СОЛЯНА КИСЛОТА (HCL): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ ТА СПОСОБИ ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Соляна кислота (HCl) , або соляна кислота являє собою неорганічну сполуку утворюється шляхом розчинення у воді хлористого водню, в результаті чого іон гідроксонію (Н ₃ Про ⁺ ) і хлорид - іон (Cl ^- ). Більш конкретно, це гідрацид галоген хлору з воднем.

HCl - сильна кислота, яка повністю іонізується у воді, а продукти її іонізації стабільні. Повна іонізація HCl підтверджується тим, що pH 0,1 М розчину HCl дорівнює 1.

Автор Walkerma на en.wikipedia, із Вікісховища

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 підстав у численних хімічних реакціях, при хімічному перетравленні органічних сполук тощо.

Пари соляної кислоти (хлористий водень) можуть серйозно травмувати очі. Крім того, вони можуть викликати роздратування і серйозні проблеми в дихальних шляхах.

Просвіт шлунка має кислий рН (1-3) з високою концентрацією HCl. Присутність кислоти сприяє стерилізації шлункового вмісту, інактивації численних бактерій, присутніх у їжі. Це пояснило б гастроентерит, пов’язаний із станом ахлоргідрії.

Крім того, HCl полегшує перетравлення білків, активуючи протеолітичний фермент пепсин.

Застосовується при очищенні басейнів, зазвичай достатньо звичайного миючого засобу, але між плитками є плями, які вимагають в цих випадках використання соляної кислоти.

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

Соляна кислота використовується при регенерації іонообмінних смол, використовується для секвестрування іонів металів або інших типів іонів у промисловості, в науково-дослідних лабораторіях та очищенні питної води.

З іншого боку, можна також сказати, що хлорид водню, газоподібна сполука, є діатомовою молекулою, а атоми, що утворюють її, з'єднуються ковалентним зв’язком. Тим часом соляна кислота є іонною сполукою, яка у водному розчині дисоціює на Н ⁺ та Cl ^- . Взаємодія цих іонів електростатична.

Хімічна структура

Малюнок 1: Соляна кислота утворюється при розчиненні HCl у воді

Кожна молекула HCl складається з атома водню та атома хлору. Хоча при кімнатній температурі HCl є отруйним і безбарвним газом, якщо він розчиняється у воді, він дає соляну кислоту.

Навчання

Фігура 2: поява соляної кислоти.

-Ви може бути отриманий електролізом NaCl (хлорид натрію), який бере свій початок H ₂ (g), Cl ₂ (g), 2Na (aq) та OH ^- (aq). Тоді:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCl

Це екзотермічна реакція.

-HCl утворюється шляхом взаємодії хлориду натрію з сірчаною кислотою. Процес, який можна окреслити наступним чином:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCl

Потім хлорид водню збирають, а хлорид натрію вступає в реакцію з бісульфітом натрію відповідно до наступної реакції:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl

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

-Соляна кислота може утворюватися як побічний продукт хлорування органічних сполук, наприклад: при виробництві дихлорметану.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

Цей спосіб отримання HCl використовується більш промислово, обчислюючи, що 90% HCl, виробленої в США, є за цією методикою.

Нарешті, HCl утворюється при спалюванні хлорованих органічних відходів:

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

Де це знаходиться?

Соляна кислота зосереджена в просвіті шлунка, де досягається рН 1. Наявність слизового бар'єру, багатого бікарбонатом, запобігає пошкодженню шлункових клітин через низький шлунковий рН.

Існує три основні фізіологічні стимули для секреції Н ⁺ тім'яними клітинами шлункового тіла: гастрин, гістамін та ацетилхолін.

Гастрин

Гастрин - гормон, який секретується в області шлункової антруми, який діє за рахунок підвищення внутрішньоклітинної концентрації Са, посередника в активації активного транспорту Н ⁺ до просвіту шлунка.

Активний транспорт здійснюється ферментом АТФази, який використовує енергію, що міститься в АТФ, для перенесення Н ⁺ до просвіту шлунка та введення К ⁺ .

Гістамін

Він секретується так званими ентерохромафіноподібними клітинами (SEC) шлункового тіла. Його дія опосередковується збільшенням концентрації циклічного АМФ і діє, як і гастрин, шляхом активного транспорту Н ⁺ до просвіту шлунка, опосередкованого Н ⁺ -К ⁺ насосом .

Ацетилхолін

Він виділяється вагусними нервовими терміналами так само, як гастрин опосередковує свою дію збільшенням внутрішньоклітинного Са, активізуючи дію Н ⁺ -К ⁺ насоса .

Н ⁺ тім'яних клітин походить від реакції CO ₂ з H ₂ O з утворенням H ₂ CO ₃ (вуглекислоти). Це згодом розпадається на H ⁺ та HCO ₃ ^- . Н ⁺ активно транспортується до шлункового просвіту через апікальну мембрану шлунка. Тим часом HCO ₃ ^- вводиться в кров у поєднанні з входом Cl ^- .

Контр-транспортний або антитранспортний механізм Cl ^- HCO ₃ ^- що виникає в базальній мембрані тім'яних клітин виробляє внутрішньоклітинне накопичення Cl ^- . Згодом іон переходить у просвіт шлунка, що супроводжує Н ⁺ . За оцінками, шлункова секреція HCl має концентрацію 0,15 М.

Інші джерела біологічної HCl

Існують і інші подразники секреції HCl тім'яними клітинами, такі як кофеїн та алкоголь.

Виразки шлунка та дванадцятипалої кишки виникають при порушенні бар'єру, який захищає шлункові клітини від згубної дії HCl.

Усуваючи захисну дію, згадану бактеріями Helicobacter pylori, ацетилсаліцилова кислота та нестероїдні протизапальні засоби (НПЗП) сприяють утворенню виразок.

Секреція кислоти має функцію виведення мікробів, присутніх у їжі, та ініціювання перетравлення білків, завдяки дії пепсину. Основні клітини шлункового тіла виділяють пепсиноген - проензим, який перетворюється на пепсин за рахунок низького рН просвіту шлунка.

Фізичні та хімічні властивості

Молекулярна маса

36,458 г / моль.

Колір

Це безбарвна або злегка жовтувата рідина.

Запах

Це дратівливий гострий запах.

Смак

Поріг дегустації в чистій воді - концентрація 1,3 х 10 ^-4 моль / л.

Точка кипіння

Від -121º F до 760 мм рт.ст. Від -85,05 ° С до 760 мм рт.ст.

Точка плавлення

-174º F (-13,7º F) для 39,7% мас. / Мас. Розчину HCl у воді), -114,22ºC.

Розчинність у воді

Розчин HCl може становити 67% мас / р при 86 ° F; 82,3 г / 100 г води при 0 ° С; 67,3 г / 100 г води при 30 ° С та 63,3 г / 100 г води при 40 ° С.

Розчинність у метанолі

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

Розчинність у етанолі

41,0 / 100 г розчину при 20ºС

Розчинність в ефірі

24,9 г / 100 розчину при 20 ° С.

Щільність

1,095 г / мл при 59 ° F у 10,17% мас. / Мас.

Щільність газу

100045 г / л

Щільність пари

1268 (стосовно повітря, сприйнятого як 1)

Тиск пари

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

Стабільність

Він має високу термостійкість.

Автоназначення

Він не горючий.

Розкладання

Він розкладається при нагріванні, виділяючи токсичний хлорний дим.

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

Корозійність

Він дуже агресивний до алюмінію, міді та нержавіючої сталі. Нападає на всі метали (ртуть, золото, платина, срібло, тантал, крім певних сплавів).

Поверхневе натягнення

23 мН / см при 118,6º К.

Полімеризація

Альдегіди та епоксиди зазнають жорстокої полімеризації у присутності соляної кислоти.

На фізичні властивості, такі як в'язкість, тиск пари, температура кипіння і температура плавлення, впливає відсоткова концентрація в / в HCl.

Програми

Соляна кислота має численні застосування в домашніх умовах, у різних галузях промисловості, у навчально-дослідних лабораторіях тощо.

Промислові та побутові

-Соляна кислота використовується в гідрометалургійній обробці, наприклад, при виробництві глинозему та діоксиду титану. Застосовується при активізації виробництва нафтових свердловин.

Впорскування кислоти збільшує пористість навколо олії, сприяючи тим самим її витягу.

-Використовується для усунення відкладень CaCO ₃ (карбонату кальцію), перетворюючи їх у CaCl ₂ (хлорид кальцію), який є більш розчинним і легше видаляється. Так само його застосовують промислово при обробці сталі, матеріалу з численними напрямками застосування та застосування, як у промисловості, будівництві, так і в побуті.

-Масони використовують розчини HCl для промивання та очищення цегли. Застосовується в домашніх умовах для очищення та дезінфекції ванних кімнат та їх стоків. Крім того, соляна кислота використовується в гравюрах, включаючи очищення металів.

-Соляна кислота має застосування при усуненні пліснявого шару оксиду заліза, який накопичується на сталі, до її подальшої обробки в екструзії, прокаті, цинкуванні тощо.

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

-Незважаючи на те, що він є дуже корозійним, його використовують для видалення плям від металу, присутніх у залізі, міді та латуні, використовуючи розведення у воді 1:10.

Синтез та хімічні реакції

-Соляна кислота використовується в реакціях титрування підстав або лугів, а також при регулюванні рН розчинів. Крім того, його використовують у численних хімічних реакціях, наприклад, при перетравленні білків, процедурі до вивчення вмісту амінокислот та їх ідентифікації.

-Основним використанням соляної кислоти є отримання органічних сполук, таких як вінілхлорид та дихлорметан. Кислота - це проміжний продукт у виробництві полікарбонатів, активованого вугілля та аскорбінової кислоти.

-Використовується при виготовленні клею. У той час як в текстильній промисловості він використовується при відбілюванні тканин. Застосовується в шкіряній промисловості, втручається в її обробку. Він також знаходить застосування як добриво і у виробництві хлориду, барвників та ін. Він також використовується в гальванічному покритті, фотографії та гумовій промисловості.

-Використовується у виробництві штучного шовку, при рафінуванні олій, жирів та мила. Крім того, його використовують у реакціях полімеризації, ізомеризації та алкілування.

Ризики та токсичність

Він надає корозійну дію на шкіру та слизові оболонки, викликаючи опіки. Вони, якщо вони серйозні, можуть викликати виразки, залишаючи келоїдні та втягуються рубці. Контакт з очима може спричинити зменшення або повну втрату зору через пошкодження рогівки.

Коли кислота потрапить до обличчя, це може спричинити серйозні цикли, які спотворюють обличчя. Частий контакт з кислотою також може викликати дерматит.

Попадання соляної кислоти спалює порожнину рота, горла, стравоходу та шлунково-кишкового тракту, викликаючи нудоту, блювоту та діарею. У крайніх випадках може статися перфорація стравоходу та кишечника, із зупинкою серця та смертю.

З іншого боку, пари кислот, залежно від їх концентрації, можуть спричинити подразнення дихальних шляхів, викликаючи фарингіт, набряк глотти, звуження бронхів бронхітом, ціанозом та набряком легенів (надмірне скупчення рідини в легенях) і в крайньому випадку смерть.

Вплив високого вмісту парів кислоти може спричинити набряк і спазм горла з подальшим задухом.

Зубні некрози, які з’являються в зубах при втраті блиску, також часті; вони стають жовтуватими і м'якими, і з часом розпадаються.

Профілактика пошкодження соляною кислотою

Існує набір правил безпеки людей, які працюють із соляною кислотою:

-Люди з респіраторними та травними захворюваннями в анамнезі не повинні працювати в середовищах з присутністю кислоти.

- Працівникам доводиться носити стійкий до кислоти одяг, навіть з капюшонами; окуляри для захисту очей, захисні засоби для рук, рукавички, стійкі до дії кислоти, та взуття з однаковими характеристиками. Вони також повинні носити протигази, а у випадках сильного впливу парів соляної кислоти рекомендується використовувати автономний дихальний апарат.

-В робочому середовищі також повинні бути аварійні душові кабіни та фонтани для промивання очей.

-Крім того, існують стандарти для робочих середовищ, такі як тип підлоги, замкнутих контурів, захист електрообладнання тощо.

Список літератури

1. StudiousGuy. (2018). Соляна кислота (HCl): важливі способи використання та застосування. Взято з: studiousguy.com
2. Ganong, WF (2003). Огляд медичної фізіології. Двадцять перше видання. Компанії McGraw-Hill Companies INC.
3. PubChem. (2018). Хлористого-воднева кислота. Взято з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. Хлористого-воднева кислота. Взято з: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR Таблиця безпеки соляної кислоти. . Взято з: uacj.mx