Δομή, ιδιότητες, κίνδυνοι και χρήσεις υδροχλωρικού οξέος (HCl)



Το υδροχλωρικό οξύ (HCl) είναι μια ανόργανη ένωση που σχηματίζεται από τη διαλυτοποίηση σε νερό υδροχλωρίου, που προέρχεται από το ιόν υδρογόνου (Η3Ο+) και το χλωριούχο ιόν (Cl-). Πιο συγκεκριμένα, είναι το υδραζίδιο του χλωρίου αλογόνου με υδρογόνο.

Το HCl είναι ένα ισχυρό οξύ το οποίο είναι πλήρως ιονισμένο σε νερό και τα προϊόντα ιονισμού του είναι σταθερά. Ο πλήρης ιονισμός του HCl επιβεβαιώνεται από το γεγονός ότι το ρΗ διαλύματος 0,1 Μ HCl είναι 1.

Η κύρια μέθοδος για τη βιομηχανική παραγωγή ΗΟΙ είναι η χλωρίωση των οργανικών ενώσεων που παράγονται, για παράδειγμα διχλωρομεθανίου, τριχλωροαιθυλενίου, υπερχλωροαιθυλενίου ή χλωριούχου βινυλίου. Το HCl είναι υποπροϊόν της αντίδρασης χλωρίωσης.

Χρησιμοποιείται σε βασικές τιτλοδοτήσεις σε πολυάριθμες χημικές αντιδράσεις, στη χημική χώνευση οργανικών ενώσεων κ.λπ..

Οι ατμοί υδροχλωρικού οξέος (υδροχλώριο) μπορούν να προκαλέσουν σοβαρούς τραυματισμούς στα μάτια. Επιπλέον, μπορούν να προκαλέσουν ερεθισμό και σοβαρά προβλήματα στην αναπνευστική οδό.

Το γαστρικό φως έχει όξινο ρΗ (1-3) με υψηλή συγκέντρωση HCl. Η παρουσία του οξέος ευνοεί την αποστείρωση του γαστρικού περιεχομένου, απενεργοποιώντας πολλά βακτήρια που υπάρχουν στα τρόφιμα. Αυτό θα εξηγήσει τη γαστρεντερίτιδα που σχετίζεται με την κατάσταση της αχλωρυδρίας.

Επιπλέον, το HCl διευκολύνει την πέψη των πρωτεϊνών ενεργοποιώντας το ένζυμο πρωτεολυτική πεψίνη.

Χρησιμοποιείται στον καθαρισμό των πισίνων, συνήθως είναι αρκετό ένα κοινό απορρυπαντικό, αλλά υπάρχουν σημεία που κολλάνε μεταξύ των πλακιδίων, απαιτώντας σε αυτές τις περιπτώσεις τη χρήση υδροχλωρικού οξέος.

Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του pH σε φαρμακευτικά προϊόντα, τρόφιμα και πόσιμο νερό. Χρησιμοποιείται επίσης στην εξουδετέρωση των ρευμάτων αποβλήτων που περιέχουν αλκαλικό υλικό.

Το υδροχλωρικό οξύ χρησιμοποιείται στην αναγέννηση ρητινών ανταλλαγής ιόντων, που χρησιμοποιούνται για την απομόνωση ιόντων μετάλλων ή άλλων τύπων ιόντων στη βιομηχανία, σε ερευνητικά εργαστήρια και στον καθαρισμό του πόσιμου νερού..

Από την άλλη πλευρά μπορεί επίσης να ειπωθεί ότι το υδροχλώριο, μια αέρια ένωση, είναι ένα δι-ατομικό μόριο και τα άτομα που το σχηματίζουν ενώνονται με έναν ομοιοπολικό δεσμό. Εν τω μεταξύ, το υδροχλωρικό οξύ είναι μια ιονική ένωση που σε υδατικό διάλυμα διαχωρίζεται σε Η+ και Cl-. Η αλληλεπίδραση μεταξύ αυτών των ιόντων είναι ηλεκτροστατικού τύπου.

Ευρετήριο

  • 1 Χημική δομή
  • 2 Εκπαίδευση
  • 3 Πού είναι;?
    • 3.1 γαστρίνη
    • 3.2 Η ισταμίνη
    • 3.3 Ακετυλοχολίνη
    • 3.4 Άλλες πηγές βιολογικού HCl
  • 4 Φυσικές και χημικές ιδιότητες
    • 4.1 Μοριακό βάρος
    • 4.2 Χρώμα
    • 4.3 Οσμή
    • 4.4 Γεύση
    • 4.5 Σημείο ζέσης
    • 4.6 Σημείο τήξης
    • 4.7 Διαλυτότητα στο νερό
    • 4.8 Διαλυτότητα σε μεθανόλη
    • 4.9 Διαλυτότητα σε αιθανόλη
    • 4.10 Διαλυτότητα σε αιθέρα
    • 4.11 Πυκνότητα
    • 4.12 Πυκνότητα αερίου
    • 4.13 Πυκνότητα ατμών
    • 4.14 Πίεση ατμού
    • 4.15 Σταθερότητα
    • 4.16 Αυτόματη ανάφλεξη
    • 4.17 Αποσύνθεση
    • 4.18 Διαβρωτικότητα
    • 4.19 Επιφανειακή τάση
    • 4.20 Πολυμερισμός
  • 5 Χρήσεις
    • 5.1 Βιομηχανική και οικιακή
    • 5.2 Συνθέσεις και χημικές αντιδράσεις
  • 6 Κίνδυνοι και τοξικότητα
  • 7 Πρόληψη ζημιών από υδροχλωρικό οξύ
  • 8 Αναφορές

Χημική δομή

Κάθε μόριο HCl σχηματίζεται από ένα άτομο υδρογόνου και ένα άτομο χλωρίου. Αν και σε θερμοκρασία δωματίου το HCl είναι δηλητηριώδες και ένα άχρωμο αέριο, αν διαλύεται σε νερό, δίνεται υδροχλωρικό οξύ.

Εκπαίδευση

-Μπορεί να παραχθεί με ηλεκτρόλυση NaCl (χλωριούχο νάτριο) που προέρχεται από το Η2 (g), Cl2 (g), 2Na (ac) και ΟΗ- (ac). Στη συνέχεια:

H2 +  Cl2 => 2 ΗΟΙ

Αυτή είναι μια εξώθερμη αντίδραση.

-Το HCl παράγεται με αντίδραση χλωριούχου νατρίου με θειικό οξύ. Διαδικασία που μπορεί να σχηματοποιηθεί με τον ακόλουθο τρόπο:

NaCl + Η2Έτσι4  => NaHSO4   +   ΗΟΙ

Το υδροχλώριο στη συνέχεια συλλέγεται και το χλωριούχο νάτριο αντιδρά με διθειώδες νάτριο σύμφωνα με την ακόλουθη αντίδραση:

NaCl + NaHSO4 => Na2Έτσι4   +    ΗΟΙ

Αυτή η αντίδραση εισήχθη από τον Johan Glauber τον 17ο αιώνα για την παραγωγή υδροχλωρικού οξέος. Σήμερα χρησιμοποιείται κυρίως σε εργαστήρια, καθώς η σημασία της βιομηχανικής χρήσης της έχει μειωθεί.

-Το υδροχλωρικό οξύ μπορεί να παραχθεί ως υποπροϊόν της χλωρίωσης οργανικών ενώσεων, για παράδειγμα: στην παραγωγή διχλωρομεθανίου.

Γ2H4   +   Cl2  => C2H4Cl2

Γ2H4Cl2  => C2H3Cl + HCl

Αυτή η μέθοδος παραγωγής HCl χρησιμοποιείται περισσότερο βιομηχανικά, υπολογίζοντας ότι το 90% του HCl που παράγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι με αυτή τη μεθοδολογία.

-Και τέλος, το HCl παράγεται κατά την αποτέφρωση χλωριωμένων οργανικών αποβλήτων:

Γ4H6Cl2      +       5 O2   => 4 CO2    +     2 Η2Ο + 2 ΗΟΙ

Πού είναι?

Το υδροχλωρικό οξύ συμπυκνώνεται στο γαστρικό σωλήνα όπου επιτυγχάνεται ένα ρΗ 1. Η ύπαρξη ενός φραγμού βλέννας, πλούσιο σε διττανθρακικό, εμποδίζει τα γαστρικά κύτταρα να υποστούν βλάβη λόγω του χαμηλού γαστρικού pH.

Υπάρχουν τρία βασικά φυσιολογικά ερεθίσματα για την έκκριση του Η+ από τα βρεγματικά κύτταρα του γαστρικού σώματος: γαστρίνη, ισταμίνη και ακετυλοχολίνη.

Γαστρίνη

Η γαστρίνη είναι μια ορμόνη που εκκρίνεται στην περιοχή του γαστρικού αντρού που δρα αυξάνοντας την ενδοκυτταρική συγκέντρωση του Ca, ενδιάμεσο της ενεργοποίησης της ενεργού μεταφοράς του Η+ προς το γαστρικό αυλό.

Η ενεργή μεταφορά πραγματοποιείται από ένα ένζυμο ATPase που χρησιμοποιεί την ενέργεια που περιέχεται στο ATP για τη μεταφορά του Η+ προς το γαστρικό σωλήνα και εισάγετε το K+.

Η ισταμίνη

Εκκρίνεται από τα αποκαλούμενα κύτταρα τύπου εντεροχρωμαφίνης (SEC) του γαστρικού σώματος. Η δράση του προκαλείται από την αύξηση της συγκέντρωσης κυκλικού AMP και δρα με την αύξηση, όπως η γαστρίνη, της ενεργού μεταφοράς του Η+ προς το γαστρικό φως που προκαλείται από μια αντλία Η+-Κ+.

Ακετυλοχολίνη

Εκκρίνεται από τα τερματικά του παραγώγου νεύρου, όπως η γαστρίνη προκαλεί τη δράση της μέσω αύξησης του ενδοκυτταρικού Ca ενεργοποιώντας τη δράση της αντλίας Η+-Κ+.

Το Η+ των βρεγματικών κυττάρων προέρχεται από την αντίδραση του CO2 με το Η2Ή για να σχηματίσει το Η2CO3  (ανθρακικό οξύ). Αυτό αργότερα αποσυντίθεται στην Η+ και HCO3-. Το Η+ μεταφέρεται ενεργά στον γαστρικό σωλήνα μέσω της γαστρικής κορυφαίας μεμβράνης. Εν τω μεταξύ, το HCO3- μεταφέρεται στο αίμα που συνδέεται με την καταχώρηση Cl-.

Ο μηχανισμός αντικλεπτικών μεταφορών ή αντικλεπτικών μεταφορών Cl-HCO3- που συμβαίνει στη βασική μεμβράνη των βρεγματικών κυττάρων παράγει την ενδοκυτταρική συσσώρευση Cl-. Στη συνέχεια, το ιόν περνά στο γαστρικό σωλήνα που συνοδεύει το Η+. Εκτιμάται ότι η γαστρική έκκριση του HCl έχει συγκέντρωση 0,15 Μ.

Άλλες πηγές βιολογικού HCl

Υπάρχουν και άλλα ερεθίσματα για την έκκριση του HCl από βρεγματικά κύτταρα όπως η καφεΐνη και το αλκοόλ.

Τα γαστρικά και δωδεκαδακτυλικά έλκη εμφανίζονται όταν διασπάται ο φραγμός που προστατεύει τα γαστρικά κύτταρα από την επιβλαβή δράση του HCl.

Με την εξάλειψη της προαναφερθείσας προστατευτικής δράσης του βακτηρίου Helicobacter pilori, το ακετυλοσαλικυλικό οξύ και τα μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα (NSAIDs) συμβάλλουν στην παραγωγή των ελκών.

Η έκκριση οξέος έχει τη λειτουργία της εξάλειψης των μικροβίων που υπάρχουν στα τρόφιμα και την έναρξη της πέψης των πρωτεϊνών μέσω της δράσης της πεψίνης. Τα κύρια κύτταρα του γαστρικού σώματος εκκρίνουν το πεψινένιο, ένα προένζυμο που μετασχηματίζεται σε πεψίνη από το χαμηλό ρΗ του γαστρικού αυλού.

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Μοριακό βάρος

36,458 g / mol.

Χρώμα

Είναι άχρωμο ή ελαφρώς κιτρινωπό υγρό.

Οσμή

Είναι μια ερεθιστική ακάθαρτη οσμή.

Γεύση

Το κατώφλι για την γευσιγνωσία σας είναι το καθαρό νερό είναι μια συγκέντρωση 1,3 x 10-4 moles / l.

Σημείο ζέσεως

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

Σημείο τήξης

-174 ° F (-13,7 ° F) για διάλυμα HCl 39,7% β / β σε νερό), -114,22 ° C.

Διαλυτότητα στο νερό

Το διάλυμα HCl μπορεί να έχει 67% β / β στους 86 ° F. 82,3 g / 100 g νερού στους 0 ° C. 67,3 g / 100 g νερού στους 30 ° C και 63,3 g / 100 g νερού στους 40 ° C.

Διαλυτότητα σε μεθανόλη

51,3 g / 100 g διαλύματος στους 0 ° C και 47 g / 100 διαλύματος στους 20 ° C

Διαλυτότητα σε αιθανόλη

41,0 / 100 g διαλύματος στους 20 ° C

Διαλυτότητα σε αιθέρα

24,9 g / 100 διαλύματος στους 20 ° C.

Πυκνότητα

1,059 g / ml στους 59 ° F σε διάλυμα 10,17% β / β.

Πυκνότητα αερίου

1,00045 g / L

Πυκνότητα ατμών

1,268 (σε σχέση με τον αέρα που ελήφθη ως 1)

Πίεση ατμού

32,452 mmHg στους 70 ° F. 760 mmHg στους -120,6 ° F

Σταθερότητα

Έχει υψηλή θερμική σταθερότητα.

Αυτόματη ανάφλεξη

Δεν είναι εύφλεκτο.

Αποσύνθεση

Αποσυντίθεται με θέρμανση που εκπέμπει τοξικό χλώριο.

Ιξώδες: 0.405 cPoise (υγρό στους 118.6 º K), 0.0131 c Poise (ατμός στους 273.06 º K).

Διαβρωτικότητα

Είναι ιδιαίτερα διαβρωτικό για αλουμίνιο, χαλκό και ανοξείδωτο χάλυβα. Επιτίθεται όλα τα μέταλλα (υδράργυρος, χρυσός, πλατίνα, ασήμι, ταντάλιο, εκτός από ορισμένα κράματα).

Επιφανειακή τάση

23 mN / cm στους 118,6 ° Κ.

Πολυμερισμός

Οι αλδεϋδες και τα εποξείδια υφίστανται βίαιο πολυμερισμό παρουσία υδροχλωρικού οξέος.

Οι φυσικές ιδιότητες, όπως το ιξώδες, η τάση ατμών, το σημείο βρασμού και το σημείο τήξης επηρεάζονται από την εκατοστιαία συγκέντρωση w / w του HCl.

Χρησιμοποιεί

Το υδροχλωρικό οξύ έχει πολλές χρήσεις στο σπίτι, σε διαφορετικές βιομηχανίες, σε εργαστήρια διδασκαλίας και έρευνας κ.λπ..

Βιομηχανική και οικιακή

-Το υδροχλωρικό οξύ χρησιμοποιείται στην υδρομεταλλουργική επεξεργασία, για παράδειγμα, στην παραγωγή αλουμίνας και διοξειδίου του τιτανίου. Χρησιμοποιείται στην ενεργοποίηση της παραγωγής πετρελαιοπηγών.

Η έγχυση του οξέος αυξάνει το πορώδες γύρω από το έλαιο, ευνοώντας έτσι την εξαγωγή του.

-Χρησιμοποιείται για την εξάλειψη των αποθέσεων του CaCO3 (ανθρακικό ασβέστιο) με τον μετασχηματισμό του σε CaCl2 (χλωριούχο ασβέστιο) το οποίο είναι πιο διαλυτό και εύκολο να αφαιρεθεί. Ομοίως, χρησιμοποιείται βιομηχανικά στην επεξεργασία χάλυβα, υλικό με πολλές χρήσεις και εφαρμογές, τόσο σε βιομηχανίες, όπως σε κτίρια και στο σπίτι.

-Οι τοίχοι χρησιμοποιούν διαλύματα HCl για το πλύσιμο και τον καθαρισμό των τούβλων. Χρησιμοποιείται στο σπίτι για τον καθαρισμό και την απολύμανση των λουτρών και των αποχετεύσεων τους. Επιπλέον, το υδροχλωρικό οξύ χρησιμοποιείται στα χαρακτικά, συμπεριλαμβανομένων των εργασιών καθαρισμού μετάλλων.

-Το υδροχλωρικό οξύ έχει εφαρμογή στην απομάκρυνση του στρώματος χυτευμένου οξειδίου του σιδήρου που συσσωρεύεται στον χάλυβα, προηγουμένως στην επακόλουθη επεξεργασία του σε εξώθηση, στρωματοποίηση, γαλβανισμό κλπ..

Πίστη2Ο3    +    Fe + 6 ΗΟΙ => 3 FeCl2     +      H2Ο

-Αν και είναι ιδιαίτερα διαβρωτικό, χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση λεκέδων μετάλλων που υπάρχουν σε σίδηρο, χαλκό και ορείχαλκο, χρησιμοποιώντας αραίωση 1:10 σε νερό.

Συνθετικές και χημικές αντιδράσεις

-Το υδροχλωρικό οξύ που χρησιμοποιείται στην ογκομέτρηση αντιδράσεις βάσης ή άλκαλι, όπως επίσης και ρύθμιση του ρΗ των διαλυμάτων. Επιπλέον, η συσκευή χρησιμοποιείται σε πολλές χημικές αντιδράσεις, για παράδειγμα στην πέψη των πρωτεϊνών, προκαταρκτικών μελετών σε αμινοξέα περιεκτικότητα οξέος και η διαδικασία ταυτοποίησης.

-Μια κύρια χρήση υδροχλωρικού οξέος είναι η παραγωγή οργανικών ενώσεων, όπως χλωριούχο βινύλιο και διχλωρομεθάνιο. Το οξύ είναι ενδιάμεσο στην παραγωγή πολυανθρακικών, ενεργού άνθρακα και ασκορβικού οξέος.

-Χρησιμοποιείται στην κατασκευή συγκολλητικών ουσιών. Ενώ στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας χρησιμοποιείται στην λεύκανση των υφασμάτων. Χρησιμοποιείται στη βιομηχανία δερμάτινων μαυρίσματος που παρεμβαίνει στην επεξεργασία της. Επίσης βρίσκει χρήση ως λίπασμα και στην παραγωγή χλωριδίου, βαφών κ.λπ. Χρησιμοποιείται επίσης στην ηλεκτρολυτική επίστρωση, στη φωτογραφία και στη βιομηχανία ελαστικών.

-Χρησιμοποιείται στην παραγωγή τεχνητού μετάξι, στον εξευγενισμό των ελαίων, των λιπών και των σαπουνιών. Επιπλέον, χρησιμοποιείται στις αντιδράσεις πολυμερισμού, ισομερισμού και αλκυλίωσης.

Κίνδυνοι και τοξικότητα

Έχει διαβρωτική δράση στο δέρμα και τους βλεννογόνους που προκαλούν εγκαύματα. Αυτά, αν είναι σοβαρά, μπορούν να προκαλέσουν εξελκώσεις, αφήνοντας χηλοειδείς και ανασυρόμενες ουλές. Η επαφή με τα μάτια μπορεί να προκαλέσει μείωση ή πλήρη απώλεια της όρασης λόγω βλάβης στον κερατοειδή.

Όταν το οξύ φτάσει στο πρόσωπο μπορεί να προκαλέσει σοβαρά cicitrices που παραμορφώνουν το πρόσωπο. Η συχνή επαφή με το οξύ μπορεί επίσης να προκαλέσει δερματίτιδα.

Η κατάποση υδροχλωρικού οξέος προκαλεί έγκαυμα του στόματος, του λαιμού, του οισοφάγου και του γαστρεντερικού σωλήνα, προκαλώντας ναυτία, έμετο και διάρροια. Σε ακραίες περιπτώσεις μπορεί να εμφανιστεί διάτρηση του οισοφάγου και του εντέρου, με καρδιακή ανακοπή και θάνατο.

Επιπλέον, οξύ αναθυμιάσεις, ανάλογα με τη συγκέντρωση του μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό της αναπνευστικής οδού, προκαλώντας φαρυγγίτιδα, γλωττιδική οίδημα, στένωση του βρογχικού βρογχίτιδας, κυάνωση και πνευμονικό οίδημα (υπερβολική συσσώρευση υγρών στους πνεύμονες) και σε ακραίες περιπτώσεις, θάνατο.

Η έκθεση σε υψηλά επίπεδα όξινων ατμών μπορεί να προκαλέσει οίδημα και σπασμό του λαιμού με επακόλουθο ασφυξία.

Η οδοντική νέκρωση που εκδηλώνεται σε δόντια με απώλεια φωτεινότητας είναι επίσης συχνή. γίνονται κίτρινα και μαλακά και τελικά σπάνε.

Πρόληψη ζημιών από υδροχλωρικό οξύ

Υπάρχει ένα σύνολο κανόνων για την ασφάλεια των ατόμων που εργάζονται με υδροχλωρικό οξύ:

-Τα άτομα με ιστορικό αναπνευστικών και πεπτικών νόσων δεν πρέπει να εργάζονται σε περιβάλλον με την παρουσία οξέος.

-Οι εργαζόμενοι πρέπει να φορούν ρούχα ανθεκτικά στα οξέα, ακόμη και με κουκούλες. φακούς προστασίας ματιών, προστατευτικά βραχιόνων, γάντια ανθεκτικά στα οξέα και παπούτσια με τα ίδια χαρακτηριστικά. Πρέπει επίσης να χρησιμοποιούν μάσκες αερίων και σε περιπτώσεις σοβαρής έκθεσης σε ατμούς υδροχλωρικού οξέος συνιστάται η χρήση αυτοδύναμης αναπνευστικής συσκευής..

-Το περιβάλλον εργασίας θα πρέπει επίσης να διαθέτει ντους έκτακτης ανάγκης και βρύσες για το πλύσιμο των ματιών.

-Επιπλέον, υπάρχουν πρότυπα για περιβάλλοντα εργασίας, όπως τύπος δαπέδου, κλειστά κυκλώματα, προστασία ηλεκτρικού εξοπλισμού κλπ..

Αναφορές

  1. StudiousGuy (2018). Υδροχλωρικό οξύ (HCl): Σημαντικές χρήσεις και εφαρμογές. Από: studiousguy.com
  2. Ganong, W. F. (2003). Ανασκόπηση της Ιατρικής Φυσιολογίας. Εικοστή πρώτη έκδοση. Οι εταιρίες McGraw-Hill INC.
  3. PubChem. (2018). Υδροχλωρικό οξύ. Από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Weebly. Υδροχλωρικό οξύ. Από: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
  5. CTR. Δελτίο δεδομένων ασφαλείας για το υδροχλωρικό οξύ. [PDF] Λαμβάνεται από: uacj.mx