KYSELINA CHLOROVODÍKOVÁ (HCL): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI A POUŽITIE - CHÉMIA - 2024

Kyselina chlorovodíková (HCl) alebo kyselina soľná je anorganická zlúčenina tvorený rozpustením vo vode chlorovodíka, čo vedie hydronium iónov (H ₃ O ⁺ ) a chloridových iónov (Cl ^- ). Presnejšie povedané, ide o hydracid halogénchlóru s vodíkom.

HCI je silná kyselina, ktorá úplne ionizuje vo vode a jej ionizačné produkty sú stabilné. Úplná ionizácia HCI je potvrdená skutočnosťou, že pH 0,1 M roztoku HCI je 1.

Walkerma na en.wikipedia, z Wikimedia Commons

Hlavnou metódou priemyselnej výroby HCl je chlorácia organických zlúčenín za vzniku napríklad dichlórmetánu, trichlóretylénu, perchlóretylénu alebo vinylchloridu. HCI je vedľajší produkt chloračnej reakcie.

Používa sa pri titrácii báz pri mnohých chemických reakciách, pri chemickom trávení organických zlúčenín atď.

Pary kyseliny chlorovodíkovej (chlorovodík) môžu vážne poškodiť oči. Okrem toho môžu spôsobiť podráždenie a vážne problémy s dýchacími cestami.

Žalúdočný žalúdok má kyslé pH (1-3) s vysokou koncentráciou HCl. Prítomnosť kyseliny podporuje sterilizáciu obsahu žalúdka, inaktivuje množstvo baktérií prítomných v potrave. To by vysvetľovalo gastroenteritídu spojenú so stavom achlorhydrie.

Okrem toho HCl uľahčuje trávenie proteínov aktiváciou proteolytického enzýmu pepsínu.

Používa sa pri čistení bazénov, zvyčajne postačuje obyčajný čistiaci prostriedok, ale medzi dlaždicami sú škvrny, ktoré v týchto prípadoch vyžadujú použitie kyseliny chlorovodíkovej.

Používa sa pri kontrole pH vo farmaceutických výrobkoch, potravinách a pitnej vode. Používa sa tiež pri neutralizácii odpadových tokov obsahujúcich alkalický materiál.

Kyselina chlorovodíková sa používa na regeneráciu iónomeničových živíc, používa sa na oddeľovanie kovových iónov alebo iných typov iónov v priemysle, vo výskumných laboratóriách a pri čistení pitnej vody.

Na druhej strane možno tiež povedať, že chlorovodík, plynná zlúčenina, je kremelina a atómy, ktoré ju tvoria, sú spojené kovalentnou väzbou. Medzitým, kyselina chlorovodíková je iónová zlúčenina, ktorá vo vodnom roztoku sa odlúči do H ⁺ a Cl ^- . Interakcia medzi týmito iónmi je elektrostatická.

Chemická štruktúra

Obrázok 1: Kyselina chlorovodíková sa tvorí rozpustením HCl vo vode

Každá molekula HCI je tvorená atómom vodíka a atómom chlóru. Aj keď je HCl pri izbovej teplote jedovatý a bezfarebný plyn, ak sa rozpustí vo vode, dáva kyselinu chlorovodíkovú.

výcvik

Obrázok 2: vzhľad kyseliny chlorovodíkovej.

-Je možné vyrábať elektrolýzou NaCl (chlorid sodný), ktorý pochádza H ₂ (g), Cl- ₂ (g), 2Na (aq) a OH ^- (aq). potom:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCI

Toto je exotermická reakcia.

-HCl sa vyrába reakciou chloridu sodného s kyselinou sírovou. Proces, ktorý možno načrtnúť nasledujúcim spôsobom:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCl

Chlorovodík sa potom zbiera a chlorid sodný reaguje s hydrogensiričitanom sodným podľa nasledujúcej reakcie:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl

Túto reakciu zaviedol Johan Glauber v 17. storočí za vzniku kyseliny chlorovodíkovej. V súčasnosti sa používa hlavne v laboratóriách, pretože význam jeho priemyselného využitia klesol.

- Kyselina chlorovodíková sa môže vyrábať ako vedľajší produkt pri chlorácii organických zlúčenín, napríklad pri výrobe dichlórmetánu.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

Tento spôsob výroby HCl sa používa priemyselnejšie, pričom sa počíta s tým, že 90% HCl vyrobenej v Spojených štátoch je podľa tejto metodiky.

- A nakoniec sa HCl vyrába pri spaľovaní chlórovaného organického odpadu:

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

Kde sa to nachádza?

Kyselina chlorovodíková je koncentrovaná v žalúdočnom lúmene, kde je dosiahnuté pH 1. Existencia hlienovej bariéry bohatej na bikarbonát zabraňuje poškodeniu žalúdočných buniek v dôsledku nízkeho pH žalúdka.

Existujú tri hlavné fyziologické stimuly pre sekréciu H ⁺ parietálnymi bunkami žalúdočného tela: gastrín, histamín a acetylcholín.

gastrín

Gastrín je hormón, ktorý sa vylučuje v oblasti žalúdočnej antrum a ktorý pôsobí tak, že zvyšuje vnútrobunkovú koncentráciu Ca, čo je sprostredkovanie aktivácie aktívneho transportu H ⁺ do žalúdočného lúmenu.

Aktívny transport sa vykonáva pomocou enzýmu ATPázy, ktorý využíva energiu obsiahnutú v ATP na prenos H ⁺ do žalúdočného lúmenu a zavedenie K ⁺ .

histamín

Je vylučovaný tzv. Enterochromafínovými bunkami (SEC) žalúdočného tela. Jeho pôsobenie je sprostredkované zvýšením koncentrácie cyklického AMP a účinkuje tak, že zvyšuje, ako je napríklad gastrin, aktívny transport H ⁺ do žalúdočného lúmenu sprostredkovaný pumpou H ⁺ -K ⁺ .

acetylcholín

Je vylučovaný vagálnymi nervovými terminálmi, rovnako ako gastrin sprostredkuje jeho činnosť zvýšením intracelulárneho Ca, čím sa aktivuje činnosť H ⁺ -K ⁺ pumpy .

H ⁺ parietálnych buniek pochádza z reakcie CO ₂ s H ₂ O za vzniku H ₂ CO ₃ (kyselina uhličitá). To následne rozkladá na H ⁺ a HCO ₃ ^- . H ⁺ je aktívne transportovaný do žalúdočného lúmenu cez žalúdočnú apikálnu membránu. Medzitým, HCO ₃ ^- sa uvedie do krvi v spojení so vstupom Cl ^- .

Mechanizmus proti transportu alebo proti transportu Cl ^- HCO ₃ ^-, ktorý sa vyskytuje v bazálnej membráne parietálnych buniek, spôsobuje intracelulárnu akumuláciu Cl ^- . Následne ión prechádza do žalúdočného lúmenu sprevádzajúceho H ⁺ . Odhaduje sa, že sekrécia žalúdočnej HCI má koncentráciu 0,15 M.

Iné zdroje biologickej HCl

Existujú aj ďalšie stimuly na sekréciu HCl parietálnymi bunkami, ako je kofeín a alkohol.

Žalúdočné a dvanástnikové vredy sa vyskytujú, keď je narušená bariéra, ktorá chráni žalúdočné bunky pred škodlivým pôsobením HCl.

Odstránením ochranného účinku uvedeného baktériami Helicobacter pylori prispieva kyselina acetylsalicylová a nesteroidné protizápalové lieky (NSAID) k tvorbe vredov.

Sekrécia kyseliny má funkciu eliminácie mikróbov prítomných v potrave a iniciovania trávenia proteínov pôsobením pepsínu. Hlavné bunky žalúdočného tela vylučujú pepsinogén, proenzým, ktorý sa pri nízkom pH žalúdočného lúmenu transformuje na pepsín.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Molekulová hmotnosť

36,458 g / mol.

farba

Je to bezfarebná alebo slabo nažltlá tekutina.

vône

Je to dráždivý štipľavý zápach.

príchuť

Prah na ochutnanie v čistej vode je koncentrácia 1,3 x ^10-4 mol / l.

Bod varu

-121 ° F až 760 mmHg. -85,05 ° C až 760 mmHg.

Bod topenia

-174 ° F (-13,7 ° F) pre 39,7% hmotn. Roztok HCl vo vode), -114,22 ° C

Rozpustnosť vo vode

HCI roztok môže byť 67% m / p pri 86 ° F; 82,3 g / 100 g vody pri 0 ° C; 67,3 g / 100 g vody pri 30 ° C a 63,3 g / 100 g vody pri 40 ° C

Rozpustnosť v metanole

51,3 g / 100 g roztoku pri 0 ° C a 47 g / 100 roztoku pri 20 ° C

Rozpustnosť v etanole

41,0 / 100 g roztoku pri 20 ° C

Rozpustnosť v éteri

24,9 g / 100 roztoku pri 20 ° C.

Hustota

1,059 g / ml pri 59 ° F v 10,17% m / m roztoku.

Hustota plynu

1 00045 g / l

Hustota pár

1 268 (vo vzťahu k vzduchu branému ako 1)

Tlak vodnej pary

32,452 mmHg pri 70 ° F; 760 mmHg pri -120,6 ° F

stabilita

Má vysokú tepelnú stabilitu.

samovznietenia

Nie je horľavý.

rozklad

Pri zahrievaní sa rozkladá a uvoľňuje toxický chlórový dym.

Viskozita: 0,405 cPoise (kvapalina pri 118,6 ° K), 0,0131 cPoise (para pri 273,06 ° K).

korózie

Je vysoko korozívny pre hliník, meď a nehrdzavejúcu oceľ. Napadá všetky kovy (ortuť, zlato, platina, striebro, tantal okrem určitých zliatin).

Povrchové napätie

23 mN / cm pri 118,6 ° K.

polymerizácie

Aldehydy a epoxidy podliehajú prudkej polymerizácii v prítomnosti kyseliny chlorovodíkovej.

Fyzikálne vlastnosti, ako je viskozita, tlak pár, teplota varu a teplota topenia, sú ovplyvnené percentuálnou koncentráciou w / w HCl.

aplikácia

Kyselina chlorovodíková má početné použitie doma, v rôznych priemyselných odvetviach, vo vyučovacích a výskumných laboratóriách atď.

Priemyselné a domáce

- Kyselina chlorovodíková sa používa pri hydrometalurgickom spracovaní, napríklad pri výrobe oxidu hlinitého a oxidu titaničitého. Používa sa pri aktivácii výroby ropných vrtov.

Vstrekovanie kyseliny zvyšuje pórovitosť okolo oleja, a tým podporuje jeho extrakciu.

-Je sa používa na odstránenie CaCO ₃ (uhličitan vápenatý) vklady a jej premenu Cacia ₂ (chlorid vápenatý), ktorý je rozpustnejší a ľahšie odstrániť. Podobne sa priemyselne používa pri spracovaní ocele, materiálu s mnohými použitiami a aplikáciami, ako v priemysle, v stavebníctve, tak aj v domácnosti.

- Murári používajú HCl roztoky na umývanie a čistenie tehál. Používa sa v domácnosti na čistenie a dezinfekciu kúpeľní a ich odtokov. Kyselina chlorovodíková sa okrem toho používa v rytinách vrátane čistenia kovov.

- Kyselina chlorovodíková sa používa na odstránenie vrstvy plesnivých oxidov železa, ktorá sa hromadí na oceli, pred jej následným spracovaním extrúziou, valcovaním, galvanizáciou atď.

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

- Napriek tomu, že je vysoko leptavý, používa sa na odstránenie kovových škvŕn prítomných v železe, meďi a mosadze pomocou riedenia 1:10 vo vode.

Syntéza a chemické reakcie

- Kyselina chlorovodíková sa používa pri titračných reakciách zásad alebo zásad, ako aj pri úprave pH roztokov. Okrem toho sa používa pri mnohých chemických reakciách, napríklad pri trávení proteínov, pri postupe pred štúdiom obsahu aminokyselín a ich identifikácii.

- Hlavným použitím kyseliny chlorovodíkovej je výroba organických zlúčenín, ako je vinylchlorid a dichlórmetán. Kyselina je medziprodukt pri výrobe polykarbonátov, aktívneho uhlia a kyseliny askorbovej.

- Používa sa pri výrobe lepidla. Zatiaľ čo v textilnom priemysle sa používa na bielenie tkanín. Používa sa v kožiarskom priemysle, ktorý zasahuje do jeho spracovania. Používa sa tiež ako hnojivo a pri výrobe chloridu, farbív atď. Používa sa tiež v galvanickom priemysle, fotografii a gumárenskom priemysle.

- Používa sa pri výrobe umelého hodvábu, pri rafinácii olejov, tukov a mydiel. Okrem toho sa používa pri polymerizačných, izomerizačných a alkylačných reakciách.

Riziká a toxicita

Má leptavé účinky na pokožku a sliznice a spôsobuje popáleniny. Ak sú závažné, môžu spôsobiť ulcerácie, zanechať keloidné a stiahnuteľné jazvy. Kontakt s očami môže spôsobiť poškodenie alebo úplné zhoršenie zraku v dôsledku poškodenia rohovky.

Keď kyselina dosiahne tvár, môže to spôsobiť vážne cykly, ktoré znetvoria tvár. Častý kontakt s kyselinou môže tiež spôsobiť dermatitídu.

Po požití kyseliny chlorovodíkovej horí ústa, hrdlo, pažerák a gastrointestinálny trakt, čo spôsobuje nevoľnosť, zvracanie a hnačku. V extrémnych prípadoch môže dôjsť k perforácii pažeráka a čreva so zástavou srdca a smrťou.

Na druhej strane, kyslé výpary môžu v závislosti od svojej koncentrácie spôsobiť podráždenie dýchacích ciest, spôsobiť faryngitídu, edém glottis, zúženie priedušiek s bronchitídou, cyanózu a pľúcny edém (nadmerné hromadenie tekutín v pľúcach). av extrémnych prípadoch smrť.

Vystavenie vysokým hladinám kyslých výparov môže spôsobiť opuch hrdla a kŕče s následným zadusením.

Časté sú aj zubné nekrózy, ktoré sa objavujú v zuboch so stratou lesku; sú žltkasté a mäkké a nakoniec sa rozpadnú.

Predchádzanie poškodeniu kyselinou chlorovodíkovou

Existuje niekoľko pravidiel bezpečnosti ľudí pracujúcich s kyselinou chlorovodíkovou:

- Ľudia s anamnézou respiračných a tráviacich chorôb by nemali pracovať v prostrediach s prítomnosťou kyseliny.

- Pracovníci musia nosiť odev odolný voči kyselinám, a to aj s kapucňou; ochranné okuliare, chrániče rúk, rukavice odolné proti kyselinám a obuv s rovnakými vlastnosťami. Mali by tiež nosiť plynové masky av prípade silného vystavenia výparom kyseliny chlorovodíkovej sa odporúča použitie nezávislého dýchacieho prístroja.

- Pracovné prostredie musí mať aj núdzové sprchy a fontány na umývanie očí.

- Okrem toho existujú normy pre pracovné prostredie, ako je typ podlahy, uzavreté obvody, ochrana elektrických zariadení atď.

Referencie

1. StudiousGuy. (2018). Kyselina chlorovodíková (HCl): Dôležité použitia a aplikácie. Prevzaté z: studiousguy.com
2. Ganong, WF (2003). Preskúmanie lekárskej fyziológie. Dvadsiate prvé vydanie. Spoločnosti McGraw-Hill INC.
3. PubChem. (2018). Kyselina chlorovodíková. Prevzaté z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. Kyselina chlorovodíková. Prevzaté z: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. Karta bezpečnostných údajov s kyselinou chlorovodíkovou. , Prevzaté z: uacj.mx