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Jul 15, 2023

Entdecken Sie die Molmasse von Salzsäure (HCl) + Schlüsselbeispiele dieser Verbindung

Geben Sie Ihre E-Mail-Adresse in das Feld unten ein, um täglich die atemberaubendsten Tiergeschichten und -videos direkt in Ihren Posteingang zu erhalten. Salzsäure ist eine der häufigsten Säuren. Chemiker nutzen es

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Salzsäure ist eine der häufigsten Säuren. Chemiker nutzen es im Labor häufig für eine Vielzahl von Reaktionen. Es ist eine starke Säure und hat je nach Konzentration im Allgemeinen einen pH-Wert zwischen etwa 1 und 2. Salzsäure hat vielfältige Einsatzmöglichkeiten in den unterschiedlichsten Branchen. Dieser Artikel hilft Ihnen dabei, die Molmasse von Salzsäure zu ermitteln und gibt Ihnen einen Überblick darüber, wie sie im Vergleich zu anderen ähnlichen Verbindungen abschneidet.

©Kittisak Kaewchalun/iStock über Getty Images

Salzsäure ist eine reine Substanz. Ein reiner Stoff hat überall die gleiche chemische Zusammensetzung, auch in den kleinsten Partikeln. Alle Elemente des Periodensystems sowie alle definierten chemischen Verbindungen gelten als Reinstoffe. Die kleinsten Teilchen in Elementen sind Atome, während Moleküle die kleinsten Teilchen einer Verbindung sind. Die Molmasse jedes reinen Stoffes beeinflusst die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Stoffes. Die Molmasse von Methan beträgt 36,46 Gramm pro Mol.

Was ist also die Molmasse einer Substanz? Die Molmasse ist definiert als die Masse eines Mols einer reinen Substanz, ausgedrückt in Gramm. Großartig, das ist einfach, aber was ist ein Maulwurf? Ein Maulwurf ist nur eine Maßeinheit. So wie ein Dutzend 12 einer beliebigen Sache entspricht, entspricht ein Mol 6,022 × 1023 einer beliebigen Sache. Man könnte ein Mol Donuts oder ein Mol Groschen haben, aber in Wirklichkeit messen wir Atome oder Moleküle normalerweise in Mol. Wir nennen diese Riesenzahl, etwa 6,022 × 1023, Avogadro-Zahl oder Avogadro-Konstante. Diese wichtige Konstante, benannt nach dem italienischen Wissenschaftler Amadeo Avogadro, ist immer dieselbe. Es ist wichtig, um die Chemie und die Funktionsweise der Welt zu verstehen.

Wir können die Molmasse eines Elements oder einer Verbindung bestimmen, indem wir zunächst seine Atommasse kennen. Suchen Sie im Periodensystem nach der Atommasse eines Elements. Dieser Wert, der normalerweise direkt unter oder neben dem chemischen Symbol aufgeführt ist, sollte auf dem Tabellenschlüssel vermerkt werden. Wissenschaftler bestimmen die Atommasse jedes Elements, indem sie alle bekannten Isotope des Elements berücksichtigen. Sie mitteln die Massen dieser Isotope, gewichtet mit ihrem in der Natur vorkommenden Anteil, um die Atommasse des Elements zu ermitteln.

Jedes Element im Periodensystem hat eine feste Anzahl von Protonen und die meisten haben eine variable Anzahl von Neutronen. Atome eines Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl werden als Isotope bezeichnet. Die Anzahl der Protonen im Atomkern entspricht der Ordnungszahl dieses Elements. Die Anzahl der Neutronen bestimmt, welches Isotop des Elements das jeweilige Atom darstellt.

Jedes einzelne Proton oder Neutron hat den Wert einer atomaren Masseneinheit. Die Masse beliebig vieler Elektronen in den Orbitalen des Atoms ist so gering, dass sie vernachlässigt werden kann. Daher ist die Atommasse eines Isotops gleich der Anzahl seiner Protonen plus der Anzahl der Neutronen.

Wir müssen Isotope verstehen, um mehr über die Molmasse zu erfahren. Untersuchen wir das Element Kohlenstoff, um mehr über die Funktionsweise von Isotopen zu erfahren. Kohlenstoff hat nur drei verschiedene Isotope: Kohlenstoff-12, Kohlenstoff-13 und Kohlenstoff-14. Das leichteste Isotop, Kohlenstoff-12, hat sechs Protonen und sechs Neutronen. Daher beträgt seine Atommasse 12. Kohlenstoff-13 hat dagegen sechs Protonen und sieben Neutronen, was zu einer Atommasse von 13 führt. Und das schwerste Isotop, Kohlenstoff-14, hat sechs Protonen und acht Neutronen. Das ergibt eine Atommasse von 14. Der Durchschnitt dieser drei Zahlen beträgt 13, aber das entspricht nicht der berechneten Atommasse von Kohlenstoff, die 12,011 Atommasseneinheiten beträgt. Da die Kohlenstoff-12-Isotope in der Natur weitaus zahlreicher sind als die Kohlenstoff-13- und Kohlenstoff-14-Isotope, muss der Durchschnitt gewichtet werden. Angesichts der viel höheren Darstellung von Kohlenstoff-12 tendiert die Atommasse daher stark in Richtung 12.

Wie Sie gelernt haben, entspricht die Molmasse eines Elements einfach seiner Atommasse, ausgedrückt in Gramm pro Mol. Die Masse eines Mols Atome eines Elements entspricht der Atommasse dieses Elements, jedoch in Gramm.

Dasselbe Konzept gilt für Verbindungen, mit der Ausnahme, dass jedes Molekül einer Verbindung zwei oder mehr Atome desselben oder verschiedener Elemente enthält. Um die Atommasse einer Verbindung zu ermitteln, müssen wir die Atommassen aller Atome im Molekül addieren. Die Summe entspricht der Atommasse der Verbindung.

Salzsäure, HCl, hat in jedem Molekül nur zwei Atome. Es hat ein Chloratom, das an ein Wasserstoffatom gebunden ist. Daher enthält ein Mol Salzsäuremoleküle ein Mol Chloratome und ein Mol Wasserstoffatome. Um die Masse eines Mols Chlor zu ermitteln, rechnen Sie einfach die Atommasse von Chlor in Gramm um. Ein Mol Chlor hat eine Masse von 35,45 Gramm. Und ein Mol Wasserstoff hat eine Masse von 1,008 Gramm. Addiert man die Masse der beiden Atome dieser Verbindung, ergibt sich eine Gesamtmolmasse von 36,46 Gramm Salzsäure.

Salzsäure ist eine molekulare Verbindung, die nur aus zwei Atomen besteht: Wasserstoff und Chlor. Wenn sich Wasserstoff und Chlor zu einem Gas verbinden, wird die Verbindung Chlorwasserstoff genannt. Wenn sich dieses Gas jedoch in Wasser löst, nennen wir die resultierende Lösung Salzsäure.

Chlor gehört zur Gruppe 17 im Periodensystem. Gruppe 17 enthält die Halogene: Fluor, Chlor, Brom, Jod usw. Die Mitglieder dieser Gruppe befinden sich nur einen Platz entfernt von Gruppe 18, den Edelgasen. Sie benötigen nur ein Elektron, um ihre gewünschte, stabile Elektronenkonfiguration zu erreichen. Sie bilden Halogenidionen mit einer Ladung von -1, darunter das Chloridion Cl–.

Wasserstoff kommt in der Natur als zweiatomiges Gas vor, wobei jedes Wasserstoffatom kovalent an ein anderes gebunden ist. Wenn es alleine reist, bildet es ein einzelnes Wasserstoffion mit einer Ladung von +1. Dieses Wasserstoffatom bindet leicht an jedes Ion mit einer Ladung von -1, wie beispielsweise das Chloridion, und bildet ein Molekül mit einer neutralen Ladung.

Salzsäure gilt als starke Säure, da die kovalent gebundenen Wasserstoff- und Chloratome im Wasser fast vollständig dissoziieren bzw. in Ionen zerfallen. Das macht Salzsäure in einer Vielzahl chemischer Prozesse sehr nützlich.

Die Atome in Salzsäure ordnen sich wie jedes andere zweiatomige Molekül in einer linearen Struktur mit einem Bindungswinkel von 180 Grad an. Sie bilden eine Bindung, die als polare kovalente Bindung bekannt ist. Kovalent bedeutet, dass sie sich ein Elektron teilen, sodass beide Atome zumindest zeitweise eine stabile Konfiguration mit gefüllten äußeren Orbitalen haben. Eine polare kovalente Bindung bedeutet, dass das Elektron ungleich verteilt ist. Eines der Atome im Paar erhält das zusätzliche Elektron öfter und erhält so eine teilweise negative Ladung, während das andere Atom eine teilweise positive Ladung trägt. In diesem Fall übt Chlor eine größere Anziehungskraft auf das Elektron aus, reicht jedoch nicht aus, um das Elektron vollständig abzuziehen. Dieses lineare Molekül ist also letztendlich polarisiert; auf der Chlorseite ist es negativer und auf der Wasserstoffseite positiver.

©AlexanderZam/iStock über Getty Images

Salzsäure hat eine wichtige Verwendung als Wasserstoffspender. Wenn es in Wasser zerfällt oder dissoziiert, liefert es Wasserstoffionen, die von anderen Chemikalien aufgenommen werden können, um neue Verbindungen oder mehratomige Ionen zu bilden.

(Salzsäure) HCl → (Chlorion) Cl– + (Wasserstoffion) H+

Ein Beispiel dafür, wie dieses gespendete Wasserstoffion genutzt werden kann, ist die Umwandlung von Ammoniak in das Ammoniumion. Aus Ammoniumionen können dann wichtige Produkte wie stickstoffhaltige Düngemittel hergestellt werden.

(Ammoniak) NH3 + (Wasserstoffion) H+ → (Ammoniumion) NH4+

Starke Säuren wie Salzsäure liefern mehr Wasserstoffionen als schwache Säuren, da sie in Lösung fast vollständig in Ionen dissoziieren.

Salzsäure wird in der Natur produziert, jedoch nicht in leicht zugänglichen Quellen oder in den großen Mengen, die heute für ihre vielfältigen Verwendungszwecke benötigt werden. Sie sind mit einer der wichtigsten natürlichen Quellen für Salzsäure bestens vertraut. Menschen und andere Wirbeltiere haben Zellen in ihrem Magen, die Wasserstoff- und Chloridionen produzieren. Diese verbinden sich zu Salzsäure, die dem Körper hilft, Nahrung abzubauen, lebenswichtige Mineralien aufzunehmen und schädliche Mikroorganismen zu zerstören.

Einige Vulkane produzieren auch Salzsäure, indem sie Chlorwasserstoffgas in die Luft spucken, das sich in der Atmosphäre in Wasser auflöst. Diese Salzsäure ist ein Bestandteil des sauren Regens, zu dem typischerweise auch Schwefelsäure, H2SO4, gehört.

Salzsäure kann auf verschiedene Arten hergestellt werden, unter anderem durch die Kombination von Wasserstoff und Chlor oder durch die Zugabe von Schwefelsäure zu Natriumchlorid. Der Großteil der heute in der Industrie verwendeten Salzsäure stammt aus der großtechnischen Produktion anderer Chemikalien. Lange Zeit setzten Chemiehersteller den Chlorwasserstoff, der bei der Produktion anderer Chemikalien in großem Maßstab als Gas entstand, einfach frei. Dieses Gas gelangte als Abfallprodukt in die Atmosphäre und verursachte sauren Regen, der schädlich für die Umwelt war. Heute muss aufgrund von Umweltschutzgesetzen ein Großteil des als Nebenprodukt anderer Prozesse entstehenden Chlorwasserstoffs aufgefangen werden. Dieses Gas wird über Wasser gesammelt, um Salzsäure zu bilden, die dann verkauft und für viele Zwecke verwendet werden kann.

Salzsäure hat viele verschiedene Verwendungszwecke, von der Lebensmittel- und Arzneimittelindustrie bis hin zu Öl- und Bergbaubetrieben und allen möglichen Dingen dazwischen. Hier sind nur einige der häufigsten Verwendungszwecke.

Die Lebensmittelindustrie nutzt Salzsäure auf vielfältige Weise zur Herstellung verschiedenster Lebensmittel. Eine der Hauptanwendungen von Salzsäure ist die Verarbeitung von Mais zu Produkten wie Maissirup mit hohem Fruchtzuckergehalt und Maisstärke. Es erleichtert auch die Herstellung von Gelatine aus Knochen und die Herstellung von Sojasauce. Künstliche Süßstoffe und eine Reihe von Lebensmittelzusatzstoffen basieren auf Salzsäure. Und verschiedene säurehaltige Produkte wie Soßen, Tomatensaft und andere Gemüsesäfte sowie verschiedene Konserven nutzen Salzsäure, um einen niedrigeren pH-Wert aufrechtzuerhalten.

Die Pharmaindustrie verwendet Salzsäure zur pH-Wert-Einstellung bei der Herstellung von Arzneimitteln. Die Säure fungiert auch als Katalysator und als Reduktionsmittel.

Vor dem Bohren nach Öl wird Salzsäure in den Boden gepumpt, um das Gestein teilweise aufzulösen und den Ölfluss zu verbessern. Bohrer verwenden Salzsäure auch, um Karbonatablagerungen im Inneren von Ölquellen zu reinigen und Rost und Ablagerungen auf dem Metall zu entfernen.

Bergbaubetriebe verwenden Salzsäure zur Behandlung von Roherzen, zur Extraktion und Trennung gewünschter Mineralien aus Gemischen und zur Aufbereitung des im Bergbau verwendeten Wassers. Es erweist sich als sehr nützlich zur Stabilisierung des pH-Wertes bei der Verarbeitung basischer Lösungen, beispielsweise solchen, die Kali enthalten.

Die Stahl- und Aluminiumindustrie verwendet Salzsäure zur Verarbeitung von Metallen. Diese Säure hilft, Rost und Zunder von der Stahloberfläche zu entfernen, sodass sie zur Herstellung von Spezialprodukten wie Draht, Zinn und Bandstahl verwendet werden kann. Sie verwenden Salzsäure auch zum Ätzen von Aluminium und zur Vorbereitung für die Verzinkung und andere Verwendungszwecke.

Hersteller in der Textilindustrie nutzen Salzsäure auf vielfältige Weise. Diese Säure ist für die Herstellung hochwertiger Farbstoffe und Pigmente unerlässlich. Es hilft beim Gerben und Färben von Leder. Und Arbeiter verwenden es zum Färben und Bleichen verschiedener Stoffarten und zur Behandlung einiger Wollarten.

Wir verwenden das Salz Calciumchlorid für verschiedene Zwecke, aber der wichtigste ist wahrscheinlich die Behandlung von Straßen, um Eis und Staub zu verhindern. Durch die Reaktion der natürlich vorkommenden Verbindung Calciumcarbonat mit Salzsäure entsteht in einem relativ einfachen Prozess Calciumchlorid.

Salzsäure ist stark ätzend. Der genaue pH-Wert der Säure hängt von ihrer Konzentration in der Lösung ab. Je konzentrierter die Lösung ist, desto niedriger ist der pH-Wert und desto saurer und ätzender ist die Lösung. Mit Salzsäure sollte stets vorsichtig umgegangen werden. Benutzer sollten die üblichen Laborsicherheitsmaßnahmen befolgen und eine Schutzbrille tragen, um den Kontakt der Dämpfe mit den Augen zu vermeiden, sowie Gummihandschuhe, um den Kontakt mit der Haut zu vermeiden. Hochkonzentrierte Salzsäure sollte unter einem Abzug gehandhabt werden, um die Augen besser zu schützen. Wenn diese Säure verschluckt wird, kein Erbrechen herbeiführen, sondern sofort einen Arzt aufsuchen.

©Kittisak Kaewchalun/iStock über Getty Images

Salzsäure ist mit nur zwei Atomen eine der einfachsten und am häufigsten vorkommenden Säuren. Diese starke Säure hat viele Gemeinsamkeiten mit anderen Säuren, die aus Wasserstoff und einem Halogenid der Gruppe 17 hergestellt werden, wie beispielsweise Flusssäure und Bromwasserstoffsäure. In der folgenden Tabelle sind einige der gebräuchlichsten Säuren, ihre Molmasse und einige ihrer interessanten Verwendungsmöglichkeiten aufgeführt.

Wie Sie erfahren haben, ist Salzsäure eine der häufigsten Säuren und besteht aus nur zwei Atomen. Hersteller produzieren diese wichtige Verbindung problemlos als Nebenprodukt anderer Prozesse. Es hat viele wichtige Einsatzmöglichkeiten in einer Vielzahl von Branchen, muss aber aufgrund seiner stark korrosiven Natur mit größter Sorgfalt gehandhabt werden.

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