HYDROCHLORIC ACID (HCL): ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN AT GAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang hydrochloric acid (HCl) o muriatic acid ay isang inorganic compound na nabuo sa pamamagitan ng paglusaw sa tubig ng hydrogen chloride, na nagreresulta ng hydronium ion (H ₃ O ⁺ ) at chloride ion (Cl ^- ). Mas partikular, ito ay ang hydracid ng halogen chlorine na may hydrogen.

Ang HCl ay isang malakas na acid na ganap na nag-e-ionize sa tubig at ang mga produkto ng ionization ay matatag. Ang kumpletong ionization ng HCl ay corroborated sa pamamagitan ng ang katunayan na ang pH ng isang 0.1 M HCl na solusyon ay 1.

Sa pamamagitan ng Walkerma sa en.wikipedia, mula sa Wikimedia Commons

Ang pangunahing pamamaraan para sa pang-industriya na produksiyon ng HCl ay ang pagkakaugnay ng mga organikong compound upang makagawa, halimbawa, dichloromethane, trichlorethylene, perchlorethylene o vinyl chloride. Ang HCl ay isang by-product ng reaksyon ng chlorination.

Ginagamit ito sa titration ng mga base sa maraming reaksyon ng kemikal, sa pantunaw na kemikal ng mga organikong compound, atbp.

Ang mga hydrochloric acid (hydrogen chloride) na vapors ay maaaring seryosong makakasama sa mga mata. Bilang karagdagan, maaari silang maging sanhi ng pangangati at malubhang mga problema sa respiratory tract.

Ang gastric lumen ay may acidic pH (1-3) na may mataas na konsentrasyon ng HCl. Ang presensya ng acid ay pinapaboran ang isterilisasyon ng nilalaman ng o ukol sa sikmura, na hindi aktibo ang maraming mga bakterya na naroroon sa pagkain. Ipapaliwanag nito ang gastroenteritis na nauugnay sa kondisyon ng achlorhydria.

Bilang karagdagan, pinapabilis ng HCl ang pagtunaw ng mga protina sa pamamagitan ng pag-activate ng proteolytic enzyme pepsin.

Ginagamit ito sa paglilinis ng mga pool sa paglangoy, kadalasan ang isang karaniwang naglilinis ay sapat ngunit mayroong mga mantsa na sumunod sa pagitan ng mga tile, na hinihiling sa mga kasong ito ang paggamit ng hydrochloric acid.

Ginagamit ito sa kontrol ng pH sa mga parmasyutiko, pagkain at inuming tubig. Ginagamit din ito sa pag-neutralisasyon ng mga basurang sapa na naglalaman ng materyal na alkalina.

Ang Hydrochloric acid ay ginagamit sa pagbabagong-buhay ng mga resins ng pagpapalitan ng ion, na ginamit upang sumunod sa mga ions metal na Ion o iba pang mga uri ng mga ions sa industriya, sa mga laboratoryo ng pananaliksik at sa paglilinis ng tubig na inuming.

Sa kabilang banda, maaari ding masabing ang hydrogen chloride, isang gas na compound, ay isang diatomic molekula at ang mga atomo na bumubuo nito ay sumali sa pamamagitan ng isang covalent bond. Samantala, ang hydrochloric acid ay isang ionic compound na sa may tubig na solusyon ay nag-iiba sa H ⁺ at Cl ^- . Ang pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga ion na ito ay electrostatic.

Istraktura ng kemikal

Figure 1: Ang hydrochloric acid ay nabuo sa pamamagitan ng pagtunaw ng HCl sa tubig

Ang bawat molekulang HCl ay binubuo ng isang hydrogen atom at isang klorin na atom. Bagaman sa temperatura ng silid ay ang HCl ay nakakalason at isang walang kulay na gas, kung natutunaw ito sa tubig, nagbibigay ito ng hydrochloric acid.

Pagsasanay

Larawan 2: paglitaw ng hydrochloric acid.

-Maaari itong magawa ng electrolysis ng NaCl (sodium chloride) na nagmula sa H ₂ (g), Cl ₂ (g), 2Na (aq) at OH ^- (aq). Pagkatapos:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCl

Ito ay isang eksotermikong reaksyon.

-HCl ay ginawa sa pamamagitan ng reaksyon ng sodium klorido na may sulpuriko acid. Proseso na maaaring mabalangkas sa sumusunod na paraan:

NaCl + H ₂ KAYA ₄ => NaHSO ₄ + HCl

Ang hydrogen klorido ay pagkatapos ay nakolekta at ang sodium klorido ay reaksyon sa sodium bisulfite ayon sa sumusunod na reaksyon:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ KAYA ₄ + HCl

Ang reaksyon na ito ay ipinakilala ni Johan Glauber noong ika-17 siglo upang makagawa ng hydrochloric acid. Sa kasalukuyan ito ay ginagamit pangunahin sa mga laboratoryo, dahil ang kahalagahan ng pang-industriya na paggamit nito ay tumanggi.

-Hydrochloric acid ay maaaring gawin bilang isang by-produkto ng chlorination ng mga organikong compound, halimbawa: sa paggawa ng dichloromethane.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

Ang pamamaraang ito ng paggawa ng HCl ay mas ginagamit nang masipag, na kinakalkula na 90% ng HCl na ginawa sa Estados Unidos ay sa pamamagitan ng pamamaraang ito.

-At sa wakas, ang HCl ay ginawa sa pagsunog ng mga chlorinated na organikong basura:

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

Saan matatagpuan ito?

Ang hydrochloric acid ay puro sa gastric lumen kung naabot ang isang PH ng 1. Ang pagkakaroon ng isang mucus barrier, mayaman sa bikarbonate, pinipigilan ang mga cell ng gastric na napinsala dahil sa mababang gastric pH.

Mayroong tatlong pangunahing pampasigla na pampasigla para sa H ⁺ pagtatago ng mga selula ng parietal ng katawan ng o ukol sa sikmura: gastrin, histamine, at acetylcholine.

Gastrin

Ang Gastrin ay isang hormone na lihim sa rehiyon ng gastric antrum na kumikilos sa pamamagitan ng pagdaragdag ng intracellular konsentrasyon ni Ca, isang tagapamagitan sa pag-activate ng aktibong transportasyon ng H ⁺ sa gastric lumen.

Ang aktibong transportasyon ay isinasagawa ng isang ATPase enzyme na gumagamit ng enerhiya na nilalaman sa ATP upang dalhin H ⁺ sa gastric lumen at ipakilala ang K ⁺ .

Histamine

Ito ay lihim ng tinatawag na mga cell na tulad ng enterochromaffin (SEC) ng katawan ng o ukol sa sikmura. Ang pagkilos nito ay pinagsama sa pamamagitan ng isang pagtaas sa konsentrasyon ng cyclic AMP at kumikilos sa pamamagitan ng pagtaas, tulad ng gastrin, ang aktibong transportasyon ng H ⁺ sa gastric lumen na pinagsama ng isang H ⁺ -K ⁺ pump .

Acetylcholine

Ito ay lihim ng mga terminal ng vagal na nerbiyos, tulad ng gastrin na nagpapagitna sa pagkilos nito sa pamamagitan ng pagtaas ng intracellular Ca, pag-activate ng pagkilos ng pump na H ⁺ -K ⁺ .

Ang H ⁺ ng mga cell ng parietal ay nagmula sa reaksyon ng CO ₂ kasama ang H ₂ O upang mabuo ang H ₂ CO ₃ (carbonic acid). Kasunod nito ay nabulok sa H ⁺ at HCO ₃ ^- . Ang H ⁺ ay aktibong dinadala sa gastric lumen sa pamamagitan ng gastric apical membrane. Samantala, ang HCO ₃ ^- ay dinala sa dugo kasabay ng pagpasok ni Cl ^- .

Ang counter-transport o anti-transport na mekanismo Cl ^- HCO ₃ ^- na nangyayari sa basement lamad ng parietal cells ay gumagawa ng intracellular na akumulasyon ng Cl ^- . Kasunod nito, ang ion ay pumasa sa gastric lumen na kasama ang H ⁺ . Ang Gastric HCl na pagtatago ay tinatayang mayroong konsentrasyon ng 0.15 M.

Iba pang mga mapagkukunan ng biological HCl

Mayroong iba pang mga stimuli para sa HCl na pagtatago ng mga selula ng parietal tulad ng caffeine at alkohol.

Ang mga ulser ng gastric at duodenal ay nangyayari kapag ang hadlang na nagpoprotekta sa mga cell ng o ukol sa sikmura ay nasisira.

Sa pamamagitan ng pag-alis ng proteksiyon na aksyon na binanggit ng bakterya ng Helicobacter pylori, ang acetylsalicylic acid at non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) ay nag-aambag sa paggawa ng mga ulser.

Ang acid secretion ay may function ng pagtanggal ng microbes na naroroon sa pagkain at sinimulan ang pantunaw ng mga protina, sa pamamagitan ng pagkilos ng pepsin. Ang pangunahing mga selula ng katawan ng o ukol sa sikmura katawan ay naglilihim ng pepsinogen, isang proenzyme na nababago sa pepsin ng mababang pH ng gastric lumen.

Mga katangian ng pisikal at kemikal

Ang bigat ng molekular

36.458 g / mol.

Kulay

Ito ay isang walang kulay o bahagyang madilaw-dilaw na likido.

Amoy

Ito ay isang nakakainis na amoy ng acrid.

Tikman

Ang threshold para sa pagtikim sa purong tubig ay isang konsentrasyon ng 1.3 x 10 ^-4 mol / l.

Punto ng pag-kulo

-121º F hanggang 760 mmHg. -85.05 ° C hanggang 760 mmHg.

Temperatura ng pagkatunaw

-174º F (-13.7º F) para sa isang solusyon ng HCl na 39.7% w / w sa tubig), -114.22º C.

Pagkakatunaw ng tubig

Ang solusyon sa HCl ay maaaring 67% w / p sa 86 ° F; 82.3 g / 100 g ng tubig sa 0 ° C; 67.3 g / 100 g ng tubig sa 30º C at 63.3 g / 100 g ng tubig sa 40º C.

Solubility sa methanol

51.3 g / 100 g ng solusyon sa 0 ° C at 47 g / 100 ng solusyon sa 20 ° C

Solubility sa ethanol

41.0 / 100 g ng solusyon sa 20º C

Solubility sa eter

24.9 g / 100 ng solusyon sa 20ºC.

Density

1.059 g / ml sa 59 ° F sa isang 10.17% na w / w na solusyon.

Dami ng gas

1,00045 g / L

Density ng singaw

1,268 (may kaugnayan sa hangin na kinuha bilang 1)

Presyon ng singaw

32,452 mmHg sa 70 ° F; 760 mmHg sa -120.6º F

Katatagan

Ito ay may mataas na katatagan ng thermal.

Autoignition

Hindi ito nasusunog.

Agnas

Nabubulok ito sa pagpainit na naglalabas ng nakakalason na usok ng murang luntian.

Kalapitan: 0.405 cPoise (likido sa 118.6 º K), 0.0131 cPoise (singaw sa 273.06 º K).

Pagkabulok

Ito ay lubos na kinakain sa aluminyo, tanso, at hindi kinakalawang na asero. Pag-atake sa lahat ng mga metal (mercury, ginto, platinum, pilak, tantalum maliban sa ilang mga haluang metal).

Pag-igting sa ibabaw

23 mN / cm sa 118.6º K.

Polymerization

Ang Aldehydes at epoxides ay sumasailalim sa marahas na polymerization sa pagkakaroon ng hydrochloric acid.

Ang mga pisikal na katangian tulad ng lagkit, presyon ng singaw, punto ng kumukulo, at pagtunaw ay naiimpluwensyahan ng porsyento na konsentrasyon ng w / w ng HCl.

Aplikasyon

Ang Hydrochloric acid ay maraming gamit sa bahay, sa iba't ibang industriya, sa mga laboratoryo sa pagtuturo at pananaliksik, atbp.

Pang-industriya at bahay

-Hydrochloric acid ay ginagamit sa pagproseso ng hydrometallurgical, halimbawa sa paggawa ng alumina at titanium dioxide. Ginagamit ito sa pag-activate ng paggawa ng mga balon ng langis.

Ang iniksyon ng acid ay nagdaragdag ng porosity sa paligid ng langis, kaya pabor sa pagkuha nito.

Ito ay ginagamit upang maalis ang mga deposito ng CaCO ₃ (calcium carbonate) sa pamamagitan ng pagbago nito sa CaCl ₂ (calcium chloride) na mas natutunaw at mas madaling matanggal. Gayundin, ginagamit ito nang masigasig sa pagproseso ng bakal, isang materyal na may maraming gamit at aplikasyon, kapwa sa industriya, sa konstruksyon at sa bahay.

-Ang mga gumagamit ay gumagamit ng mga solusyon sa HCl upang hugasan at malinis ang mga brick. Ginagamit ito sa bahay para sa paglilinis at pagdidisimpekta ng mga banyo at kanilang mga kanal. Bilang karagdagan, ang hydrochloric acid ay ginagamit sa mga ukit kabilang ang mga operasyon sa paglilinis ng metal.

Ang Hydrochloric acid ay may aplikasyon sa pag-aalis ng moldy iron oxide layer na naipon sa bakal, bago ang kasunod na pagproseso nito sa extrusion, rolling, galvanizing, atbp.

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

-Hindi malinis ang pagiging lubos na kinakaing unti-unti, ginagamit ito upang alisin ang mga mantsa ng metal na naroroon sa bakal, tanso at tanso, gamit ang isang 1:10 pagbabanto sa tubig.

Sintesis at reaksyon ng kemikal

-Hydrochloric acid ay ginagamit sa mga reaksyon ng titration ng mga base o alkalis, pati na rin sa pagsasaayos ng pH ng mga solusyon. Bilang karagdagan, ginagamit ito sa maraming reaksyon ng kemikal, halimbawa sa pagtunaw ng mga protina, isang pamamaraan bago ang pag-aaral ng nilalaman ng amino acid at ang kanilang pagkakakilanlan.

-Ang pangunahing paggamit ng hydrochloric acid ay ang paggawa ng mga organikong compound, tulad ng vinyl chloride at dichloromethane. Ang acid ay isang intermediate sa paggawa ng polycarbonates, activate carbon, at ascorbic acid.

-Ginagamit ito sa paggawa ng pandikit. Habang sa industriya ng hinabi ay ginagamit ito sa pagpapaputi ng mga tela. Ginagamit ito sa industriya ng pag-taning ng katad, namamagitan sa pagproseso nito. Natagpuan din nito ang paggamit bilang isang pataba at sa paggawa ng klorido, mga kulay, atbp. Ginagamit din ito sa electroplating, photography, at industriya ng goma.

Ito ay ginagamit sa paggawa ng artipisyal na sutla, sa pagpipino ng mga langis, taba at sabon. Bilang karagdagan, ginagamit ito sa polymerization, isomerization at alkylation reaksyon.

Mga panganib at pagkalalasing

Mayroon itong isang kinakaing unti-unting pagkilos sa balat at mauhog lamad, na nagiging sanhi ng mga pagkasunog. Ang mga ito, kung malubhang, ay maaaring maging sanhi ng ulcerations, nag-iiwan ng mga keloid at retractile scars. Ang pakikipag-ugnay sa mga mata ay maaaring maging sanhi ng pagbawas o kabuuang pagkawala ng paningin dahil sa pinsala sa kornea.

Kapag umabot ang asido sa mukha maaari itong magdulot ng mga seryosong siklo na hindi umaalis sa mukha. Ang madalas na pakikipag-ugnay sa acid ay maaari ding maging sanhi ng dermatitis.

Ang ingestion ng hydrochloric acid ay sumunog sa bibig, lalamunan, esophagus, at gastrointestinal tract, na nagdudulot ng pagduduwal, pagsusuka, at pagtatae. Sa matinding mga kaso, ang pagbubutas ng esophagus at bituka ay maaaring mangyari, na may pag-aresto sa puso at kamatayan.

Sa kabilang banda, ang mga acid vapors, nakasalalay sa kanilang konsentrasyon, ay maaaring maging sanhi ng pangangati ng respiratory tract, na nagiging sanhi ng pharyngitis, edema ng glottis, pagdidikit ng bronchi na may brongkitis, cyanosis at pulmonary edema (labis na akumulasyon ng likido sa baga) at sa matinding kaso, kamatayan.

Ang pagkakalantad sa mataas na antas ng fume ng acid ay maaaring maging sanhi ng pamamaga ng lalamunan at spasm na may kahihinatnan.

Ang mga ngipin na necroses na lilitaw sa ngipin na may pagkawala ng sikat ay madalas din; sila ay nagiging dilaw at malambot, at sa huli ay naghiwalay.

Ang pag-iwas sa pagkasira ng Hydrochloric acid

Mayroong isang hanay ng mga patakaran para sa kaligtasan ng mga taong nagtatrabaho sa hydrochloric acid:

-Ang mga taong may kasaysayan ng respiratory at digestive disease ay hindi dapat gumana sa mga kapaligiran na may pagkakaroon ng acid.

Ang mga tagagawa ay dapat magsuot ng damit na lumalaban sa acid, kahit na may mga hood; mga baso ng proteksyon sa mata, mga tagapagtanggol ng braso, mga guwantes na lumalaban sa acid at sapatos na may parehong mga katangian. Dapat din silang magsuot ng mga maskara ng gas at sa mga kaso ng matinding pagkakalantad sa mga vapors ng hydrochloric acid, inirerekomenda ang paggamit ng aparatong paghinga sa sarili.

-Ang kapaligiran sa trabaho ay dapat ding magkaroon ng mga emergency shower at fountains para sa paghuhugas ng mga mata.

-S Bilang karagdagan, mayroong mga pamantayan para sa mga kapaligiran sa trabaho, tulad ng uri ng sahig, mga sirang sirado, proteksyon ng mga de-koryenteng kagamitan, atbp.

Mga Sanggunian

1. StudiousGuy. (2018). Hydrochloric Acid (HCl): Mahahalagang Gamit at Aplikasyon. Kinuha mula sa: studiousguy.com
2. Ganong, WF (2003). Repasuhin ang Medikal na Pisyolohiya. Dalawampu't unang edisyon. Ang McGraw-Hill Company INC.
3. PubChem. (2018). Hydrochloric acid. Kinuha mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Nanghihina. Hydrochloric acid. Kinuha mula sa: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. Hydrchloric Acid Safety Data Sheet. . Kinuha mula sa: uacj.mx