Солна киселина (HCl): структура, свойства, рискове и употреби

Солна киселина (НС1) е неорганично съединение, което се образува чрез разтваряне във вода на хлороводород, с произход от хидрониевия йон (НЗО +) и хлорид-йон (С1). По-специално, той е хидразидът на халогенния хлор с водород.

НС1 е силна киселина, която е напълно йонизирана във вода и нейните йонизационни продукти са стабилни. Пълната йонизация на НС1 се потвърждава от факта, че рН на 0.1 М разтвор на НС1 е 1.

Основният метод за промишлено производство на НС1 е хлорирането на органични съединения за производство, например дихлорометан, трихлоретилен, перхлоретилен или винилхлорид. НС1 е страничен продукт на реакцията на хлориране.

Използва се при титруване на основи при многобройни химични реакции, при химичното смилане на органични съединения и др.

Парите от солна киселина (хлороводород) могат да причинят сериозни наранявания на очите. В допълнение, те могат да причинят дразнене и тежки проблеми в дихателните пътища.

Стомашната светлина има киселинно рН (1-3) с висока концентрация на НС1. Присъствието на киселина благоприятства стерилизацията на стомашното съдържание, инактивирайки многобройни бактерии, присъстващи в храната. Това би обяснило гастроентерита, свързан със състоянието на ахлорхидрия.

В допълнение, HCl улеснява усвояването на протеини чрез активиране на ензима протеолитичен пепсин.

Използва се при почистване на плувни басейни, обикновено е достатъчно с обикновен препарат, но има петна, които се залепват между плочките, изискващи в тези случаи използването на солна киселина.

Използва се за контрол на рН във фармацевтични продукти, храни и питейна вода. Използва се също и за неутрализиране на отпадъчните потоци, съдържащи алкален материал.

Солна киселина се използва за регенериране на йонообменни смоли, използвани за секвестиране на метални йони или други видове йони в промишлеността, в изследователски лаборатории и в пречистване на питейна вода.

От друга страна може също да се каже, че хлороводород, газообразно съединение, е ди-атомна молекула и атомите, които го образуват, са свързани чрез ковалентна връзка. Междувременно, солната киселина е йонно съединение, което във воден разтвор се дисоциира в Н + и С1-. Взаимодействието между тези йони е от електростатичен тип.

Химическа структура

Всяка молекула на НС1 е образувана от водороден атом и хлорен атом. Въпреки че при стайна температура HCl е отровна и се получава безцветен газ, ако се разтвори във вода, се дава солна киселина.

обучение

Той може да бъде получен чрез електролиза на NaCl (натриев хлорид), който произвежда Н2 (g), С1 (g), 2Na (ac) и OH- (ac). след това:

Н2 + CI2 => 2 HCI

Това е екзотермична реакция.

-HCl се получава чрез взаимодействие на натриев хлорид със сярна киселина. Процес, който може да бъде схематизиран по следния начин:

NaCl + H2S04 => NaHS04 + НС1

След това хлороводородът се събира и натриевият хлорид взаимодейства с натриев бисулфит съгласно следната реакция:

NaCl + NaHS04 => Na2S04 + НС1

Тази реакция е въведена от Johan Glauber през 17-ти век за производство на солна киселина. В момента се използва предимно в лаборатории, тъй като значението на промишлената му употреба намалява.

- Солна киселина може да бъде произведена като страничен продукт от хлорирането на органични съединения, например: при производството на дихлорометан.

C2H4 + Cl2 => C2H4CI2

C2H4CI2 = С2Н3С1 + НС1

Този метод за получаване на HCl е по-използван в промишлеността, като се изчислява, че 90% от HCl, произведен в САЩ, е по тази методология.

- И накрая, HCl се произвежда при изгарянето на хлорирани органични отпадъци:

C4H6C12 + 5O2 => 4СО2 + 2Н20 + 2 HCI

Къде е?

Солна киселина се концентрира в стомашния лумен, където се достига рН 1. Съществуването на мукозна бариера, богата на бикарбонат, предпазва стомашните клетки от увреждане поради ниското стомашно рН.

Има три основни физиологични стимула за секрецията на Н + от париеталните клетки на стомашното тяло: гастрин, хистамин и ацетилхолин.

гастрин

Гастринът е хормон, който се секретира в стомашната антрална област, която действа повишаване на вътреклетъчната концентрация на Са, междинно съединение от активирането на активния транспорт на Н + към стомашния лумен.

Активният транспорт се извършва от ензим АТФаза, който използва енергията, съдържаща се в АТР, за да доведе Н + до стомашния лумен и да въведе К +.

хистамин

Той се секретира от така наречените ентерохромафинови клетки (SEC) на стомашното тяло. Неговото действие се медиира от повишаване на концентрацията на цикличен АМФ и действа като увеличава, подобно на гастрин, активния транспорт на Н + към стомашния лумен, опосредстван от помпа Н + -К +.

ацетилхолин

Той се секретира от краищата на вагусния нерв, подобно на гастрин, който медиира неговото действие чрез увеличаване на вътреклетъчния Са, активирайки действието на помпата Н + -К +.

Н + на париеталните клетки идва от реакцията на СО ₂ с Н 2О до образуване на Н2СО3 (въглеродна киселина). Това по-късно се разлага в H + и HCO ₃ -. Н + се транспортира активно до стомашния лумен през стомашната апикална мембрана. Междувременно, HCO ₃ - се отвежда в кръвта, свързана с Cl-влизането.

Механизмът на контратранспорта или антитранспортния Cl-HCO ₃, който се появява в мембраната на базата на париеталните клетки, произвежда вътреклетъчното натрупване на Cl-. След това йонът преминава в стомашния лумен, придружаващ Н +. Изчислено е, че стомашната секреция на НС1 има концентрация от 0.15 М.

Други източници на биологична HCl

Има и други стимули за секрецията на НС1 от париетални клетки като кофеин и алкохол.

Язвите на стомаха и на дванадесетопръстника се появяват, когато бариерата, която предпазва стомашните клетки от вредното действие на НС1, е нарушена.

Чрез премахване на споменатото по-горе защитно действие на бактерията Helicobacter pilori, ацетилсалициловата киселина и нестероидните противовъзпалителни средства (НСПВС) допринасят за образуването на язви.

Киселинната секреция има функцията да елиминира микробите, присъстващи в храната и да започне храносмилането на протеините чрез действието на пепсин. Основните клетки на стомашното тяло отделят пепсиноген, проензим, който се превръща в пепсин чрез ниското рН на стомашния лумен.

Физични и химични свойства

Молекулно тегло

36, 458 g / mol.

цвят

Това е безцветна или леко жълтеникава течност.

миризма

Това е остър дразнещ мирис.

вкус

Прагът за вкуса му е чиста вода с концентрация 1, 3 х 10-4 мола / л.

Точка на кипене

-121º F до 760 mmHg. -85, 05 ° С до 760 mmHg.

Точка на топене

-174 ° F (-13, 7 ° F) за разтвор на HCl от 39, 7% w / w във вода), -114, 22 ° C.

Разтворимост във вода

Разтворът на НС1 може да има 67% w / w при 86 ° F; 82, 3 g / 100 g вода при 0 ° С; 67, 3 g / 100 g вода при 30 ° С и 63, 3 g / 100 g вода при 40 ° С.

Разтворимост в метанол

51, 3 g / 100 g разтвор при 0 ° С и 47 g / 100 разтвор при 20 ° С

Разтворимост в етанол

41, 0 / 100 g разтвор при 20 ° С

Разтворимост в етер

24, 9 g / 100 разтвор при 20 ° С.

плътност

1.059 g / ml при 59 ° F в 10.17% w / w разтвор.

Плътност на газа

1, 00045 g / L

Плътност на парите

1, 268 (във връзка с въздуха, взет като 1)

Парно налягане

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

стабилност

Той има висока термична стабилност.

самозапалване

Не е запалим.

разлагане

Разлага се чрез нагряване, отделяйки токсичен хлорен дим.

Вискозитет: 0.405 cPoise (течност при 118.6 ° K), 0.0131 c Poise (пара при 273.06 ° K).

корозивно

Той е силно корозивен за алуминий, мед и неръждаема стомана. Атакува всички метали (живак, злато, платина, сребро, тантал с изключение на някои сплави).

Повърхностно напрежение

23 mN / cm при 118.6 ° К.

полимеризация

Алдехидите и епоксидите се подлагат на силна полимеризация в присъствието на солна киселина.

Физическите свойства като вискозитет, налягане на парите, точка на кипене и точка на топене се влияят от процентното съдържание на w / w на HCl.

приложения

Солната киселина има много приложения в домашни условия, в различни индустрии, в учебни и изследователски лаборатории и др.

Индустриална и домашна

- Хидрохлорна киселина се използва в хидрометалургичната обработка, например при производството на алуминиев оксид и титанов диоксид. Той се използва в производството на нефтени кладенци.

Инжектирането на киселината увеличава порьозността около маслото, като по този начин благоприятства извличането му.

Използва се за елиминиране на отлаганията на CaCO ₃ (калциев карбонат) чрез превръщането му в CaCl ₂ (калциев хлорид), който е по-разтворим и лесен за отстраняване. По същия начин, той се използва индустриално при преработката на стомана, материал с многобройни приложения и приложения, както в промишлеността, така и в сградите и в дома.

-Масоните използват HCl решения за измиване и почистване на тухлите. Използва се у дома при почистване и дезинфекция на бани и канали. В допълнение, солна киселина се използва в гравюри, включително операции по почистване на метали.

- Солната киселина има приложение при елиминирането на слоя от плесенясал железен оксид, който се натрупва върху стоманата, преди това за последваща обработка при екструдиране, ламиниране, галванизация и др.

Fe2O3 + Fe + 6 HCl => 3 FeCl2 + H20

- Въпреки че е силно корозивен, той се използва за отстраняване на петна от метали, присъстващи в желязо, мед и месинг, като се използва разреждане 1:10 с вода.

Синтези и химични реакции

- Солната киселина се използва в реакциите на титруване на основи или основи, както и при регулиране на рН на разтворите. В допълнение, той се използва в множество химични реакции, например в смилането на протеини, процедура преди проучвания на съдържанието на аминокиселини и тяхната идентификация.

-Една основна употреба на солна киселина е производството на органични съединения, като винилхлорид и дихлорометан. Киселината е междинно съединение при производството на поликарбонати, активен въглен и аскорбинова киселина.

Използва се при производството на лепила. Докато в текстилната индустрия се използва за избелване на тъкани. Използва се в кожарската индустрия, която се използва при обработката. Използва се и като тор и в производството на хлорид, багрила и др. Използва се и при галванични покрития, във фотографията и в каучуковата промишленост.

Използва се в производството на изкуствена коприна, в рафинирането на масла, мазнини и сапуни. В допълнение, той се използва в реакциите на полимеризация, изомеризация и алкилиране.

Рискове и токсичност

Има корозивно действие върху кожата и лигавиците, причиняващи изгаряния. Тези, ако са тежки, могат да причинят язви, оставяйки келоидни и прибиращи се белези. Контактът с очите може да доведе до намаляване или пълна загуба на зрението поради увреждане на роговицата.

Когато киселината достигне лицето, може да предизвика тежки цицитри, които нарушават лицето. Честият контакт с киселината също може да предизвика дерматит.

Поглъщането на солна киселина причинява изгаряне на устата, гърлото, хранопровода и стомашно-чревния тракт, причинявайки гадене, повръщане и диария. В крайни случаи може да се появи перфорация на хранопровода и червата, със спиране на сърцето и смърт.

От друга страна, парите на киселината, в зависимост от тяхната концентрация могат да предизвикат дразнене на дихателните пътища, причинявайки фарингит, оток на глотиса, стесняване на бронхите с бронхит, цианоза и белодробен оток (прекомерно натрупване на течност в белите дробове). и в крайни случаи - смърт.

Излагането на високи нива на киселинни пари може да предизвика подуване и спазъм на гърлото с последващо задушаване.

Чести са и стоматологична некроза, проявяваща се в зъбите със загуба на яркост; те стават жълти и меки, и накрая се счупват.

Предотвратяване на увреждане от солна киселина

Съществува набор от правила за безопасността на хората, които работят със солна киселина:

- Хората с анамнеза за респираторни и храносмилателни заболявания не трябва да работят в среда с наличие на киселина.

- Работниците трябва да носят устойчиви на киселини дрехи, дори с качулки; защитни лещи за очи, предпазители за ръце, защитни ръкавици и обувки със същите характеристики. Те също трябва да използват противогази и в случаи на силно излагане на изпарения на солна киселина се препоръчва използването на автономни дихателни апарати.

- Работната среда трябва също да има аварийни душове и фонтани за миене на очите.

- Освен това съществуват стандарти за работната среда, като тип на пода, затворени вериги, защита на електрическото оборудване и др.