Mostra la font per a Clorur d'hidrogen

{{Infotaula compost químic}}
El '''clorur d'hidrogen''' és un [[compost covalent]] format per [[Molècula diatòmica|molècules diatòmiques]] amb un àtom d'[[hidrogen]] i un de [[clor]], de fórmula <chem>HCl</chem>, que a temperatura ambient es troba en estat gasós. La seva dissolució aquosa, anomenada [[àcid clorhídric]], és molt emprada en els laboratoris i en la indústria.

== Història ==
La dissolució aquosa de clorur d'hidrogen en aigua, l'àcid clorhídric, es coneixia des de temps antics. L'[[Alquímia|alquimista]] àrab [[Jàbir ibn Hayyan]] (721?-815), conegut per ''Geber'' a Europa, n'obtingué mesclant sal marina ([[clorur de sodi]]) amb oli de vidriol ([[àcid sulfúric]]). Els alquimistes europeus l'empraven i el coneixien per ''esperit de sal.''<ref name=:1>{{Ref-llibre|cognom=Fernandes|nom=Raymond|títol=Chemistry 10|url=https://books.google.cat/books?id=0zEQj62dd8QC&pg=PA116&dq=hydrogen+chloride+priestley+preparation&hl=ca&sa=X&ved=0ahUKEwjsgNf41cHXAhWBWhoKHcArBfAQ6AEIJTAA#v=onepage&q=hydrogen%20chloride%20priestley%20preparation&f=false|llengua=en|editorial=Ratna Sagar|isbn=9788183323796}}</ref><ref>{{Ref-llibre|cognom=Datta|nom=N. C.|títol=The Story of Chemistry|url=https://books.google.cat/books?id=IIZkAvdFJhMC&pg=PA40&dq=hydrochloric+acid+geber&hl=ca&sa=X&ved=0ahUKEwjHxq-Q2cHXAhUL6xoKHQu0DZQQ6AEIUjAG#v=onepage&q=hydrochloric%20acid%20geber&f=false|llengua=en|data=2005|editorial=Universities Press|isbn=9788173715303}}</ref>

Però l'aïllament del clorur d'hidrogen pur en forma de gas no es produí fins al 1774 per part del científic anglès [[Joseph Priestley]] per escalfament d'àcid clorhídric, anomenat ''àcid muriàtic'' o ''àcid marí''. Posteriorment el mateix Priestley descobrí que també es podia sintetitzar per reacció del clorur de sodi amb àcid sulfúric.<ref>{{Ref-llibre|cognom=Shakhashiri|nom=Bassam Z.|títol=Chemical Demonstrations: A Handbook for Teachers of Chemistry|url=https://books.google.cat/books?id=kcp2YZ35-AAC&pg=PA201&dq=Hydrogen+chloride+Priestley&hl=ca&sa=X&ved=0ahUKEwj17-mG1MHXAhWBuhoKHf6-DS8Q6AEIJTAA#v=onepage&q=Hydrogen%20chloride%20Priestley&f=false|llengua=en|data=1983|editorial=Univ of Wisconsin Press|isbn=9780299101305}}</ref> El 1809 l'anglès [[John Dalton]] descobrí que una mescla de clor i hidrogen reaccionaven explosivament en exposar-se a la llum solar.<ref name=:4/> La seva composició fou estudiada el 1809 pels francesos [[Joseph-Louis Gay-Lussac]] i [[Louis Jacques Thénard]] i varen concloure que estava combinat amb aigua.<ref>{{Ref-publicació|cognom=Gay-Lussac|nom=L.J.|cognom2=Thénard|nom2=L.J.|article=De la nature et des propriétes de l'acide muriatique et de l'acide muriatique oxigéné|publicació=Mémoires de physique et de chimie, de la Société d'Arcueil|url=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k1050356z/f347.image|data=1809|pàgines=339-358}}</ref> El químic anglès [[Humphry Davy]] demostrà el 1810<ref>{{Ref-publicació|cognom=Davy|nom=H.|article=Researches on the Oxymuriatic Acid, Its Nature and Combinations; And on the Elements of the Muriatic Acid. With Some Experiments on Sulphur and Phosphorus, Made in the Laboratory of the Royal Institution|publicació=Phil. Trans.|url=http://www.jstor.org/stable/107223|volum=100|data=1810|pàgines=231-257}}</ref> que en la seva composició no hi havia oxigen, malgrat ser un àcid, la qual cosa acabà amb la teoria dels àcids de [[Antoine Lavoisier]].<ref name=:1/>

== Estructura ==
[[Fitxer:Momen Ikatan HCl.jpg|esquerra|miniatura|Moment dipolar a la molècula d'<chem>HCl</chem>]]
La longitud de l'[[Enllaç sigma|enllaç covalent σ]] <chem>H-Cl</chem> és d'1,274 [[Àngstrom|Å]], major que la de l'enllaç <chem>H-F</chem> (0,92 [[Àngstrom|Å]]) i menor que la de l'enllaç <chem>H-Br</chem> (1,41 [[Àngstrom|Å]]). Té una [[Energia de dissociació|entalpia de dissociació]] de 428,13 kJ/mol,<ref name=:0>{{Ref-llibre|cognom=Wiberg|nom=Egon|cognom2=Wiberg|nom2=Nils|títol=Inorganic Chemistry|url=https://books.google.cat/books?id=Mtth5g59dEIC&pg=PA429&dq=hydrogen+chloride+properties&hl=ca&sa=X&ved=0ahUKEwiUr7eqtMDXAhULNxQKHdEoBuMQ6AEIPTAD#v=onepage&q=hydrogen%20chloride%20properties&f=false|llengua=en|data=2001|editorial=Academic Press|isbn=9780123526519}}</ref> inferior a la de l'enllaç <chem>H-F</chem> (567 kJ/mol) i superior a la de l'enllaç <chem>H-Br</chem> (366 kJ/mol). La diferència d'[[Electronegativitat|electronegativitats]] és prou significativa, el clor és més electronegatiu que l'hidrogen (3,2 en front a 2,2) i atreu cap a ell la parella d'electrons que formen l'enllaç σ, de manera que la molècula té naturalesa [[Polaritat química|polar]], amb una major [[densitat de càrrega]] elèctrica negativa en el <chem>Cl</chem>. El [[Moment dipolar químic|moment dipolar]] té un valor d'1,08 [[Debye|D]],<ref>{{Ref-llibre|cognom=Ebbing|nom=Darrell|cognom2=Gammon|nom2=Steven D.|títol=General Chemistry|url=https://books.google.cat/books?id=BnccCgAAQBAJ&pg=SL1-PA62&dq=hydrogen+chloride+dipole+bond&hl=ca&sa=X&ved=0ahUKEwiH7bH_3cDXAhVCaRQKHYJZAGkQ6AEITDAF#v=onepage&q=hydrogen%20chloride%20dipole%20bond&f=false|llengua=en|data=2016-01-01|editorial=Cengage Learning|isbn=9781305887299}}</ref> inferior al de l'enllaç <chem>H-F</chem> (1,82 D) i superior al de l'enllaç <chem>H-Br</chem> (0,82 D).

== Propietats ==
[[Fitxer:Dipole-dipole-interaction-in-HCl-2D.png|esquerra|miniatura|Interacció dipol-dipol entre dues molècules d'<chem>HCl</chem>]]
A temperatura ambient el clorur d'hidrogen és un gas incolor, amb una olor picant detectable a partir d'unes 0,8 ppm (mg/l),<ref name=:5>{{Ref-web|url=http://www.ivhhn.org/index.php?option=com_content&view=article&id=85|títol=Hydrogen Chloride (HCl)|consulta=2017-11-17|cognom=The International Volcanic Health Hazard Network|llengua=anglès}}</ref> que pot ser fàcilment condensat mitjançant un augment de pressió. En estat líquid també és incolor. A pressió atmosfèrica el gas condensa a –85,05 °C i el líquid congela a –114,22 °C. En estat sòlid s'estableixen interaccions elèctriques entre els àtoms de <chem>H</chem> i de <chem>Cl</chem> de molècules veïnes degut a la diferent densitat de càrrega elèctrica que presenten ([[interacció dipol-dipol]]), donant lloc a una disposició en ziga-zaga de les molècules.<ref name=:0/>
[[Fitxer:Phase diagram HCl H2O s l.PNG|esquerra|miniatura|Diagrama de fases de la dissolució d'<chem>HCl</chem> en aigua]]
A la naturalesa es troba lliure en alguns gasos volcànics, com ara els dels volcans [[Kilauea]] ([[Hawaii]]), [[Popocatépetl]] ([[Mèxic]]), Villarrica ([[Xile]]) o Masaya, ([[Nicaragua]]). També se'l troba dissolt en l'aigua dels rius propers a aquests volcans. Les concentracions típiques dels fums volcànics oscil·len entre 0,1 i 3 ppm. Ràpidament el clorur d'hidrogen gas es dilueix en el vapor d'aigua i la seva vida no supera els 4 dies.<ref name=:5/> També dissolt es troba en el [[suc gàstric]] en una concentració del 0,2 al 0,4 % en els humans, i del 3 % en els cans. És un gas estable però es troba lleugerament dissociat en hidrogen i clor a altes temperatures (a 1537 °C només el 0,274 %, i a 1727 °C el 0,41 %). La descomposició es veu activada per efecte de guspires elèctriques, [[Ultraviolat|llum ultraviolada]] i [[radioactivitat]].<ref name=:4>{{Ref-llibre|cognom=Partington|nom=J.R.|títol=Química General e Inorgánica|llengua=castellà|data=1950|editorial=Tecnos|lloc=Madrid|pàgines=952-953}}</ref>

És soluble en [[etanol]], [[metanol]] i [[èter]], i té una elevada solubilitat en aigua, a 0 °C un litre d'aigua dissol 507 l de clorur d'hidrogen mesurat a la pressió atmosfèrica, que equival a uns 20 mols o a una proporció molar <chem>HCl:H2O</chem> d'1:3. La concentració d'aquesta dissolució és del 45,4 % en massa. En refredar-se aquesta dissolució a –70 °C cristal·litza l'hexahidrat, <chem>HCl . 6 H2O</chem>. A d'altres concentracions cristal·litzen altres hidrats: el trihidrat <chem>HCl . 3 H2O</chem> a –24,9 °C; el dihidrat <chem>HCl . 2 H2O</chem> a –17,6 °C i el monohidrat <chem>HCl . H2O</chem> a –15,3 °C.<ref name=:0/> A la concentració del 20,2 % forma una [[mescla azeotròpica]] o de punt d'ebullició constant, que bull a 108,6 °C a la pressió atmosfèrica normal.<ref name=:3>{{Ref-llibre|cognom=Babor|nom=J.|cognom2=Ibarz|nom2=J.|títol=Química general Moderna|edició=8a|llengua=castellà|data=1979|editorial=Marín|lloc=Barcelona|pàgines=557-558|isbn=8471029979}}</ref>

En dissolució aquosa es dissocia en el catió [[oxoni]], <chem>H3O^+</chem>, i l'anió clorur, <chem>Cl^-</chem>, essent completa en dissolucions diluïdes:

<chem display="block">HCl + H2O -> H3O^+ + Cl^-</chem>

Per aquesta raó les seves dissolucions, anomenades [[àcid clorhídric]], tenen característiques d'[[àcid]] molt fort.<ref name=:0/> Les dissolucions concentrades desprenen <chem>HCl</chem> gas, produint una característica boira deguda a la condensació del vapor d'aigua present a l'aire sobre les molècules d'<chem>HCl</chem>.<ref name=:3/>[[Fitxer:Hydrochloric acid ammonia.jpg|esquerra|miniatura|Reacció en estat gasós del clorur d'hidrogen i l'amoníac]]Amb l'[[amoníac]], <chem>NH3</chem>, també gas, reacciona directament en estat gasós donant lloc a un nigul blanc de [[clorur d'amoni]], <chem>NH4Cl</chem>, que és sòlid:<ref name=:3/><chem display="block">HCl + NH3 -> NH4Cl</chem>

No reacciona amb el [[zinc]], però és suficient que hi hagi una petita quantitat d'aigua perquè s'inicia la reacció amb formació d'hidrogen, <chem>H2</chem>, i [[clorur de zinc]], <chem>ZnCl2</chem>. Amb els metalls més actius pot reaccionar en calent, és el mètode que s'empra quan se'ls vol obtenir anhidres. Per exemple amb el [[ferro]] i l'[[alumini]] s'obté [[clorur de ferro(II)]] i [[clorur d'alumini]] anhidres, juntament amb hidrogen gas:<ref name=:3/><chem display="block">2 HCl + Fe -> FeCl2 + H2</chem><chem display="block">6 HCl + 2Al -> 2 AlCl3 + 3 H2</chem>Es forma clorur d'hidrogen per l'acció d'aigua sobre clorurs de bor, alumini anhidre, silici, estany(IV), titani, fòsfor, arsènic, antimoni(V), sobre oxiclorur de fòsfor, clorur de tionil, i clorur de sulfuril.<ref name=:4/>

== Preparació ==
El clorur d'hidrogen es pot obtindre molt pur fent reaccionar els elements [[hidrogen]] <chem>H2</chem> i [[clor]], <chem>Cl2</chem>. Ambdós gasos s'obtenen com a subproductes en la producció d'[[hidròxid de sodi]] per [[electròlisi]] d'una dissolució de [[clorur de sodi]]. La síntesi d'<chem>HCl</chem> es duu a terme cremant clor en excés d'hidrogen o de [[gas natural]] en cremadors especials. És una [[reacció exotèrmica]] amb una [[entalpia]] <math>\Delta H_r = -184{,}74 \; \mathrm{kJ/mol}</math>, que es produeix espontàniament de forma explosiva en presència de llum:

<chem display="block">H2 + Cl2 -> 2 HCl</chem>

Un altre mètode d'obtenció és per reacció de [[clorur de sodi]], <chem>NaCl</chem>, o [[clorur d'amoni]], <chem>NH4Cl</chem>, amb [[àcid sulfúric]] concentrat, <chem>H2SO4</chem>, a altes temperatures. És el procés més habitual als laboratoris, malgrat també s'empra de forma industrial. Té lloc en dues etapes:

<chem display="block">NaCl \; + \; H2SO4\; ->[200 \; {}^\circ C] \; HCl \; + \; NaHSO4</chem><chem display="block">NaCl \; + \; NaHSO4 \; ->[800 \; {}^\circ C] \; HCl \; + \; Na2SO4</chem>

També el clorur d'hidrogen s'obté com a subproducte en les reaccions de [[cloració]] de composts orgànics, <chem>RH</chem> mitjançant clor:<ref name=:0/>

<chem display="block">RH + Cl2 -> RCl + HCl</chem>

== Aplicacions ==
En la indústria química s'empra en processos d'hidrocloració i oxihidrocloració, que condueixen a la síntesi de polímeres sintètics com ara el [[Clorur de polivinil|PVC]] i els elastòmers clorats com el [[neoprè]]. També s'empra en la preparació de dissolvents clorats i altres productes d'interès industrial.<ref>{{Ref-llibre|cognom=José|nom=CASELLES POMARES María|cognom2=Rosa|nom2=GÓMEZ ANTÓN María|cognom3=Mariano|nom3=MOLERO MENESES|cognom4=Jesús|nom4=SARDÁ HOYO|títol=QUÍMICA APLICADA A LA INGENIERÍA|url=https://books.google.cat/books?id=3l-KCAAAQBAJ&pg=PA335&dq=cloruro+hidrogeno+aplicaciones&hl=ca&sa=X&ved=0ahUKEwji_OnwhsXXAhXBbxQKHfSrDa4Q6AEIMjAC#v=onepage&q=cloruro%20hidrogeno%20aplicaciones&f=false|llengua=es|data=2015-04-24|editorial=Editorial UNED|isbn=9788436270310}}</ref> En [[electrònica]] també s'empra clorur d'hidrogen d'alta puresa (99,9944 %) s'empra en la producció de [[Semiconductor|semiconductors]].<ref name=:2>{{Ref-llibre|cognom=Association|nom=Compressed Gas|títol=Handbook of Compressed Gases|url=https://books.google.cat/books?id=5EfhBwAAQBAJ&pg=PA417&dq=hydrogen+chloride+uses+gas&hl=ca&sa=X&ved=0ahUKEwjS9PKViMXXAhVLbhQKHRlgBwgQ6AEIJjAA#v=onepage&q=hydrogen%20chloride%20uses%20gas&f=false|llengua=en|data=2012-12-06|editorial=Springer Science & Business Media|isbn=9781461306733}}</ref> En la indústria tèxtil s'empra per descompondre les fibres vegetals en la recuperació de la [[llana]] després de teixir-la i per desinfectar i netejar les llavors de [[cotó]].<ref name=:2/> En la indústria dels metalls l'atmosfera de clorur d'hidrogen s'empra en la fabricació d'[[acer]].<ref name=:2/> En la indústria petroliera s'empra en la producció de [[Clorur d'alumini|triclorur d'alumini]], un [[catalitzador]] que s'utilitza per transformar el [[butà]] en [[isobutà]].

== Referències ==
{{Referències}}

{{Autoritat}}
{{Identificadors química}}

{{ORDENA:Clorur hidrogen}}
[[Categoria:Clorurs|Hidrogen]]
[[Categoria:Compostos d'hidrogen]]