Štruktúra, vlastnosti, riziká a použitia kyseliny chlorovodíkovej (HCl)



kyseliny chlorovodíkovej (HCI) je anorganická zlúčenina, ktorá sa tvorí rozpustením chlorovodíka vo vode, pričom sa získa hydróniový ión (H)3O+) a chloridový ión (Cl-). Konkrétnejšie je to hydrazid halogénového chlóru s vodíkom.

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

Hlavným spôsobom priemyselnej výroby HCl je chlorácia organických zlúčenín za vzniku napríklad dichlórmetánu, trichlóretylénu, perchlóretylénu alebo vinylchloridu. HCI je vedľajším produktom chloračnej reakcie.

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

Výpary kyseliny chlorovodíkovej (chlorovodík) môžu spôsobiť vážne poranenie očí. Okrem toho môžu spôsobiť podráždenie a vážne problémy v dýchacích cestách.

Žalúdočné svetlo má kyslé pH (1-3) s vysokou koncentráciou HCl. Prítomnosť kyseliny podporuje sterilizáciu obsahu žalúdka a inaktivuje početné baktérie prítomné v potravinách. To by vysvetľovalo gastroenteritídu spojenú so stavom achlorhydrie.

Okrem toho HCl uľahčuje štiepenie proteínov aktiváciou enzýmu proteolytického pepsínu.

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

Používa sa na reguláciu pH vo farmaceutických výrobkoch, potravinách a pitnej vode. Používa sa tiež na neutralizáciu prúdov odpadov obsahujúcich alkalický materiál.

Kyselina chlorovodíková sa používa pri regenerácii ionomeničových živíc, používaných na sekvestráciu iónov kovov alebo iných typov iónov v priemysle, vo výskumných laboratóriách a pri čistení pitnej vody..

Na druhej strane je tiež možné povedať, že chlorovodík, plynná zlúčenina, je di-atómová molekula a atómy, ktoré ju tvoria, sú spojené kovalentnou väzbou. Medzitým je kyselina chlorovodíková iónová zlúčenina, ktorá sa vo vodnom roztoku disociuje v H+ a Cl-. Interakcia medzi týmito iónmi je elektrostatického typu.

index

  • 1 Chemická štruktúra
  • 2 Tréning
  • 3 Kde je??
    • 3.1 gastrín
    • 3.2 Histamín
    • 3.3 Acetylcholín
    • 3.4 Iné zdroje biologickej HCl
  • 4 Fyzikálne a chemické vlastnosti
    • 4.1 Molekulová hmotnosť
    • 4.2 Farba
    • 4.3 Vôňa
    • 4.4 Chuť
    • 4.5 Teplota varu
    • 4.6 Teplota topenia
    • 4.7 Rozpustnosť vo vode
    • 4.8 Rozpustnosť v metanole
    • 4.9 Rozpustnosť v etanole
    • 4.10 Rozpustnosť v éteri
    • 4.11 Hustota
    • 4.12 Hustota plynu
    • 4.13 Hustota pár
    • 4.14 Tlak pary
    • 4.15 Stabilita
    • 4.16 Autoignition
    • 4.17
    • 4.18 Žieravosť
    • 4.19 Povrchové napätie
    • 4.20 Polymerizácia
  • 5 Použitie
    • 5.1 Priemyselné a domáce
    • 5.2 Syntéza a chemické reakcie
  • 6 Riziká a toxicita
  • 7 Prevencia poškodenia kyselinou chlorovodíkovou
  • 8 Referencie

Chemická štruktúra

Každá molekula HCl je tvorená atómom vodíka a atómom chlóru. Aj keď je HCl pri izbovej teplote jedovatý a bezfarebný plyn, ak je rozpustený vo vode, podáva sa kyselina chlorovodíková.

výcvik

-Môže sa vyrábať elektrolýzou NaCl (chloridu sodného), ktorá vzniká H2 (g), Cl2 (g), 2Na (ac) a OH- (Aq). potom:

H2 +  cl2 => 2 HCl

Toto je exotermická reakcia.

-HCI sa pripraví reakciou chloridu sodného s kyselinou sírovou. Proces, ktorý možno schematizovať nasledujúcim spôsobom:

NaCl + H2SW4  => NaHSO4   +   HCl

Chlorovodík sa potom oddelí a chlorid sodný sa nechá reagovať s hydrogensiričitanom sodným podľa nasledujúcej reakcie:

NaCl + NaHSO4 => Na2SW4   +    HCl

Túto reakciu zaviedol Johan Glauber v 17. storočí na výrobu kyseliny chlorovodíkovej. V súčasnosti sa používa hlavne v laboratóriách, pretože význam jeho priemyselného využitia klesá.

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

C2H4   +   cl2  => C2H4cl2

C2H4cl2  => C2H3Cl + HCl

Tento spôsob výroby HCl sa viac používa priemyselne, pričom sa vypočíta, že 90% HCl vyrobeného v Spojených štátoch je touto metodikou.

-A nakoniec, HCl sa vyrába v spaľovaní chlórovaného organického odpadu:

C4H6cl2      +       5 ° C2   => 4 CO2    +     2 H2O + 2 HCl

Kde je?

Kyselina chlorovodíková sa koncentruje v lúmene žalúdka, kde sa dosiahne pH 1. Existencia hlienovej bariéry, bohatej na hydrogenuhličitan, zabraňuje poškodeniu žalúdočných buniek v dôsledku nízkeho pH žalúdka..

Existujú tri hlavné fyziologické stimuly pre sekréciu H+ parietálnymi bunkami žalúdočného tela: gastrínom, histamínom a acetylcholínom.

gastrín

Gastrín je hormón, ktorý je vylučovaný v oblasti žalúdočného antra, ktorý zvyšuje intracelulárnu koncentráciu Ca, medziproduktu aktivácie aktívneho transportu H+ smerom k lúmenu žalúdka.

Aktívny transport sa uskutočňuje enzýmom ATPázy, ktorý využíva energiu obsiahnutú v ATP na prenos H+ smerom k lúmenu žalúdka a zadajte K+.

histamín

Je vylučovaný tzv. Enterochromafínmi podobnými bunkami (SEC) v žalúdočnom tele. Jeho pôsobenie je sprostredkované zvýšením koncentrácie cyklického AMP a účinkom zvýšením aktívneho transportu H, ako je gastrín.+ smerom k žalúdočnému svetlu sprostredkovanému pumpou H+-K+.

acetylcholín

Je vylučovaný nervovými terminálmi vagu, ako gastrín sprostredkováva svoj účinok zvýšením intracelulárneho Ca, aktiváciou účinku pumpy H+-K+.

H+ parietálnych buniek pochádza z reakcie CO2 s H2Alebo do formy H2CO3  (kyselina uhličitá). Toto sa neskôr rozkladá v H+ a HCO3-. H+ aktívne sa transportuje do žalúdočného lúmenu cez žalúdočnú apikálnu membránu. Medzitým, HCO3- sa odoberie do krvi spojenej so vstupom Cl-.

Protiprepravný alebo anti-transportný mechanizmus Cl-HCO3- ktorý sa vyskytuje v bazálnej membráne parietálnych buniek, vytvára intracelulárnu akumuláciu Cl-. Následne ión prechádza do žalúdočného lúmenu sprevádzajúceho H+. Odhaduje sa, že gastrická sekrécia HCl má koncentráciu 0,15 M.

Iné zdroje biologickej HCl

Existujú aj iné stimuly na vylučovanie HCl parietálnymi bunkami, ako je kofeín a alkohol.

Vredy žalúdka a dvanástnika sa vyskytujú vtedy, keď je porušená bariéra, ktorá chráni žalúdočné bunky pred škodlivým pôsobením HCl.

Odstránením vyššie uvedeného ochranného účinku baktérie Helicobacter pilori, kyselina acetylsalicylová a nesteroidné protizápalové lieky (NSAID) prispievajú k tvorbe vredov.

Sekrécia kyseliny má za úlohu eliminovať mikróby prítomné v potravinách a začať trávenie proteínov pôsobením pepsínu. Hlavné bunky žalúdočného tela vylučujú pepsinogén, proenzým, ktorý sa transformuje na pepsín nízkym pH žalúdočného lúmenu.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Molekulová hmotnosť

36,458 g / mol.

farba

Je to bezfarebná alebo slabo žltkastá kvapalina.

vône

Je to dráždivý pach škvrny.

príchuť

Prahová hodnota pre vašu ochutnávku je čistá voda s koncentráciou 1,3 x 10-4 mol / l.

Teplota varu

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

Teplota topenia

-(-13,7 ° F) pre roztok HCl 39,7% w / w vo vode), -114,22 ° C.

Rozpustnosť vo vode

Roztok HCl môže mať 67% hmotn. 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% roztoku w / w.

Hustota plynu

100045 g / l

Hustota pár

1,268 (vo vzťahu k vzduchu vzatému ako 1)

Tlak pary

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

stabilita

Má vysokú tepelnú stabilitu.

samovznietenia

Nie je horľavý.

rozklad

Rozkladá sa zahrievaním, ktoré vyžaruje toxický chlórový dym.

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

leptanie

Je vysoko korozívny pre hliník, meď a nehrdzavejúcu oceľ. Útočí na 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 viskozita, tlak pár, bod varu a teplota topenia sú ovplyvnené percentuálnou koncentráciou w / w HCl..

aplikácie

Kyselina chlorovodíková má mnoho použití doma, v rôznych priemyselných odvetviach, vo vzdelávacích 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 výrobnej aktivácii ropných vrtov.

Injekcia kyseliny zvyšuje pórovitosť okolo oleja, čím uprednostňuje jeho extrakciu.

-Používa sa na elimináciu usadenín CaCO3 (uhličitan vápenatý) jeho transformáciou na CaCl2 (chlorid vápenatý), ktorý je rozpustnejší a ľahko sa odstraňuje. Podobne sa používa priemyselne pri spracovaní ocele, materiálov s mnohými použitiami a aplikáciami, a to tak v priemysle, ako aj v budovách a doma..

-Murári používajú roztoky HCl na umývanie a čistenie tehál. Používa sa doma na čistenie a dezinfekciu kúpeľní a ich odtokov. Okrem toho sa kyselina chlorovodíková používa v rytinách vrátane operácií čistenia kovov.

-Kyselina chlorovodíková má uplatnenie pri odstraňovaní vrstvy plesnivého oxidu železitého, ktorý sa akumuluje na oceli, predtým pri jej následnom spracovaní v extrúzii, laminácii, galvanizácii atď..

viera2O3    +    Fe + 6 HCl => 3 FeCl2     +      H2O

-Hoci je vysoko korozívny, používa sa na odstraňovanie škvŕn kovov prítomných v železe, medi a mosadze použitím riedenia 1:10 vo vode..

Syntézy a chemické reakcie

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

-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 lepidiel. V textilnom priemysle sa používa pri bielení tkanín. Používa sa v kožiarskom priemysle, ktorý zasahuje do jeho spracovania. Tiež nájde využitie ako hnojivo a pri výrobe chloridov, farbív atď. Používa sa tiež v elektrolytickom pokovovaní, vo fotografii av gumárenskom priemysle.

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

Riziká a toxicita

Má korozívne účinky na pokožku a sliznice, čo spôsobuje popáleniny. Tieto, ak sú závažné, môžu spôsobiť ulcerácie, zanechávajúce keloidné a retabilné jazvy. Kontakt s očami môže spôsobiť zníženie alebo úplnú stratu zraku v dôsledku poškodenia rohovky.

Keď kyselina dosiahne tvár môže spôsobiť vážne cicitrices, ktoré znetvoriť tvár. Častý kontakt s kyselinou môže tiež spôsobiť dermatitídu.

Požitie kyseliny chlorovodíkovej spôsobuje popáleniny úst, hrdla, pažeráka a gastrointestinálneho traktu, čo spôsobuje nevoľnosť, vracanie a hnačku. V extrémnych prípadoch sa môže vyskytnúť perforácia pažeráka a čreva so zástavou srdca a smrťou.

Na druhej strane výpary kyseliny v závislosti od ich koncentrácie môžu spôsobiť podráždenie dýchacích ciest, čo spôsobuje faryngitídu, edém glottisu, zúženie priedušiek s bronchitídou, cyanózu a pľúcny edém (nadmerné hromadenie tekutiny v pľúcach) av extrémnych prípadoch smrť.

Vystavenie vysokým úrovniam kyslých výparov môže spôsobiť opuch a kŕč hrdla s následným zadusením.

Častá je aj nekróza zubov, ktorá sa prejavuje zubami so stratou jasnosti; stanú sa žltými a mäkkými a nakoniec sa zlomia.

Prevencia poškodenia kyselinou chlorovodíkovou

Existuje súbor pravidiel pre bezpečnosť ľudí, ktorí pracujú s kyselinou chlorovodíkovou:

-Ľudia s anamnézou respiračných a tráviacich ochorení by nemali pracovať v prostredí s prítomnosťou kyseliny.

-Pracovníci musia nosiť oblečenie odolné voči kyselinám, dokonca aj s kapucňou; Ochranné okuliare, chrániče rúk, rukavice odolné voči kyselinám a topánky s rovnakými vlastnosťami. Musia tiež používať plynové masky av prípadoch vážneho vystavenia sa výparom kyseliny chlorovodíkovej sa odporúča použiť izolačný dýchací prístroj..

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

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

referencie

  1. StudiousGuy. (2018). Kyselina chlorovodíková (HCl): Dôležité použitia a aplikácie. Prevzaté z: studiousguy.com
  2. Ganong, W. F. (2003). Prehľad 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 pre kyselinu chlorovodíkovú. [PDF]. Prevzaté z: uacj.mx