部分造紙、玻璃工業(yè)需要硫酸鈉為原料，所以布朗法生產硫酸鈉和氯化氫的工藝尚有少數工廠在使用，這部分氯化氫在整個氯化氫的產量中已很少。1931年，杜邦實現(xiàn)由碳化鈣乙炔制氯丁二烯工業(yè)生產，乙炔在氯化亞銅的酸性水溶液中生成乙烯基乙炔，后再與氯化氫在氯化亞銅的鹽酸溶液中進行加成反應生成氯丁二烯。
第二次世界大戰(zhàn)后（20世紀中葉至今），隨著化學工業(yè)的迅速發(fā)展（尤其是石油化工和塑料等聚合物工業(yè)），氯化氫和鹽酸生產的工藝構成亦起了變化，氯化氫的生產技術得到了進一步改進。氯化氫產量的比重增大，在20世紀70年代后期，由于某些國家對氟氯烴等產品生產的限制，致使副產氯化氫產量比例有所下降，而合成氯化氫產量上升。
理化性質
物理性質
氯化氫在常溫下為無色、有刺激性氣味的氣體，對上呼吸道有強刺激，對眼、皮膚、黏膜有腐蝕，遇潮濕的空氣產生白霧。氯化氫的密度比空氣大，易溶于水，在標準狀況下（0 °C，101.325 kPa），1體積水大約能溶解500體積氯化氫。還易溶于乙醇和醚，也能溶于其它多種有機化合物。氯化氫的熔點為-114.2 °C，沸點為-85 °C。
氯化氫氣體的紅外光譜的波數范圍大致在2450cm-1—3100cm-1。HCl氣體有兩個振動譜帶，且每個振動譜帶都有兩個分支。在紅外光譜圖中，HCI的特征吸收峰表現(xiàn)為一個強的寬峰。
化學性質
與金屬反應
鹽酸與大多數的金屬反應生成該金屬的氯化物。干燥氯化氫的化學性質很不活潑，幾乎不與金屬作用，因此通常在無水的情況下不反應，形成鹽酸才反應。堿金屬和堿土金屬在氯化氫中會發(fā)生燃燒反應，例如鈉燃燒時會發(fā)出亮黃色的火焰。鹽酸與金屬的反應有如：鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣；鋅與鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣。
與堿反應
氯化氫可以被堿性溶液吸收，而中和成鹽類，如：濃氨水與氯化氫反應生成白色的氯化銨微粒（可用于檢驗氯化氫的存在）；氯化氫和氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水，利用這個性質，在工業(yè)生產中常采用石灰乳處理氯化氫的酸性下水，可以除去其酸性，防止下水道被腐蝕。
與不飽和烴反應
氯化氫可以與乙炔等不飽和烴反應生成加成物，如：氯化氫和乙炔反應生成氯乙烯。
其他
氯化氫是有毒、有腐蝕性的不可燃氣體，空氣中常以鹽酸煙霧的形式存在。由于HCl的H和Cl間的一對共有電子偏向Cl原子，所以Cl略帶負電性，H略帶正電性，氯化氫有強烈的偶極，與其它偶極產生氫鍵。氯化氫偶極矩為正負電荷重心的距離與電荷量的乘積，約為1.03D。
應用
氯化氫溶于水即成鹽酸。鹽酸是六大無機化合物強酸之一，用途很廣，普遍用于制造各種化學藥品、藥物、味精及染色工業(yè)，還可用于有機化學產品生產，在經濟中占有很重要的地位。
食品工業(yè)
氯化氫可用于生產食品以及食品添加劑。如用于生產蛋白纖維、豆腐、獼猴桃醬等食品，在制作醬油和味精時，鹽酸具有催化作用，能促使其中復雜的蛋白質進行水解；此外，還可用于制造淀粉以及水解酒精與葡萄糖。
輕紡工業(yè)
氯化氫可用于紡織品的印染以及皮革染色、革、提取骨膠等。如用于酸洗漂白后的棉布、中和棉布絲光處理后殘留的堿。在印染過程中，可以使用鹽酸將一些不溶于水的染料處理成可溶的鹽酸鹽。
冶金工業(yè)
氯化氫在鋼鐵、電鍍工業(yè)中作為金屬的腐蝕劑和表面清潔劑。如使用濃度為18%的鹽酸去除鋼材表面的銹或鐵氧化物用于的材料預處理，方便接下來軋制鋼材或給鋼材鍍鋅等操作；此外在金屬焊接之前，在焊口涂上一點鹽酸，也是利用鹽酸能溶解金屬氧化物，使得金屬表面鍍或焊得更牢。
化學工業(yè)
氯化氫在無機化合物和有機化學中有很廣泛的應用。如可用于制造各種金屬氯化物、合成藥物、染料、皂化油脂等；氯化氫氣體還可作為聚氯乙稀、氯丁橡膠、離子交換樹脂等的生產原料，在180~200℃的溫度并有汞鹽（如HgCl）作化劑的條件下，氯化氫與乙炔聚合而成聚氯乙烯。
醫(yī)藥方面
在醫(yī)藥生產方面，鹽酸它與某些金屬、金屬氧化物、金屬氫氧化物以及大多數金屬鹽類都能發(fā)生反應，鹽酸可被應用于藥物成鹽。在醫(yī)藥上許多藥物，如奴弗卡因、鹽酸硫胺等，需要用鹽酸制成。此外，鹽酸還可用治療幽門梗阻、肝硬化和腎功能衰竭等并發(fā)的代謝性低氯性堿中毒病癥。
水處理
鹽酸是一種無機強酸，酸洗時鹽酸與水垢可生成金屬氯化物。可用于碳酸鈣一類的水垢清洗。此外，鹽酸還可以用來調節(jié)溶液的pH，如在工業(yè)中對純度的要求極高時（如用于食品、制藥及飲用水等），常用高純的鹽酸來調節(jié)水流pH；以及中和廢水或處理游泳池中的水。
制備方式
實驗室制取
實驗室一般是用固體氯化鈉和硫酸起反應，不加熱或稍微加熱，生成硫酸氫鈉和氯化氫。其原理是：鹽酸屬于易揮發(fā)性酸，難揮發(fā)性酸濃H2SO4與其鹽反應，制取易揮發(fā)性酸。然后在500℃到600℃的條件下，繼續(xù)起反應而生成氯化氫和硫酸鈉。
工業(yè)制取
工業(yè)上氯化氫的合成是在特制的合成爐中進行的，反應原理是電解食鹽水后點燃產生的氫氣和氯氣：
為了確保產品中不含有游離氯，氫氣要較氯氣過量15%~20%。實際生產的爐中火焰溫度在200℃左右。由于反應是一個放熱反應，為了不使反應溫度過高，工業(yè)生產通過控制氯氣和氫氣的流量，和在壁爐外夾套間通冷卻水的辦法控制氯化氫出爐溫度小于 350℃。在生產中為確保安全生產，要求氫氣純度不小于98%和含氧不大于0.4%；氯氣純度不小于65%和含氫不大于3%。
還可以通過烷烴的氯化進行氯化氫的制備，具體方法如下：烴的氯化反應是一種自由基反應。反應過程中，反應物的共價鍵發(fā)生均裂，生成自由基。一般地說自由基很不穩(wěn)定，極易與其它化合物的分子發(fā)生反應，使自己變成穩(wěn)定的分子，又使其它化合物的分子變?yōu)樽杂苫瑥亩鹨贿B串反應（鏈反應）。例如，氯分子在光照下，均裂為氯自由基。
反應由此開始，所以這個步驟叫做鏈的引發(fā)。氯自由基很活潑，它奪取甲烷中的氫結合為氯化氫，產生甲基自由基。
物質結構
氯化氫的化學式為HCl，分子結構式為H-Cl，H-Cl鍵為極性共價鍵，HCl是極性分子。氯化氫氣體在-84℃液化，在-112℃凝結成固體，這種變化是物理變化，因為固體氯化氫是分子性晶體，是以分子間力而結合的。固體氯化氫的晶系以兩種變體存在，分別為斜方體（在溫度低于-174.75℃時穩(wěn)定）和立方體。
安全事宜
健康危害
氣態(tài)無水氯化氫由于其水溶性高，能溶解人體任何部位的水分，因此，對眼皮膚、黏膜以及呼吸系統(tǒng)有刺激作用。在接觸過程中，主要影響的是呼吸系統(tǒng)，其次是眼睛除接觸少量無水氯化氫之外，都有可能造成嚴重的皮膚和眼睛灼傷。液態(tài)無水氯化氫是一種冷凍的壓縮氣體，眼睛和皮膚接觸會產生嚴重灼傷，與凍傷類似。
氯化氫還會造成急性中毒，伴隨著頭痛、頭暈、惡心、眼痛、咳嗽、痰中帶血、聲音嘶啞、呼吸困難、胸悶、胸痛等癥狀，重者還會發(fā)生肺炎、肺水腫、肺不張。眼角膜可見潰瘍或混濁。皮膚直接接觸可出現(xiàn)大量粟粒樣紅色小丘疹而呈潮熱痛熱。此外，長期與較高濃度的氯化氫接觸，可引起慢性支氣管炎、胃腸功能障礙及牙齒酸蝕癥。
應急處置
處理方法
如發(fā)生泄露，應急處理人員佩戴氣密式化學防護服包括自給式呼吸器從上風處進入現(xiàn)場。人員迅速從泄漏污染區(qū)撤離至上風處，并提醒周邊公眾進行緊急疏散。立即對泄漏區(qū)進行隔離直至氣體散盡。在確保安全的情況下，采用關閥、堵等措施，盡可能切斷泄漏合理通風，加速擴散。防止氣體通過通風系統(tǒng)擴散或進入限制性空間。噴氨水或其他稀堿液中和、稀釋，構筑圍堤或挖坑收容產生的廢水。破損容器要由專業(yè)人員處理，修復、檢驗后再用。
急救措施
皮膚接觸要立即脫去被污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少15min，就醫(yī)。眼睛接觸應提起眼瞼，用大量流動清水、生理鹽水沖洗或在臉盆中將頭部埋入水中作晃動清洗至少15min或更長，不允許自行試圖用化學品中和，立即就醫(yī)。如吸入氯化氫應迅速撤離現(xiàn)場至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢。保持安靜，休息，半直立體位，并及時給予醫(yī)療護理。如呼吸困難，應給予輸氧，必要時進行人工呼吸。如呼吸、心跳停止，應立即進行心肺復蘇術并及時就醫(yī)。密切接觸者即使無癥狀，亦應觀察24~48小時
環(huán)境危害
氯化氫對水和土地也可造成污染。由于氯化氫極易溶于水，因此排放到大氣中的氯化氫會與空氣中的水蒸氣結合并生成鹽酸，鹽酸具有強腐蝕性，與雨水一同落入地面就形成腐蝕性比較強的酸雨，對植物、建筑物等危害很大，深入地下還可能污染地下水和土壤。
環(huán)保治理
氯化氫廢氣的治理主要采用吸收法，主要由中和吸收和水吸收等，其中中和吸收法是用堿液或石灰乳進行中和吸收，是一種應用較多的方法；水吸收法則是利用氯化氫是易溶于水的氣體原理進行水吸收。此外，也可以采用活性炭吸附法處理氯化氫廢氣，而吸收裝置一般采用吸收塔，文丘里吸收管等，在氣體濃度較高時，采用膜式吸收塔、湍球吸收塔等；氯化氫廢氣吸收裝置多用橡膠、聚氯乙稀或玻璃鋼等作襯里，可以防腐蝕。
職業(yè)接觸限值
參考資料 >
Hydrochloric Acid | HCl | CID 313 - PubChem.National Library of Medicine.2024-03-17
HYDROGENCHLORIDE,REFRIGERATEDLIQUID.CAMEO Chemicals.2024-03-17