СОЛЯНАЯ КИСЛОТА (HCL): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2024

Соляная кислота (HCl) , или соляная кислота представляет собой неорганическое соединение образуется путем растворения в воде хлористого водорода, в результате чего ион гидроксония (Н ₃ О ⁺ ) и хлорид - ион (Cl ^- ). Более конкретно, это гидрокислота галогена хлора с водородом.

HCl - сильная кислота, которая полностью ионизируется в воде, и продукты ее ионизации стабильны. Полная ионизация HCl подтверждается тем фактом, что pH 0,1 М раствора HCl равен 1.

Автор: Walkerma, en.wikipedia, Wikimedia Commons

Основным методом промышленного производства HCl является хлорирование органических соединений для получения, например, дихлорметана, трихлорэтилена, перхлорэтилена или винилхлорида. HCl является побочным продуктом реакции хлорирования.

Он используется при титровании оснований в многочисленных химических реакциях, при химическом расщеплении органических соединений и т. Д.

Пары соляной кислоты (хлористого водорода) могут серьезно повредить глаза. Кроме того, они могут вызвать раздражение и серьезные проблемы с дыхательными путями.

В просвете желудка кислотный pH (1-3) с высокой концентрацией HCl. Присутствие кислоты способствует стерилизации содержимого желудка, инактивируя многочисленные бактерии, присутствующие в пище. Это могло бы объяснить гастроэнтерит, связанный с состоянием ахлоргидрии.

Кроме того, HCl облегчает переваривание белков за счет активации протеолитического фермента пепсина.

Он используется при очистке бассейнов, обычно достаточно обычного моющего средства, но между плиткой остаются пятна, требующие в этих случаях использования соляной кислоты.

Он используется для контроля pH в фармацевтических препаратах, пищевых продуктах и ​​питьевой воде. Он также используется для нейтрализации стоков, содержащих щелочные вещества.

Соляная кислота используется для регенерации ионообменных смол, используется для связывания ионов металлов или других типов ионов в промышленности, в исследовательских лабораториях и при очистке питьевой воды.

С другой стороны, можно также сказать, что хлористый водород, газообразное соединение, представляет собой двухатомную молекулу, и атомы, которые ее образуют, связаны ковалентной связью. Между тем, соляная кислота - это ионное соединение, которое в водном растворе диссоциирует на H ⁺ и Cl ^- . Взаимодействие между этими ионами электростатическое.

Химическая структура

Рисунок 1: Соляная кислота образуется при растворении HCl в воде.

Каждая молекула HCl состоит из атома водорода и атома хлора. Хотя при комнатной температуре HCl является ядовитым и бесцветным газом, если он растворяется в воде, он дает соляную кислоту.

Повышение квалификации

Рисунок 2: внешний вид соляной кислоты.

-Его можно получить путем электролиза NaCl (хлорид натрия), который дает H ₂ (газ), Cl ₂ (газ), 2Na (водный) и OH ^- (водный). Затем:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCl

Это экзотермическая реакция.

-HCl получают реакцией хлорида натрия с серной кислотой. Процесс, который можно описать следующим образом:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCl

Затем собирают хлористый водород, и хлорид натрия реагирует с бисульфитом натрия в соответствии со следующей реакцией:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl

Эта реакция была введена Йоханом Глаубером в 17 веке для получения соляной кислоты. В настоящее время он используется в основном в лабораториях, поскольку важность его промышленного использования снизилась.

-Хлороводородная кислота может быть получена как побочный продукт хлорирования органических соединений, например: при производстве дихлорметана.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

Этот метод производства HCl больше используется в промышленности, по подсчетам, 90% HCl, производимого в Соединенных Штатах, производится по этой методике.

-И, наконец, HCl образуется при сжигании хлорорганических отходов:

C ₄ H ₆ Cl ₂ + 5 O ₂ => 4 CO ₂ + 2 H ₂ O + 2 HCl

Где она находится?

Соляная кислота концентрируется в просвете желудка, где достигается pH 1. Наличие слизистого барьера, богатого бикарбонатом, предотвращает повреждение клеток желудка из-за низкого pH желудочного сока.

Есть три основных физиологических стимула для секреции H ⁺ париетальными клетками тела желудка: гастрин, гистамин и ацетилхолин.

гастрин

Гастрин - это гормон, который секретируется в области антрального отдела желудка, который действует, увеличивая внутриклеточную концентрацию Са, посредника в активации активного транспорта Н ⁺ в просвет желудка.

Активный транспорт осуществляется ферментом АТФаза, который использует энергию, содержащуюся в АТФ, для переноса H ⁺ в просвет желудка и введения K ⁺ .

гистамин

Он секретируется так называемыми энтерохромаффиноподобными клетками (SEC) тела желудка. Его действие опосредовано увеличением концентрации циклического АМФ и действует, как и гастрин, путем увеличения активного транспорта H ⁺ в просвет желудка, опосредованного насосом H ⁺ -K ⁺ .

Ацетилхолин

Он секретируется нервными окончаниями блуждающего нерва, так же как гастрин опосредует свое действие повышением внутриклеточного Ca, активируя действие H ⁺ -K ⁺ насоса .

H ⁺ париетальных клеток образуется в результате реакции CO ₂ с H ₂ O с образованием H ₂ CO ₃ (угольная кислота). Впоследствии он разлагается на H ⁺ и HCO ₃ ^- . H ⁺ активно транспортируется в просвет желудка через апикальную мембрану желудка. Между тем, HCO ₃ ^- попадает в кровь вместе с поступлением Cl ^- .

Противотранспортный или анти-транспортный механизм Cl ^- HCO ₃ ^-, который происходит в базальной мембране париетальных клеток, вызывает внутриклеточное накопление Cl ^- . Впоследствии ион переходит в просвет желудка, сопровождая H ⁺ . Желудочная секреция HCl оценивается в концентрации 0,15 М.

Другие источники биологической HCl

Есть и другие стимулы для секреции HCl париетальными клетками, такие как кофеин и алкоголь.

Язвы желудка и двенадцатиперстной кишки возникают, когда нарушается барьер, защищающий клетки желудка от повреждающего действия HCl.

Устраняя защитное действие, упомянутое бактериями Helicobacter pylori, ацетилсалициловая кислота и нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) способствуют образованию язв.

Секреция кислоты имеет функцию устранения микробов, присутствующих в пище, и инициирования переваривания белков за счет действия пепсина. Основные клетки тела желудка секретируют пепсиноген, профермент, который превращается в пепсин из-за низкого pH просвета желудка.

Физические и химические свойства

Молекулярный вес

36,458 г / моль.

цвет

Это бесцветная или слегка желтоватая жидкость.

запах

Это раздражающий едкий запах.

Вкус

Порог дегустации в чистой воде - концентрация 1,3 х 10 ^-4 моль / л.

Точка кипения

От -121º F до 760 мм рт. Ст. От -85,05 ° C до 760 мм рт. Ст.

Температура плавления

-174 ° F (-13,7 ° F) для 39,7% -ного раствора HCl в воде), -114,22 ° C.

Растворимость воды

Раствор HCl может быть 67% мас. / Р при 86 ° F; 82,3 г / 100 г воды при 0 ° C; 67,3 г / 100 г воды при 30 ° C и 63,3 г / 100 г воды при 40 ° C.

Растворимость в метаноле

51,3 г / 100 г раствора при 0 ° C и 47 г / 100 г раствора при 20 ° C

Растворимость в этаноле

41,0 / 100 г раствора при 20º C

Растворимость в эфире

24,9 г / 100 раствора при 20ºC.

плотность

1,059 г / мл при 59 ° F в 10,17% мас. / Мас. Растворе.

Плотность газа

1,00045 г / л

Плотность паров

1268 (относительно воздуха, принятого за 1)

Давление газа

32 452 мм рт. Ст. При 70 ° F; 760 мм рт. Ст. При -120,6º F

стабильность

Обладает высокой термостойкостью.

самовоспламенения

Не горюч.

декомпозиция

Он разлагается при нагревании с выделением дыма токсичного хлора.

Вязкость: 0,405 сПуаз (жидкость при 118,6 º K), 0,0131 сПуаз (пар при 273,06 º K).

Коррозионная

Он очень агрессивен к алюминию, меди и нержавеющей стали. Агрессивно в отношении всех металлов (ртуть, золото, платина, серебро, тантал, за исключением некоторых сплавов).

Поверхностное натяжение

23 мН / см при 118,6 ° К.

полимеризация

Альдегиды и эпоксиды подвергаются бурной полимеризации в присутствии соляной кислоты.

На физические свойства, такие как вязкость, давление пара, точка кипения и точка плавления, влияет процентная концентрация HCl по массе.

Приложения

Соляная кислота имеет множество применений дома, в различных отраслях промышленности, в учебных и исследовательских лабораториях и т. Д.

Промышленное и домашнее

-Хлороводородная кислота используется в гидрометаллургической переработке, например, при производстве глинозема и диоксида титана. Применяется при активации добычи нефтяных скважин.

Введение кислоты увеличивает пористость вокруг масла, что способствует его извлечению.

-Он используется для удаления отложений CaCO ₃ (карбонат кальция) за счет его преобразования в CaCl ₂ (хлорид кальция), который более растворим и легче устраняется. Точно так же он используется в промышленности при обработке стали, материала, имеющего множество применений и применений, как в промышленности, так и в строительстве и в быту.

- Каменщики моют и очищают кирпичи растворами HCl. Используется в домашних условиях для мытья и дезинфекции ванных комнат и канализации. Кроме того, соляная кислота используется в гравюрах, включая операции по очистке металлов.

-Хлороводородная кислота применяется для удаления плесневого слоя оксида железа, который накапливается на стали, перед ее последующей обработкой при экструзии, прокатке, гальванике и т. Д.

Fe ₂ O ₃ + Fe + 6 HCl => 3 FeCl ₂ + H ₂ O

-Несмотря на то, что он очень агрессивен, он используется для удаления металлических пятен, присутствующих в железе, меди и латуни, с использованием разбавления водой 1:10.

Синтез и химические реакции

-Хлороводородная кислота используется в реакциях титрования оснований или щелочей, а также при регулировании pH растворов. Кроме того, он используется во многих химических реакциях, например, при переваривании белков, в процедуре, предшествующей исследованиям содержания аминокислот и их идентификации.

-Основное применение соляной кислоты - производство органических соединений, таких как винилхлорид и дихлорметан. Кислота является промежуточным звеном при производстве поликарбонатов, активированного угля и аскорбиновой кислоты.

-Он используется при изготовлении клея. В текстильной промышленности он используется для отбеливания тканей. Он используется в кожевенной промышленности, при ее обработке. Он также находит применение в качестве удобрения и в производстве хлоридов, красителей и т. Д. Он также используется в гальванике, фотографии и резиновой промышленности.

-Он используется в производстве искусственного шелка, при рафинировании масел, жиров и мыла. Кроме того, он используется в реакциях полимеризации, изомеризации и алкилирования.

Риски и токсичность

Он оказывает разъедающее действие на кожу и слизистые оболочки, вызывая ожоги. Они, если они серьезны, могут вызвать язвы, оставляя келоидные и втягивающиеся рубцы. Попадание в глаза может вызвать ухудшение или полную потерю зрения из-за повреждения роговицы.

Когда кислота достигает лица, это может вызвать серьезные циклы, которые уродуют лицо. Частый контакт с кислотой также может вызвать дерматит.

Проглатывание соляной кислоты вызывает ожоги рта, горла, пищевода и желудочно-кишечного тракта, вызывая тошноту, рвоту и диарею. В крайних случаях может произойти перфорация пищевода и кишечника с остановкой сердца и смертью.

С другой стороны, пары кислоты, в зависимости от их концентрации, могут вызывать раздражение дыхательных путей, вызывая фарингит, отек голосовой щели, сужение бронхов при бронхите, цианоз и отек легких (чрезмерное скопление жидкости в легких). а в крайнем случае - смерть.

Воздействие высоких уровней кислотных паров может вызвать вздутие и спазм горла с последующим удушьем.

Также часты зубные некрозы, которые появляются на зубах с потерей блеска; они становятся желтоватыми и мягкими и со временем распадаются.

Предотвращение повреждений соляной кислотой

Существует свод правил безопасности людей, работающих с соляной кислотой:

-Люди, страдающие респираторными и пищеварительными заболеваниями, не должны работать в среде с присутствием кислоты.

-Работники должны носить кислотостойкую одежду, даже с капюшонами; очки для защиты глаз, средства защиты рук, кислотостойкие перчатки и обувь с такими же характеристиками. Они также должны носить противогазы, а в случае сильного воздействия паров соляной кислоты рекомендуется использовать автономный дыхательный аппарат.

- В рабочей среде также должны быть аварийные души и фонтаны для промывания глаз.

-Кроме того, существуют стандарты рабочей среды, такие как тип пола, замкнутые цепи, защита электрооборудования и т. Д.

Ссылки

1. StudiousGuy. (2018). Соляная кислота (HCl): важные области применения и применения. Взято с: studiousguy.com
2. Ганонг, ВФ (2003). Обзор медицинской физиологии. Издание двадцать первое. Компания McGraw-Hill Companies INC.
3. PubChem. (2018). Соляная кислота. Взято с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Weebly. Соляная кислота. Взято с: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. Паспорт безопасности соляной кислоты. , Взято с: uacj.mx