Структура, властивості, ризики та застосування соляної кислоти (HCl)



The соляної кислоти (HCl) являє собою неорганічне з'єднання, яке утворюється при розчиненні у воді хлористого водню, що походить з іона гідронію (Н3O+) і хлорид-іон (Cl-). Більш конкретно, це гідразид галогену хлору з воднем.

HCl є сильною кислотою, яка повністю іонізується у воді і її продукти іонізації стабільні. Повна іонізація HCl підтверджується тим фактом, що рН 0,1 М розчину HCl дорівнює 1.

Основним методом промислового виробництва HCl є хлорування органічних сполук для отримання, наприклад, дихлорметану, трихлоретилену, перхлоретилену або вінілхлориду. HCl є побічним продуктом реакції хлорування.

Застосовується при титруванні основ у численних хімічних реакціях, хімічному перетравленні органічних сполук і т.д..

Пари соляної кислоти (хлористий водень) можуть призвести до серйозних пошкоджень очей. Крім того, вони можуть викликати роздратування і серйозні проблеми в дихальних шляхах.

Шлунковий світ має кислотне рН (1-3) з високою концентрацією HCl. Присутність кислоти сприяє стерилізації шлункового вмісту, інактивуючи численні бактерії, присутні в їжі. Це могло б пояснити гастроентерит, пов'язаний зі станом ахоргідрії.

Крім того, HCl полегшує перетравлення білків шляхом активації ферменту протеолітичного пепсину.

Застосовується при очищенні басейнів, зазвичай достатньо єдиного миючого засобу, але між плитками є плями, що вимагають у цих випадках використання соляної кислоти..

Використовується для контролю рН у фармацевтичних продуктах, продуктах харчування та питній воді. Він також використовується при нейтралізації потоків відходів, що містять лужний матеріал.

Соляну кислоту використовують при регенерації іонообмінних смол, використовуваних для виділення іонів металів або інших типів іонів у промисловості, в дослідницьких лабораторіях і при очищенні питної води..

З іншого боку, можна також сказати, що хлористий водень, газоподібне з'єднання, є ді-атомною молекулою, і атоми, які утворюють її, з'єднані ковалентним зв'язком. Тим часом соляна кислота є іонним з'єднанням, яке у водному розчині дисоціює в Н+ і Cl-. Взаємодія між цими іонами має електростатичний тип.

Індекс

  • 1 Хімічна структура
  • 2 Навчання
  • 3 Де це??
    • 3.1 Гастрин
    • 3.2 Гістамін
    • 3.3 Ацетилхолін
    • 3.4 Інші джерела біологічної HCl
  • 4 Фізико-хімічні властивості
    • 4.1 Молекулярна маса
    • 4.2 Колір
    • 4.3 Запах
    • 4.4 Смак
    • 4.5 Точка кипіння
    • 4.6 Точка плавлення
    • 4.7 Розчинність у воді
    • 4.8 Розчинність у метанолі
    • 4.9 Розчинність в етанолі
    • 4.10 Розчинність в ефірі
    • 4.11 Щільність
    • 4.12 Щільність газу
    • 4.13 Щільність пари
    • 4.14 Тиск пари
    • 4.15 Стабільність
    • 4.16 Автоматичне запалювання
    • 4.17 Розкладання
    • 4.18 Корозійна активність
    • 4.19 Поверхневий натяг
    • 4.20 Полімеризація
  • 5 Використання
    • 5.1 Промислові та домашні
    • 5.2 Синтези та хімічні реакції
  • 6 Ризики та токсичність
  • 7 Запобігання пошкодження соляною кислотою
  • 8 Посилання

Хімічна структура

Кожна молекула HCl утворена атомом водню і атомом хлору. Хоча при кімнатній температурі HCl отруйна і безбарвний газ, якщо він розчинений у воді, дається соляна кислота.

Навчання

-Він може бути отриманий електролізом NaCl (хлорид натрію), який походить з Н2 (g), Cl2 (g), 2Na (ac) і OH- (ac). Тоді:

H2 +  Cl2 => 2 HCl

Це екзотермічна реакція.

-HCl отримують шляхом взаємодії хлориду натрію з сірчаною кислотою. Процес, який можна схематизувати таким чином:

NaCl + H2SO4  => NaHSO4   +   HCl

Потім хлористий водень збирають і хлорид натрію піддають реакції з бісульфітом натрію згідно з наступною реакцією:

NaCl + NaHSO4 => Na2SO4   +    HCl

Ця реакція була введена Йоханом Глаубером у 17 столітті для отримання соляної кислоти. В даний час вона використовується в основному в лабораторіях, оскільки важливість її промислового використання зменшилася.

-Соляна кислота може бути отримана як побічний продукт хлорування органічних сполук, наприклад: у виробництві дихлорметану.

C2H4   +   Cl2  => C2H4Cl2

C2H4Cl2  => C2H3Cl + HCl

Цей спосіб одержання HCl використовується більш промислово, розраховуючи, що 90% HCl, виробленого в США, за цією методологією.

-І, нарешті, HCl виробляється при спалюванні хлорованих органічних відходів:

C4H6Cl2      +       5 O2   => 4 CO2    +     2 H2O + 2 HCl

Де це?

Соляна кислота концентрується в просвіті шлунка, де досягається рН 1. Існування бар'єру слизу, багатого бікарбонатом, запобігає пошкодженню клітин шлунка через низький рН шлунка..

Існують три основних фізіологічних стимулу для секреції H+ парієнтальними клітинами тіла шлунка: гастрин, гістамін і ацетилхолін.

Гастрин

Гастрин - це гормон, який секретується в області антрального відділу шлунка, що впливає на підвищення внутрішньоклітинної концентрації Ca, проміжної з активації активного транспорту H+ до просвіту шлунка.

Активний транспорт здійснюється ферментом АТФази, який використовує енергію, що міститься в АТФ, для перенесення H+ до просвіту шлунка і вводять K+.

Гістамін

Він секретується так званими ентерохромафіноподібними клітинами (SEC) тіла шлунка. Його дія опосередковується збільшенням концентрації циклічного АМФ і діє за рахунок збільшення, подібно гастрину, активного транспорту Н+ у напрямку до шлункового світла, опосередкованого насосом Н+-K+.

Ацетилхолін

Вона секретується кінцевими нервовими нервами, як гастрин опосередковує його дію шляхом збільшення внутрішньоклітинного Са, активуючи дію насоса Н+-K+.

H+ Парієтальних клітин надходить від реакції СО2 з Н2Або утворюють Н2CO3  (вуглекислота). Це згодом розкладається в H+ і HCO3-. H+ він активно транспортується в просвіт шлунка через шлункову апікальну мембрану. Тим часом, HCO3- беруть до крові, приєднаної до входу Cl-.

Контра-транспортний або протитранспортний механізм Cl-HCO3- що відбувається в базальній мембрані парієтальних клітин продукує внутрішньоклітинне накопичення Cl-. Згодом іон переходить в просвіт шлунка, що супроводжує Н+. Підраховано, що шлункова секреція HCl має концентрацію 0,15 М.

Інші джерела біологічної HCl

Існують інші стимули для секреції HCl парієтальними клітинами, такими як кофеїн і алкоголь.

Виразки шлунка і дванадцятипалої кишки виникають, коли порушується бар'єр, який захищає клітини шлунка від шкідливої ​​дії HCl.

За рахунок усунення вищезазначеної захисної дії бактерії Helicobacter pilori, ацетилсаліцилова кислота і нестероїдні протизапальні засоби (НПЗП) сприяють виробленню виразок.

Виділення кислоти має функцію усунення мікробів, присутніх в їжі, і початку перетравлення білків за рахунок дії пепсину. Основні клітини тіла шлунка виділяють пепсиноген, профермент, який перетворюється в пепсин за рахунок низького рН просвіту шлунка..

Фізико-хімічні властивості

Молекулярна маса

36,458 г / моль.

Колір

Це безбарвна або злегка жовтувата рідина.

Запах

Це роздратований їдкий запах.

Смак

Поріг для дегустації - чиста вода - концентрація 1,3 × 10-4 моль / л.

Точка кипіння

-121º F до 760 мм рт. -85.05º С до 760 мм рт.

Точка плавлення

-174º F (-13,7º F) для розчину HCl 39,7% w / w у воді), -114,22º C.

Розчинність у воді

Розчин HCl може мати 67% w / w при 86 ° F; 82,3 г / 100 г води при 0 ° С; 67,3 г / 100 г води при 30 ° С і 63,3 г / 100 г води при 40 ° С.

Розчинність в метанолі

51,3 г / 100 г розчину при 0ºC і 47 г / 100 розчину при 20ºC

Розчинність в етанолі

41,0 / 100 г розчину при 20 ° С

Розчинність в ефірі

24,9 г / 100 розчину при 20 ° С.

Щільність

1,059 г / мл при 59º F у розчині 10,17% мас. / Мас.

Щільність газу

100045 г / л

Щільність пари

1,268 (по відношенню до повітря, взятого за 1)

Тиск пари

32,452 мм рт.ст. при 70 ° F; 760 мм рт.ст. при -120,6 º F

Стабільність

Має високу термостійкість.

Самозаймання

Вона не є горючою.

Розкладання

Розкладається при нагріванні, що виділяє токсичний дим хлору.

В'язкість: 0,405 cPoise (рідина при 118,6 º K), 0,0131 c Poise (пара при 273,06 º K).

Корозивність

Він дуже корозійний для алюмінію, міді та нержавіючої сталі. Нападає на всі метали (ртуть, золото, платина, срібло, тантал, за винятком деяких сплавів).

Поверхневий натяг

23 мН / см при 118,6º K.

Полімеризація

Альдегіди і епоксиди піддаються сильній полімеризації в присутності соляної кислоти.

На фізичні властивості, такі як в'язкість, тиск парів, температура кипіння і температура плавлення, впливають процентна концентрація w / w HCl.

Використання

Соляна кислота має багато застосувань у домашніх умовах, у різних галузях промисловості, у навчальних і дослідних лабораторіях тощо..

Промислові та домашні

-Соляну кислоту використовують у гідрометалургійній обробці, наприклад, у виробництві оксиду алюмінію і діоксиду титану. Застосовується при виробництві активації нафтових свердловин.

Ін'єкція кислоти збільшує пористість навколо нафти, сприяючи таким чином її екстракції.

-Використовується для усунення відкладень CaCO3 (карбонат кальцію) шляхом його перетворення в CaCl2 (хлорид кальцію), який є більш розчинним і легко видаляється. Крім того, він використовується промисловим способом при переробці сталі, матеріалів з численними застосуваннями і застосуваннями, як у промисловості, так і в будівлях і в домашніх умовах.

-Мулярі використовують розчини HCl для миття та очищення цегли. Використовується в домашніх умовах при очищенні та дезінфекції ванних кімнат та їх стоків. Крім того, соляна кислота використовується в гравюрах, включаючи операції очищення металу.

-Соляна кислота має застосування для усунення шару запліснявленого оксиду заліза, що накопичується на сталі, до його подальшої обробки в екструзії, ламінування, гальванізації тощо..

Віра2O3    +    Fe + 6 HCl => 3 FeCl2     +      H2O

-Хоча він дуже корозійний, його використовують для видалення плям металів, присутніх у залізі, міді та латуні, використовуючи розведення 1:10 у воді.

Синтези та хімічні реакції

-Соляну кислоту використовують в реакціях титрування підстав або лугів, а також при регулюванні рН розчинів. Крім того, він використовується в численних хімічних реакціях, наприклад при перетравленні білків, до вивчення вмісту амінокислот та її ідентифікації..

-Основним використанням соляної кислоти є виробництво органічних сполук, таких як вінілхлорид і дихлорметан. Кислота є проміжним у виробництві полікарбонатів, активованого вугілля і аскорбінової кислоти.

-Застосовується при виготовленні клеїв. В той час як в текстильній промисловості він використовується в відбілюванні тканин. Використовується в шкіряній промисловості, що втручається в її обробку. Він також знаходить застосування як добриво і у виробництві хлоридів, барвників тощо. Він також використовується в гальванічному, фотографічному та гумовому виробництві.

-Застосовується при виробництві штучного шовку, у рафінації масел, жирів і мила. Крім того, він використовується в реакціях полімеризації, ізомеризації і алкілування.

Ризики і токсичність

Має корозійну дію на шкіру і слизові оболонки, що виробляє опіки. Ці, якщо важкі, можуть викликати виразки, залишаючи келоїдні і висувні рубці. Контакт з очима може призвести до зниження або повної втрати зору через пошкодження рогівки.

Коли кислота досягає особи може викликати сильні цицитри, які спотворюють обличчя. Частий контакт з кислотою також може викликати дерматит.

Прийом соляної кислоти викликає опік рота, горла, стравоходу та шлунково-кишкового тракту, викликаючи нудоту, блювоту та діарею. У крайніх випадках може відбутися перфорація стравоходу та кишечника з зупинкою серця та смертю.

З іншого боку, пари кислоти, залежно від їх концентрації, можуть викликати подразнення дихальних шляхів, викликаючи фарингіт, набряк голосової щілини, звуження бронхів при бронхіті, ціанозі і набряку легенів (надмірне накопичення рідини в легенях) і в крайніх випадках смерть.

Вплив високої кількості кислотних парів може викликати набряк і спазм горла з подальшим задушенням.

Некроз зубів, що проявляється в зубах із втратою яскравості, також є частим; вони стають жовтими і м'якими, і нарешті вони ламаються.

Запобігання пошкодження соляною кислотою

Існує набір правил для безпеки людей, які працюють з соляною кислотою:

-Люди з історією захворювань органів дихання і травлення не повинні працювати в середовищі з наявністю кислоти.

-Працівники повинні носити кислотостійкий одяг, навіть з капюшонами; захисні лінзи для очей, захисники для рук, рукавички, стійкі до кислот та взуття з однаковими характеристиками. Вони також повинні використовувати протигази, а у випадках сильного впливу парів соляної кислоти рекомендується використовувати автономний дихальний апарат..

-Робоче середовище має також мати аварійні душі та фонтани для миття очей.

-Крім того, існують стандарти для робочих середовищ, такі як тип підлоги, закриті схеми, захист електричного обладнання тощо..

Список літератури

  1. StudiousGuy (2018). Соляна кислота (HCl): важливо використання та застосування. Взяті з: studiousguy.com
  2. Ganong, W. F. (2003). Огляд медичної фізіології. Двадцять перше видання. Компанії McGraw-Hill INC.
  3. PubChem. (2018). Соляна кислота. Взяті з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Weebly. Соляна кислота. Взяті з: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
  5. CTR. Паспорт безпеки соляної кислоти. [PDF] Взяті з: uacj.mx