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| '''Salzsäure''', auch '''Chlorwasserstoffsäure''' genannt, ist eine [[wässrige Lösung]] von gasförmigem '''Chlorwasserstoff''' (HCl), der in [[Oxonium]]- und [[Chloride|Chloridionen]] [[Protolyse|protolysiert]] ist. Sie ist eine starke, anorganische [[Säure]] und zählt zu den [[Mineralsäure]]n. Ihre [[Salze]] heißen '''Chloride''', das bekannteste ist das [[Natriumchlorid]] (NaCl, Kochsalz).
| | #WEITERLEITUNG [[Natrium#Soda]] |
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| == Geschichte ==
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| Die Entdeckung der Salzsäure wird [[Maria Prophetissa]] (2. Jahrhundert) und [[Dschābir ibn Hayyān|Geber]] (9. Jahrhundert) zugeschrieben, so dass sie schon den ersten [[Alchemisten]] bekannt gewesen sein dürfte.
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| In der ersten Hälfte des 15. Jahrhunderts gewann [[Basilius Valentinus]] Salzsäure durch [[Chemische Reaktion|Reaktion]] von [[Halit]] (Steinsalz) mit [[Eisenvitriol]]. Die Herstellung aus [[Speisesalz]] und [[Schwefelsäure]] gelang [[Johann Rudolph Glauber]] im 17. Jahrhundert. [[Antoine Laurent de Lavoisier|Lavoisier]] nannte Salzsäure ''acide muriatique'' ([[Lateinische Sprache|lat.]] ''muria'' ‚Salzlake‘). Kochsalzhaltige [[Quelle]]n werden heute noch als ''muriatische Quellen'' bezeichnet. In Nordamerika wird Salzsäure auch ''muriatic acid'' genannt.
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| == Vorkommen ==
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| In der Natur findet sich Salzsäure in Vulkangasen und stark verdünnt in Kraterseen. In freier Form kommt sie im [[Magensaft]] der [[Wirbeltiere]] vor (0,1 bis 0,5 Prozent Massenanteil).
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| Fast unerschöpflich sind die Vorkommen an Salzen der Salzsäure, als Steinsalz und gelöst im [[Meerwasser]].
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| == Darstellung und Gewinnung ==
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| Salzsäure wird im [[Labor]] aus konzentrierter [[Schwefelsäure]] und [[Natriumchlorid|Kochsalz]] (daher der Name) hergestellt:
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| :<math>\mathrm{NaCl + H_2SO_4 \longrightarrow NaHSO_4 + HCl _{(g)}}</math>
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| Die Schwefelsäure verdrängt den Chlorwasserstoff aus seinem Salz. Da Chlorwasserstoff gasförmig ist, wird es ständig dem Gleichgewicht entzogen, welches dadurch nahezu vollständig auf der Seite der Produkte liegt. Das entstandene [[Natriumhydrogensulfat]] ist ein saures Schwefelsäuresalz. Das entstandene Chlorwasserstoffgas wird anschließend in Wasser eingeleitet:
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| :<math>\mathrm{HCl + H_2O \longrightarrow H_3O^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}}</math>
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| Salzsäure mit höheren Massenanteilen Chlorwasserstoff wird auch als ''rauchende Salzsäure'' bezeichnet, da Chlorwasserstoffgas entweicht und mit dem Wasser aus der Luftfeuchtigkeit wieder Salzsäure entsteht, so dass sich über offenen Gefäßen ein weißer Nebel bildet.
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| In der chemischen Industrie wird hochreiner Chlorwasserstoff durch die Verbrennung von [[Wasserstoff]] mit [[Chlor]] gewonnen:
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| :<math>\mathrm{Cl_2 + H_2 \longrightarrow 2\,HCl}</math>
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| Auch hier lässt man den Chlorwasserstoff mit Wasser reagieren.
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| Technisch reine Salzsäure fällt hauptsächlich als Nebenprodukt bei der [[Chlorierung]] organischer Verbindungen an.
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| == Eigenschaften ==
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| Chlorwasserstoffgas löst sich sehr gut in [[Wasser]]: Bei 0 °C löst 1 Liter Wasser, sofern es dabei noch als flüssige [[Phasendiagramm|Phase]] vorliegt, unter Wärmeentwicklung 815 g beziehungsweise 507 Liter Gas. Bei 20 °C enthält ein Liter gesättigte Salzsäure 720 g HCl.<ref name="Gestis2">{{GESTIS|ZVG=1050 |CAS=7647-01-0 |Name=Chlorwasserstoff|Datum=26. Juni 2011}}</ref> Die Konzentrationsabhängigkeit der Dichte <math>\rho</math> ist in nebenstehender Tabelle gezeigt, wobei zwischen ihr und dem prozentualen Gehalt an Chlorwasserstoff zufällig ein einfacher rechnerischer Zusammenhang besteht: Die verdoppelten Nachkommastellen entsprechen in etwa der Konzentration, z. B. eine Salzsäure der Dichte 1,10 g·cm<sup>−3</sup> einem HCl-Gehalt von 20 Prozent.
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| :<math>\% = 200 \cdot (\rho-1)</math>
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| Das [[Schmelzen|Schmelz–]] und [[Sieden|Siedeverhalten]] von Salzsäure hängt stark von der Zusammensetzung ab.<ref name="Gmelin">alle Daten aus Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie, Systemnummer 6 Chlor, Verlag Chemie Berlin 1927 und Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie, Systemnummer 6 Chlor, Ergänzungsband Teil B – Lieferung 1, Verlag Chemie Weinheim 1968.</ref> In fester Phase werden vier stöchiometrische Hydrate mit definierten Schmelzpunkten gebildet. Das sind ein Monohydrat HCl·H<sub>2</sub>O mit einem Schmelzpunkt bei −15 °C, ein Dihydrat HCl·2H<sub>2</sub>O mit einem Schmelzpunkt bei −18 °C, ein Trihydrat HCl·3H<sub>2</sub>O mit einem Schmelzpunkt bei −25 °C und ein Hexahydrat HCl·6H<sub>2</sub>O mit einem Schmelzpunkt bei −70 °C. Im Phasendiagramm ergeben sich für Zusammensetzungen zwischen den stöchiometrischen Hydraten entsprechende [[Eutektikum|eutektische]] Schmelzen. Diese liegen für ein Gemisch aus Mono- und Dihydrat mit einem [[Massenanteil]] Chlorwasserstoff von 57,3 % bei −23 °C, aus Di- und Trihydrat mit einem Massenanteil von 44,0 % bei −28 °C, aus Tri- und Hexahydrat mit einem Masseanteil von 26,6 % bei −73 °C und aus Hexahydrat und Eis mit einem Massenteil von 23,0 % bei −75 °C. Zusätzlich wird ein metastabiles Eutektikum zwischen Trihydrat und Eis mit einem Massenanteil von 24,8 % bei −87 °C gebildet. Im Konzentrationsbereich von 0 bis 25 % wird somit ein starkes Absinken des Schmelzpunktes beobachtet. Das [[Dampf-Flüssig-Gleichgewicht|Dampf-Flüssig-Phasendiagramm]] zwischen Chlorwasserstoff und Wasser zeigt ein [[Azeotrop#Azeotroptypen|negatives Azeotrop]]. Das resultierende azeotrope Siedepunktsmaximum liegt bei Normaldruck mit einem Massenanteil von 20,2 % bei 109 °C. Bei der Verdampfung von Salzsäurelösungen mit von der Azeotropzusammensetzung abweichender Konzentration wird zunächst bevorzugt die Überschusskomponente verdampft, d. h., bei Salzsäure mit einem Massenanteil <20,2 % erfolgt eine Aufkonzentrierung, bei Salzsäure mit >20,2 % eine Abkonzentrierung, bis die konstant siedende Azeotropzusammensetzung erreicht wird. Die Siedekurve im Phasendiagramm oberhalb der Azeotropzusammensetzung korreliert mit Löslichkeitskurve von Chlorwasserstoff in Wasser. Bei 25 °C ergibt sich ein Massenanteil von 42 %, was der „rauchenden“ Salzsäure entspricht.
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| In Wasser [[Dissoziation (Chemie)|dissoziiert]] Chlorwasserstoff vollständig, Salzsäure mit 32 % hat einen [[pH-Wert]] von −1. An feuchter Luft bildet Chlorwasserstoffgas einen Nebel aus feinen Salzsäure-Tröpfchen. Verdünnte Salzsäure ist ein guter elektrischer [[Leiter (Physik)|Leiter]].
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| === Reaktionen ===
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| Salzsäure löst die meisten [[Metalle]] mit Ausnahme der [[Edelmetalle]] und einiger anderer (zum Beispiel [[Tantal]] und [[Germanium]]) unter Bildung von [[Chloride]]n und [[Wasserstoff]], sofern diese nicht durch [[Passivierung]] geschützt sind.
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| :<math>\mathrm{Mg\ +\ 2\ HCl\ \longrightarrow\ MgCl_2\ +\ H_2 \uparrow}</math>
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| Sie ist sehr gut geeignet zum Entfernen von Oxidschichten auf Metallen, da Metall[[oxide]] mit Salzsäure zu Chloriden und Wasser reagieren:
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| :<math>\mathrm{CuO\ +\ 2\ HCl\ \longrightarrow\ CuCl_2\ +\ H_2O}</math>
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| Eine Mischung von Salzsäure und [[Salpetersäure]] wird [[Königswasser]] genannt, weil sie auch [[Gold]], den „König der Metalle“, zu lösen vermag. Dazu trägt neben der [[Oxidation|oxidierenden]] Wirkung des [[Nitrosylchlorid]]s und des [[Nascierender Stoff|nascierenden]] Chlors auch die Verringerung der effektiven Goldionenkonzentration durch Komplexbildung bei:
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| :<math>\mathrm{Au^{3+}\ +\ 4\ Cl^-\ \longrightarrow\ AuCl_4^-}</math>
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| == Verwendung ==
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| Salzsäure ist eine der wichtigsten [[Grundchemikalien]] mit großer Bedeutung in der [[Chemische Industrie|chemischen Industrie]] als [[Anorganische Chemie|anorganische]] Säure. Sie wird beispielsweise bei der Aufarbeitung von [[Erze]]n und Roh[[phosphat]] eingesetzt. Sie wird zur Stimulation von [[Erdöl]]- und [[Erdgas]]-Sonden, im Speziellen in Karbonatlagerstätten, aber auch in Sandsteinlagerstätten verwendet. Mit ihrer Hilfe werden dort auch z. B. [[Calciumcarbonat]]-Anlagerungen an Gerätschaften entfernt und Reinigungen nach Gravel-Pack-Bohrungen und an Bohrlöchern selbst durchgeführt. In der Metallverarbeitung wird sie beim [[Beizen]], [[Ätzen]] und [[Löten]] eingesetzt. Außerdem wird verdünnte Salzsäure im [[Bauwesen]] zum Entfernen der [[Mörtel]]reste am Mauerwerk benutzt – das sog. ''Absäuern''.
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| Salzsäure ist nicht zuletzt ein wichtiges [[Reagenz]] in der chemischen [[Analyse]]. Sie vermag eine Gruppe von Metallen, die schwerlösliche Chloride bilden, durch [[Fällung]] von anderen Metallen abzutrennen. Anschließend können diese getrennt weiter analysiert werden (siehe [[Salzsäuregruppe]]). Die [[Alkalimetrie]] ist ein weiteres Verwendungsgebiet von Salzsäure.
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| Als [[Lebensmittelzusatzstoff]] trägt Salzsäure die Bezeichnung E 507.
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| In der [[Pharmaindustrie]] wird Salzsäure ebenfalls sehr häufig benutzt. Mit ihr werden basische, in Wasser schlecht- oder unlösliche [[Arzneistoff]]e (Beispiele: [[Ciprofloxacin]], [[Citalopram]], [[Clenbuterol]], [[Clindamycin]], [[Dibenzepin]], [[Oxycodon]]) in besser lösliche [[Hydrochloride]] umgefällt.<ref name="A. Kleemann">Axel Kleemann, Jürgen Engel, Bernd Kutscher und Dietmar Reichert: ''Pharmaceutical Substances'', 4. Auflage (2000), 2 Bände erschienen im Thieme-Verlag Stuttgart, ISBN 978-1-58890-031-9; seit 2003 online mit halbjährlichen Ergänzungen und Aktualisierungen.</ref>
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| == Biologische Bedeutung ==
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| Bei Mensch und Tier ist die Salzsäure ein Bestandteil des [[Magensaft]]es, wo sie unter anderem die [[Denaturierung (Biochemie)|Denaturierung]] von [[Protein]]en bewirkt, aber auch zum Abtöten von [[Mikroorganismen]] vor Eintritt in das weitere Verdauungssystem dient. Außerdem schafft sie das saure Milieu, in dem das Verdauungsenzym [[Pepsin]] am wirksamsten ist.
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| == Nachweis ==
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| Salzsäure wird zum einen durch ihren Säurecharakter nachgewiesen. Ergänzend dazu identifiziert man das [[Chloride|Chlorid]]-[[Anion]] in stark verdünnter Lösung (bei einem Überschuss an Chloridionen bildet sich ein löslicher Dichloroargentat-Komplex) durch Zugabe von [[Silbernitrat]]lösung, wobei schwer lösliches [[Silberchlorid]] ausfällt:
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| :<math>\mathrm{HCl\ +\ AgNO_3\ \longrightarrow\ HNO_3\ +\ AgCl}</math>
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| Wenn sich der entstandene weiße Niederschlag in verdünntem [[Ammoniakwasser]] unter Komplexbildung auflöst, ist der Beweis erbracht, dass es sich um Chloridionen handelte:
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| :<math>\mathrm{AgCl\ + 2\ NH_3\ \longrightarrow\ [Ag(NH_3)_2]^+\ +\ Cl^-}</math>
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| :<math>\mathrm{AgCl\ +\ HCl\ \longrightarrow\ [AgCl_2]^-\ +\ H^+}</math>
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| Wird Salzsäure mit [[Mangandioxid]] (''Braunstein'') erhitzt, so entsteht [[Chlor]]:
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| :<math>\mathrm{4\ HCl\ +\ MnO_2\ \longrightarrow\ Cl_2\ +\ MnCl_2\ +\ 2\ H_2O}</math>
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| Der Salzsäuregehalt einer Lösung wird durch [[Titration]] mit [[Natronlauge]] ermittelt ([[Säure-Base-Titration|Acidimitrie]], [[Maßanalyse]]). [[Photometrie|Photometrisch]] lässt sich diese Bestimmung sowie die von [[Chloride]]n mit Hilfe des [[Quecksilber]]salzes der [[Chloranilsäure]] durchführen. Den Gehalt an Salzsäure im Magensaft bestimmt man mit [[Günzburgs Reagenz]].
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| == Siehe auch ==
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| * {{WikipediaDE|Salzsäure}}
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| == Weblinks ==
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| {{Wiktionary|Salzsäure}}
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| {{Commonscat|Hydrochloric acid}}
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| == Einzelnachweise ==
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| <references />
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| {{Normdaten|TYP=s|GND=4178993-3|LCCN=sh/85/063381|NDL=00562001}}
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| [[Kategorie:Anorganische Säure]]
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| [[Kategorie:Lebensmittelzusatzstoff]]
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| [[Kategorie:Arzneistoff]]
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| [[Kategorie:Magen]]
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| {{Wikipedia}}
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