Acidul clorhidric (HCl): structura, proprietățile, riscurile și utilizările
Acidul clorhidric (HCl) este un compus anorganic care se formează prin dizolvarea în apă a acidului clorhidric, care provoacă ionul de hidroniu (H3O +) și ionul de clor (Cl-). Mai precis, hidrazidul clorului cu halogen este hidrogen.
HCI este un acid puternic care este ionizat complet în apă și produsele sale de ionizare sunt stabile. Ionizarea completă a HCI este coroborată de faptul că pH-ul unei soluții de HCI 0, 1 M este 1.
Principala metodă pentru producerea industrială de HCI este clorurarea compușilor organici pentru a produce, de exemplu diclormetan, tricloretilenă, percloretilenă sau clorură de vinii. HCI este un produs secundar al reacției de clorurare.
Se utilizează în titrarea bazelor în numeroase reacții chimice, în digestia chimică a compușilor organici etc.
Vaporii acidului clorhidric (acid clorhidric) pot provoca leziuni grave ochilor. În plus, ele pot cauza iritații și probleme severe în tractul respirator.
Lumina gastrică are un pH acid (1-3) cu o concentrație ridicată de HCI. Prezența acidului favorizează sterilizarea conținutului gastric, inactivând numeroasele bacterii prezente în alimente. Acest lucru ar explica gastroenterita asociată cu afecțiunea achlorhidriei.
În plus, HCI facilitează digestia proteinelor prin activarea pepsinei proteolitice enzimatice.
Se folosește la curățarea piscinelor, de obicei este suficient cu un detergent comun, dar există pete care se lipesc între plăci, necesitând în aceste cazuri utilizarea acidului clorhidric.
Se utilizează în controlul pH-ului în produsele farmaceutice, alimente și apă potabilă. Se utilizează și în neutralizarea fluxurilor de deșeuri care conțin materiale alcaline.
Acidul clorhidric este utilizat în regenerarea rășinilor schimbătoare de ioni, utilizat pentru sechestrarea ionilor metalici sau a altor tipuri de ioni în industrie, în laboratoarele de cercetare și în purificarea apei potabile.
Pe de altă parte, se poate spune și că acidul clorhidric, un compus gazos, este o moleculă di-atomică, iar atomii care îl formează sunt uniți printr-o legătură covalentă. Între timp, acidul clorhidric este un compus ionic care în soluție apoasă se disociază în H + și Cl-. Interacțiunea dintre acești ioni este de tip electrostatic.
Structura chimică
Fiecare moleculă de HCI este formată de un atom de hidrogen și un atom de clor. Deși la temperatura camerei HCI este otrăvitor și un gaz incolor, dacă este dizolvat în apă, se administrează acid clorhidric.
pregătire
-Poate fi produs prin electroliza NaCl (clorura de sodiu) care provine din H2 (g), Cl2 (g), 2Na (ac) si OH- (ac). atunci:
H2 + Cl2 => 2 HCI
Aceasta este o reacție exotermă.
-HCI este produs prin reacția clorurii de sodiu cu acidul sulfuric. Proces care poate fi schematizat în felul următor:
NaCI + H2S04 => NaHS04 + HCI
Clorura de hidrogen se colectează apoi și clorura de sodiu reacționează cu bisulfit de sodiu conform următoarei reacții:
NaCI + NaHS04 => Na2S04 + HCI
Această reacție a fost introdusă de Johan Glauber în secolul al XVII-lea pentru a produce acid clorhidric. În prezent, este utilizat în principal în laboratoare, deoarece importanța utilizării sale industriale a scăzut.
- Acidul clorhidric poate fi produs ca un produs secundar al clorinării compușilor organici, de exemplu: în producția de diclormetan.
C2H4 + Cl2 => C2H4CI2
C2H4CI2 => C2H3CI + HCI
Această metodă de producere a HCl este utilizată mai mult din punct de vedere industrial, calculând că 90% din HCl produs în Statele Unite este prin această metodologie.
-În cele din urmă, HCl este produs în incinerarea deșeurilor organice clorurate:
C 4H 6CI 2 + 5O 2 => 4C02 + 2 H20 + 2 HCI
Unde este?
Acidul clorhidric este concentrat în lumenul gastric unde se atinge un pH de 1. Existența unei barieră de mucus, bogată în bicarbonat, împiedică deteriorarea celulelor gastrice datorită pH-ului gastric scăzut.
Există trei stimulente fiziologice principale pentru secreția de H + de către celulele parietale ale corpului gastric: gastrin, histamină și acetilcolină.
gastrină
Gastrinul este un hormon secretat în regiunea antrumului gastric, care acționează în creșterea concentrației intracelulare de Ca, intermediar al activării transportului activ de H + către lumenul gastric.
Transportul activ este realizat de o enzima ATPază care utilizează energia conținută în ATP pentru a aduce H + la lumenul gastric și a introduce K +.
histamina
Este secretat de așa-numitele celule asemănătoare enterochromafinei (SEC) ale corpului gastric. Acțiunea sa este mediată de o creștere a concentrației de AMP ciclic și acționează prin creșterea, ca gastrina, a transportului activ de H + în lumenul gastric mediat de o pompă H + -K +.
acetilcolină
Este secretat de terminalele nervului vagal, cum ar fi gastrina mediază acțiunea sa printr-o creștere a Ca intracelulare, activând acțiunea pompei H + -K +.
H + din celulele parietale provine din reacția CO 2 cu H 2 O pentru a forma H 2 CO 3 (acid carbonic). Aceasta se descompune mai târziu în H + și HCO 3 -. H + este transportat activ în lumenul gastric prin membrana apicală gastrică. Între timp, HCO 3 - este dus la sânge cuplat la intrarea Cl.
Mecanismul contratransportului sau al transportului anti-transport Cl-HCO3 - care apare în membrana bazală a celulelor parietale produce acumularea intracelulară de Cl-. Ulterior, ionul trece în lumenul gastric care însoțește H +. Se estimează că secreția gastrică de HCI are o concentrație de 0, 15 M.
Alte surse de HCI biologic
Există și alți stimuli pentru secreția de HCI de către celulele parietale, cum ar fi cofeina și alcoolul.
Ulcerele gastrice și duodenale apar atunci când bariera care protejează celulele gastrice de acțiunea nocivă a HCI este întreruptă.
Prin eliminarea acțiunii protectoare menționate mai sus a bacteriei Helicobacter pilori, acidul acetilsalicilic și medicamentele antiinflamatoare nesteroidiene (AINS) contribuie la producerea ulcerelor.
Acțiunea secretă are rolul de a elimina microbii prezenți în hrană și de a începe digestia proteinelor prin acțiunea pepsinei. Celulele principale ale corpului gastric secretă pepsinogen, o proenzimă care este transformată în pepsină de pH-ul scăzut al lumenului gastric.
Proprietăți fizice și chimice
Greutate moleculară
36, 458 g / mol.
culoare
Este un lichid incolor sau ușor gălbui.
miros
Este un miros acrid iritant.
aromă
Pragul de degustare a acesteia este apa pură fiind o concentrație de 1, 3 x 10-4 moli / l.
Punct de fierbere
-121ºF până la 760 mmHg. -85, 05 ° C până la 760 mmHg.
Punctul de topire
-174 ° F (-13, 7 ° F) pentru o soluție de HCl de 39, 7% în greutate în apă), -114, 22 ° C
Solubilitate în apă
Soluția de HCI poate avea 67% g / g la 86 ° F; 82, 3 g / 100 g apă la 0 ° C; 67, 3 g / 100 g apă la 30 ° C și 63, 3 g / 100 g apă la 40 ° C
Solubilitate în metanol
51, 3 g / 100 g de soluție la 0 ° C și 47 g / 100 soluție la 20 ° C
Solubilitate în etanol
41, 0 / 100 g de soluție la 20 ° C
Solubilitate în eter
24, 9 g / 100 soluție la 20 ° C
densitate
1, 059 g / ml la 59 ° F într-o soluție 10, 17% g / g.
Densitatea gazelor
1, 00045 g / l
Densitatea vaporilor
1, 268 (în raport cu aerul luat ca 1)
Presiunea aburului
32, 452 mmHg la 70 ° F; 760 mmHg la -120, 6 ° F
stabilitate
Are o stabilitate termică ridicată.
autoaprinderea
Nu este inflamabil.
descompunere
Se descompune prin încălzire, emisând un fum toxic de clor.
Viscozitate: 0, 405 cPoise (lichid la 118, 6 ° K), 0, 0131 c Poise (vapori la 273, 06 K).
corozivitate
Este foarte coroziv pentru aluminiu, cupru și oțel inoxidabil. Ataca toate metalele (mercur, aur, platină, argint, tantal, cu excepția anumitor aliaje).
Tensiune de suprafață
23 mN / cm la 118, 6º K.
polimerizare
Aldehidele și epoxizii se supun polimerizării violente în prezența acidului clorhidric.
Proprietățile fizice, cum ar fi viscozitatea, presiunea de vapori, punctul de fierbere și punctul de topire sunt influențate de concentrația procentuală în greutate HCl.
aplicații
Acidul clorhidric are multe utilizări la domiciliu, în diferite industrii, în laboratoarele de predare și cercetare etc.
Industria și casa
- Acidul clorhidric se utilizează în procesarea hidrometalurgică, de exemplu, în producția de alumină și dioxid de titan. Se utilizează în activarea producției de puțuri de petrol.
Injectarea acidului crește porozitatea în jurul uleiului, favorizând astfel extracția acestuia.
- Este folosit pentru eliminarea depozitelor de CaCO 3 (carbonat de calciu) prin transformarea sa in CaCl2 (clorura de calciu), care este mai solubil si usor de eliminat. De asemenea, este utilizat industrial în prelucrarea oțelului, material cu numeroase utilizări și aplicații, atât în industrii, cât și în clădiri și în casă.
- Masonii folosesc soluții de HCI pentru spălarea și curățarea cărămizilor. Este folosit la domiciliu pentru curățarea și dezinfectarea băilor și a scurgerilor acestora. În plus, acidul clorhidric este utilizat în gravuri, inclusiv operațiuni de curățare a metalelor.
- Acidul clorhidric are aplicare în eliminarea stratului de oxid de fier mucegai care se acumulează pe oțel, anterior la prelucrarea ulterioară în extrudare, laminare, galvanizare etc.
Fe2O3 + Fe + 6 HCI => 3 FeCl2 + H20
- În ciuda faptului că este foarte coroziv, este folosit pentru a elimina petele de metale prezente în fier, cupru și alamă, utilizând o diluție 1:10 în apă.
Sinteze și reacții chimice
- Acidul clorhidric se utilizează în reacțiile de titrare a bazelor sau alcalinilor, precum și în ajustarea pH-ului soluțiilor. În plus, este utilizat în numeroase reacții chimice, de exemplu în digestia proteinelor, o procedură înainte de studierea conținutului de aminoacizi și identificarea acestora.
- O utilizare principală a acidului clorhidric este producerea de compuși organici, cum ar fi clorura de vinil și diclormetanul. Acidul este un intermediar în producția de policarbonați, carbon activ și acid ascorbic.
- Se folosește la fabricarea adezivilor. În industria textilă se utilizează în procesul de albire a țesăturilor. Se folosește în industria de tăbăcire din piele care intervine în procesarea ei. Se găsește de asemenea în uz ca îngrășământ și în producția de clor, coloranți etc. Se utilizează, de asemenea, în galvanizare, în fotografie și în industria cauciucului.
- Este utilizat în producția de mătase artificială, în rafinarea uleiurilor, grăsimilor și săpunurilor. În plus, este utilizat în reacțiile de polimerizare, izomerizare și alchilare.
Riscuri și toxicitate
Are acțiune corozivă asupra pielii și membranelor mucoase care produc arsuri. Acestea, dacă sunt severe, pot provoca ulcerații, lăsând cicatrici și cicatrici retractabile. Contactul cu ochii poate determina reducerea sau pierderea totală a vederii datorită deteriorării corneei.
Când acidul ajunge pe față, poate provoca cicitrici severi care deformează fața. Contactul frecvent cu acidul poate provoca, de asemenea, dermatită.
Ingestia acidului clorhidric provoacă arsuri ale gurii, gâtului, esofagului și tractului gastrointestinal, provocând greață, vărsături și diaree. În cazuri extreme se poate produce perforarea esofagului și a intestinului, cu stop cardiac și moarte.
Pe de altă parte, vaporii acidului, în funcție de concentrația lor, pot produce o iritare a tractului respirator, provocând faringită, edemul glotului, îngustarea bronhiilor cu bronșită, cianoza și edemul pulmonar (acumularea excesivă de lichid în plămâni) și, în cazuri extreme, moartea.
Expunerea la nivele ridicate de vapori de acid poate determina umflarea și spasmul gâtului, cu sufocare ulterioară.
Necroza dentară manifestată în dinți cu pierderea strălucirii este, de asemenea, frecventă; ele devin galbene și moi, și în cele din urmă se rupe.
Prevenirea daunelor cu acid clorhidric
Există un set de reguli pentru siguranța persoanelor care lucrează cu acid clorhidric:
- Persoanele cu antecedente de boli respiratorii și digestive nu ar trebui să lucreze în medii cu prezența acidului.
- Lucrătorii trebuie să poarte haine rezistente la acizi, chiar și cu glugă; lentile de protecție a ochilor, protecții pentru brațe, mănuși rezistente la acizi și încălțăminte cu aceleași caracteristici. De asemenea, ar trebui să se utilizeze măști anti-gaz și, în caz de expunere severă la vaporii de acid clorhidric, se recomandă utilizarea aparatului respirator autonom.
- Mediul de lucru trebuie să aibă și dușuri de urgență și fântâni pentru spălarea ochilor.
- În plus, există standarde pentru mediile de lucru, cum ar fi tipul podelei, circuitele închise, protecția echipamentului electric etc.
