ACID CLORHIDRIC (HCL): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Acidul clorhidric (HCl) sau acidul clorhidric este un compus anorganic format prin dizolvarea în apă de acid clorhidric gazos, rezultând hidroniu ion (H ₃ O ⁺ ) și ioni de clor (Cl ^- ). Mai precis, este hidracida clorului halogen cu hidrogenul.

HCl este un acid puternic care ionizează complet în apă, iar produsele sale de ionizare sunt stabile. Ionizarea completă a HCl este coroborată de faptul că pH-ul unei soluții de HCl 0,1 M este 1.

De Walkerma la en.wikipedia, de la Wikimedia Commons

Principala metodă pentru producerea industrială de HCl este clorurarea compușilor organici pentru a produce, de exemplu, diclorometan, tricloretilen, percloretilen sau clorură de vinil. HCl este un produs secundar al reacției de clorare.

Se folosește la titrarea bazelor în numeroase reacții chimice, în digestia chimică a compușilor organici etc.

Vaporii cu acid clorhidric (clorură de hidrogen) pot răni grav ochii. În plus, ele pot provoca iritații și probleme severe în tractul respirator.

Lumenul gastric are un pH acid (1-3) cu o concentrație mare de HCl. Prezența acidă favorizează sterilizarea conținutului gastric, inactivând numeroase bacterii prezente în alimente. Acest lucru ar explica gastroenterita asociată cu starea achlorhidriei.

În plus, HCl facilitează digestia proteinelor prin activarea enzimei proteolitice pepsină.

Este utilizat la curățarea piscinelor, de obicei este suficient un detergent comun, dar există pete care aderă între țigle, necesitând în aceste cazuri utilizarea acidului clorhidric.

Este utilizat pentru controlul pH-ului în produse farmaceutice, alimentare și apă potabilă. Este, de asemenea, utilizat în neutralizarea fluxurilor de deșeuri care conțin materiale alcaline.

Acidul clorhidric se folosește în regenerarea rășinilor schimbătoare de ioni, utilizate pentru secuirea ionilor metalici sau a altor tipuri de ioni în industrie, în laboratoarele de cercetare și în epurarea apei potabile.

Pe de altă parte, se poate spune, de asemenea, că clorura de hidrogen, un compus gazos, este o moleculă diatomică, iar atomii care o 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 electrostatică.

Structura chimică

Figura 1: Acidul clorhidric se formează prin dizolvarea HCl în apă

Fiecare moleculă de HCl este formată dintr-un atom de hidrogen și un atom de clor. Deși la temperatura camerei HCl este otrăvitor și un gaz incolor, dacă se dizolvă în apă, dă acid clorhidric.

Instruire

Figura 2: aspectul acidului clorhidric.

-Poate fi produs prin electroliza NaCl (clorură de sodiu) , care este originar H ₂ (g), Cl ₂ (g), 2Na (apos) și OH ^- (aq). Apoi:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCI

Aceasta este o reacție exotermică.

-HCl este produs prin reacția clorurii de sodiu cu acidul sulfuric. Proces care poate fi conturat în felul următor:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSC ₄ + HCI

Clorura de hidrogen este apoi colectată și clorura de sodiu reacționează cu bisulfitul de sodiu conform următoarei reacții:

NaCl + NaHSC ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCI

Această reacție a fost introdusă de Johan Glauber în secolul al XVII-lea pentru a produce acid clorhidric. În prezent este utilizat mai ales 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 producerea diclorometanului.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCI

Această metodă de producere a HCl este mai utilizată industrial, calculând că 90% din HCl produs în Statele Unite este prin această metodologie.

-În final, HCl este produs în incinerarea deșeurilor organice clorurate:

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

Unde este localizat?

Acidul clorhidric este concentrat în lumenul gastric unde se atinge un pH de 1. Existența unei bariere de mucus, bogată în bicarbonat, împiedică deteriorarea celulelor gastrice din cauza pH-ului gastric scăzut.

Există trei stimuli fiziologici principali pentru secreția de H ⁺ de către celulele parietale ale corpului gastric: gastrină, histamină și acetilcolină.

Gastrina

Gastrina este un hormon secretat în regiunea antrului gastric care acționează prin creșterea concentrației intracelulare de Ca, un intermediar în activarea transportului activ al H ⁺ către lumenul gastric.

Transportul activ este efectuat de o enzimă ATPază care folosește energia conținută de ATP pentru a transporta 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, la fel ca gastrina, a transportului activ de H ⁺ la lumenul gastric mediat de o pompă H ⁺ -K ⁺ .

acetilcolina

Este secretată de terminalele nervoase vagale, la fel cum gastrina mediază acțiunea ei printr-o creștere a Ca-ului intracelular, activând acțiunea pompei H ⁺ -K ⁺ .

H ⁺ a celulelor parietale provine din reacția CO ₂ cu H ₂ O pentru a forma H ₂ CO ₃ (acid carbonic). Aceasta se descompune ulterior în H ⁺ și HCO ₃ ^- . H ⁺ este transportat activ la lumenul gastric prin membrana apicală gastrică. Între timp, HCO ₃ ^- este introdus în sânge cuplat cu intrarea Cl ^- .

Countertransport Mecanismul sau antitransporte Cl ^- HCO ₃ ^- care are loc în membrana bazală a celulelor parietale determină o acumulare intracelulară de Cl ^- . Ulterior, ionul trece în lumenul gastric care însoțește H ⁺ . Secreția HCl gastrică este estimată a avea o concentrație de 0,15 M.

Alte surse de HCl biologic

Există și alți stimuli pentru secreția de HCl de către celulele parietale, cum ar fi cofeina și alcoolul.

Ulcerele gastrice și duodenale apar atunci când bariera care protejează celulele gastrice de acțiunea dăunătoare a HCl este perturbată.

Prin eliminarea acțiunii de protecție menționate de bacteriile Helicobacter pylori, acidul acetilsalicilic și antiinflamatoarele nesteroidiene (AINS) contribuie la producerea ulcerelor.

Secreția acidă are funcția de a elimina microbii prezenți în alimente și de a iniția digestia proteinelor, prin acțiunea pepsinei. Principalele celule ale corpului gastric secretă pepsinogen, o proenzimă care este transformată în pepsină de pH-ul scăzut al lumenului gastric.

Proprietati fizice si chimice

Greutate moleculară

36,458 g / mol.

Culoare

Este un lichid incolor sau ușor gălbui.

Miros

Este un miros acrid iritant.

Gust

Pragul pentru degustare în apă pură este o concentrație de 1,3 x 10 ^-4 mol / l.

Punct de fierbere

-121º F până la 760 mmHg. -85,05 ° C până la 760 mmHg.

Punct de topire

-174º F (-13,7 ºF) pentru o soluție de 39,7% greutate / greutate HCl în apă), -114,22ºC.

Solubilitatea apei

Soluția de HCl poate fi de 67% greutate / p 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 de soluție la 20 ° C

Solubilitatea în etanol

41,0 / 100 g de soluție la 20 ° C

Solubilitatea în eter

24,9 g / 100 soluție la 20 ° C.

Densitate

1,059 g / ml la 59 ° F într-o soluție de 10,17% în greutate.

Densitatea gazului

1.00045 g / L

Densitatea vaporilor

1.268 (în raport cu aerul preluat ca 1)

Presiunea de vapori

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 la încălzirea care emite fum toxic de clor.

Vâscozitate: 0,405 cPoise (lichid la 118,6 º K), 0,0131 cPoise (vapori la 273,06 º K).

corozivitatii

Este foarte coroziv pentru aluminiu, cupru și oțel inoxidabil. Atacă toate metalele (mercur, aur, platină, argint, tantal, cu excepția anumitor aliaje).

Tensiune de suprafata

23 mN / cm la 118,6º K.

polimerizarea

Aldehide și epoxizi suferă o polimerizare violentă în prezența acidului clorhidric.

Proprietățile fizice, cum ar fi vâscozitatea, presiunea vaporilor, punctul de fierbere și punctul de topire sunt influențate de concentrația procentuală în greutate în greutate a HCl.

Aplicații

Acidul clorhidric are numeroase utilizări la domiciliu, în diferite industrii, în laboratoarele de predare și cercetare etc.

Industrial și acasă

-Acidul clorhidric este utilizat în prelucrarea hidrometalurgică, de exemplu în producția de alumină și dioxid de titan. Este utilizat în activarea producției de puțuri de petrol.

Injectarea acidului crește porozitatea din jurul uleiului, favorizând astfel extracția acestuia.

-Este este folosit pentru a elimina CaCO ₃ (carbonat de calciu) , depuneri prin transformarea acesteia în CaCl ₂ (clorură de calciu) , care este mai solubil și mai ușor de îndepărtat. De asemenea, este utilizat industrial la prelucrarea oțelului, un material cu numeroase utilizări și aplicații, atât în ​​industrie, în construcții, cât și în casă.

-Masonii folosesc solutii HCl pentru spalarea si curatarea caramizilor. Este utilizat în casă pentru curățarea și dezinfectarea băilor și a canalelor de scurgere ale 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 mucegăit care se acumulează pe oțel, înainte de prelucrarea ulterioară a acestuia în extrudare, laminare, galvanizare etc.

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

-În ciuda faptului că este foarte coroziv, se folosește pentru îndepărtarea petelor de metal prezente în fier, cupru și alamă, folosind o diluție de 1:10 în apă.

Sinteză și reacții chimice

-Acidul clorhidric este utilizat în reacțiile de titrare ale 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 anterioară studiilor conținutului de aminoacizi și identificarea acestora.

-O principală utilizare a acidului clorhidric este producerea de compuși organici, cum ar fi clorura de vinil și diclormetanul. Acidul este un intermediar în producția de policarbonate, carbon activat și acid ascorbic.

-Este utilizat la fabricarea lipiciului. În timp ce în industria textilă este utilizat în albirea țesăturilor. Este utilizat în industria bronzării pielii, intervenind la prelucrarea sa. De asemenea, găsește utilizarea ca îngrășământ și în producerea clorurii, coloranților etc. De asemenea, este utilizat în galvanizare, fotografie și industria cauciucului.

-Este utilizat la producerea de mătase artificială, la rafinarea uleiurilor, grăsimilor și săpunurilor. În plus, este utilizat în reacții de polimerizare, izomerizare și alchilare.

Riscuri și toxicitate

Are o acțiune corozivă asupra pielii și mucoaselor, provocând arsuri. Acestea, dacă sunt grave, pot provoca ulcerații, lăsând cicatrici keloide și retractile. Contactul cu ochii poate determina reducerea sau pierderea totală a vederii din cauza deteriorării corneei.

Când acidul ajunge pe față poate provoca cicluri grave care defigurează fața. Contactul frecvent cu acidul poate provoca și dermatită.

Ingerarea acidului clorhidric arde gura, gâtul, esofagul și tractul gastro-intestinal, provocând greață, vărsături și diaree. În cazuri extreme, poate apărea perforația esofagului și a intestinului, cu stop cardiac și moarte.

Pe de altă parte, vaporii de acid, în funcție de concentrația lor, pot provoca iritații ale tractului respirator, provocând faringită, edem al glotei, îngustarea bronhiilor cu bronșită, cianoză și edem pulmonar (acumularea excesivă de lichid în plămâni) iar în cazuri extreme, moartea.

Expunerea la niveluri ridicate de fum acid poate provoca umflarea gâtului și spasmul cu sufocarea în consecință.

Sunt frecvente și necrozele dentare care apar la dinți cu pierdere de strălucire; se îngălbenesc și sunt moi și, în cele din urmă, se despart.

Prevenirea deteriorării acidului 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 prezență de acid.

-Lucrătorii trebuie să poarte haine rezistente la acid, chiar și cu hote; ochelari de protecție pentru ochi, protecție pentru brațe, mănuși rezistente la acid și pantofi cu aceleași caracteristici. De asemenea, trebuie să poarte măști de gaz, iar în cazurile de expunere severă la vapori de acid clorhidric, se recomandă utilizarea unui aparat de respirație autonom.

-Mediul de lucru trebuie să aibă, de asemenea, dușuri și fântâni de urgență pentru spălarea ochilor.

-În plus, există standarde pentru mediile de lucru, cum ar fi tipul podelei, circuitelor închise, protecția echipamentelor electrice etc.

Referințe

1. StudiousGuy. (2018). Acidul clorhidric (HCl): Utilizări și aplicații importante. Luat de la: studiousguy.com
2. Ganong, WF (2003). Revizuirea fiziologiei medicale. Douăzeci și o nouă ediție. Companiile McGraw-Hill INC.
3. Extract. (2018). Acid clorhidric. Luat de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. Acid clorhidric. Luat de la: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. Fișă tehnică de securitate a acidului clorhidric. . Luat de la: uacj.mx