Cloruro di idrogeno anidro
Nella lunga e interessante asd carriera di chimico, prima o poi, capiterà di doversi preparare un reagente utile come il cloruro di idrogeno anidro. Ovviamente è anche disponibile in bombole ma non tutti hanno interesse in un tale acquisto e l'uso tramite questi recipienti comporta un apparato strumentale, esperienza e comporta rischi come per ogni altro gas compresso. Quindi a volte è meglio generarlo al momento ed usarlo in situ.

Diversi sono i metodi per la generazione di tale gas1:
* processi detti di deidroclorurazione,
* l'ovvia reazione tra cloro e idrogeno e composti idrogenati,
* l'idrolisi e l'idrogenolisi di alcuni cloruri,
* la protonazione dell'ione cloruro tramite acidi forti, e
* la liberazione da soluzioni acquose.

Comunque, la maggior parte delle procedure trovate nei manuali di chimica preparativa fa uso di H2SO4 concentrato2,3, per esempio:

NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl (g) (1)

HCl(H2O)x + H2SO4 → H2SO4(H2O)x + HCl (g) (2)

Queste procedure sono le più universalmente adottate perché funzionano in modo soddisfacente con composti chimici abbastanza a basso costo.
L'equazione 1 può essere spiegata in termini di un transfer di protone dal forte (in prima ionizzazione) non volatile acido solforico al debolmente basico ione cloruro. Essa lavora in condizioni ambiente perché l'HCl è un gas. La combinazione dell'acidità, proprietà redox, e la bassa volatilità, e il costo dell'acido solforico concentrato lo rendono l'acido di scelta. Il processo è condotto in un apparato standard, vetreria standard come quello riportato in figura.

[Immagine: HClapparatus.png]

L'acido solforico concentrato è versato attraverso l'imbuto gocciolatore (con equalizzatore di pressione), e il sale è posto nella beuta codata o nel pallone corredato di un raccordo con rubinetto. Anche se il generatore è ben assemblato, perdite di acido solforico attraverso il rubinetto possono essere eventualmente riscontrate.

Nell'equazione 2 l'H2SO4 concentrato fa da scavenger di acqua portando così ad un sistema incapace di dissolvere efficacemente l'HCl che così si allontana dalla soluzione. La ben nota capacità disidratante dell'H2SO4, assieme alle caratteristiche menzionate sopra, spingono ad usarlo per questo nostro scopo.
Comunque, poiché la disidratazione dell'acido cloridrico può essere ottenuta attraverso altri reagenti oltre all'H2SO4 e poiché maneggiare dell'H2SO4 98% comporta pericoli per le persone nel laboratorio, specialmente quando sono rischieste quantità sostanzione di tale reagente, si raccomanda l'uso del CaCl2 anidro per le seguenti ragioni:

- CaCl2 è considerevolmente più sicuro da maneggiare rispetto all'H2SO4 concentrato.
- È inoltre disponibile a basso costo, talvolta perché è un sottoprodotto del processo Solvay.
- Come si vede dalla figura, l'assemblaggio convenzionale per la generazione di gas è anche appropriato per la preparazione di HCl impuro.
- È capace di fissare abbastanza acqua (più del 30% del suo peso considerando che si idrata a CaCl2*2H2O, stabile fino a 150 °C) per trasporate una quantità significativa di HCl gas. Tipicamente, 100 g di HCl 35% vengono aggiunti a 100 g di CaCl2 granulare, a t.a. (l'effetto termico non è rilevante), e si ottengono 15 g di HCl gas. La resa è >40%, che può essere comparata alla resa dell'80%, ottenuta con il processo rappresentato nell'equazione 2; comunque, questo ultimo processo usa un rapporto in peso H2SO4/HCl (32%) = 3.
- Inoltre CaCl2 è più facile da smaltire rispetto all'H2SO4, e meno base è richiesta per neutralizzare lo scarto finale.


Un ulteriore svantaggio di questa procedura rispetto a quella basata sull'H2SO4 riguarda aspetti puramente educativi. Scaldando a ca. 200 °C, la risultante miscela cerosa (o la massa cristallina in cui si converte dopo alcune ore), il CaCl2 anidro può essere rigenerato per essere riusato una volta che si è ottenuta una soluzione di HCl. In questo caso, un po' di calcio ossicloruro che si è formato può essere ignorato. Anche se questo può essere senza valore da un punto di vista pratico, esso può essere di interesse educativo perché attrae l'attenzione verso argomenti di interesse corrente come l'ottimizzazione dei processi, il riciclo di composti chimici, e la riduzione degli scarti/scarichi. Per questo motivo, l'assemblaggio mostrato in figura 1b è molto più appropriato che nella figura 1a perché la miscela risultante è pronta per essere distillata.

Riferimenti:
1. Pascal, E. Ed. Nouveau Traité de Chimie Minérale; Masson: Paris, 1960; Vol. XVI, p. 194.
2. Maxson, R. N. Inorg. Synth. 1939, 1, 147.
3. Brauer G., Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, Ferdinand Enke, Ed., Stuttgart, 1954.
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Mario, Hegelrast
[Immagine: HClapparatus.png]

L'acido solforico concentrato è versato attraverso l'imbuto gocciolatore (con equalizzatore di pressione).......




Qualcosa non quadra. Nella figura è scritto HCl, non acido solforico.

saluti
Mario
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Ma se ho capito bene la figura si riferisce a quanto detto sotto, e cioè che usa CaCl2 al posto di H2SO4 per anidrificare HCl....onestamente, con tutto il rispetto per quelli che hanno inventato questo nuovo metodo, io mi fido di più di H2SO4, tra l'altro CaCl2 è anche lento ad assorbire l'acqua.
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(2012-10-27, 13:45)Mario Ha scritto: [Immagine: HClapparatus.png]

L'acido solforico concentrato è versato attraverso l'imbuto gocciolatore (con equalizzatore di pressione).......




Qualcosa non quadra. Nella figura è scritto HCl, non acido solforico.

saluti
Mario

Giusta osservazione. La questione è la seguente: gli autori dell'articolo hanno proposto l'uso di HCl acquoso da gocciolare su cloruro di calcio anidro, usando come base quello che normalmente si trova sui libri, ovvero l'uso di solforico concentrato da gocciolare nella soluzione di cloridrico per ottenere l'acido anidro.
Da qui hanno pensato di usare lo stesso apparato sperimentale ma con il cambiamento di cui parlavo sopra: gocciolare il cloridrico su calcio cloruro anidro per ottenere quello anidro.

Alla fine io l'ho usato e non ho avuto problemi, ho ottenuto quello che volevo: HCl 4M in diossano.

Saluti.
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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Attenzione: passa anche una piccola quantità d'acqua che si discioglie in diossano. Ovviamente può andare bene ugualmente, dipende dall'uso che se ne deve fare. Se si desidera ottenere HCl certamente anidro è meglio far gorgogliare l'acido gassoso così ottenuto in una bottiglia di lavaggio contenente acido solforico concentrato e freddo.
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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Giusto, dimenticavo di dirlo: nel mio caso dal pallone usciva un tubo che entrava prima in una bottiglia di lavaggio con ac. solforico freddo e da lì gorgogliava nel pallone contenente diossano dry, purificato come da letteratura.
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Dott.MorenoZolghetti




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