Struktura, lastnosti, tveganja in uporaba klorovodikove kisline (HCl)

The klorovodikovo kislino (HCl) je anorganska spojina, ki se tvori z raztapljanjem v vodi vodikovega klorida, ki izvira iz vodika (H)₃O⁺) in kloridni ion (Cl^-). Natančneje, to je hidrazid halogenskega klora z vodikom.

HCl je močna kislina, ki je popolnoma ionizirana v vodi in njeni ionizacijski produkti so stabilni. Popolno ionizacijo HCl potrjuje dejstvo, da je pH 0,1 M raztopine HCl 1.

Glavna metoda za industrijsko proizvodnjo HCl je kloriranje organskih spojin za proizvodnjo, na primer diklorometana, trikloretilena, perkloroetilena ali vinilklorida. HCl je stranski produkt reakcije kloriranja.

Uporablja se pri titriranju baz pri številnih kemijskih reakcijah, kemični razgradnji organskih spojin itd..

Hlapi klorovodikove kisline (vodikov klorid) lahko povzročijo resne poškodbe oči. Poleg tega lahko povzročijo draženje in resne težave v dihalnem traktu.

Želodčna svetloba ima kisli pH (1-3) z visoko koncentracijo HCl. Prisotnost kisline spodbuja sterilizacijo želodčne vsebine in inaktivira številne bakterije, ki so prisotne v hrani. To bi pojasnilo gastroenteritis, povezan s stanjem aklorhidrije.

Poleg tega HCl olajša prebavo beljakovin z aktiviranjem encima proteolitičnega pepsina.

Uporablja se pri čiščenju bazenov, običajno zadostuje skupni detergent, vendar obstajajo lise med ploščicami, ki v teh primerih zahtevajo uporabo klorovodikove kisline..

Uporablja se pri uravnavanju pH v farmacevtskih izdelkih, hrani in pitni vodi. Uporablja se tudi za nevtralizacijo tokov odpadkov, ki vsebujejo alkalne snovi.

Klorovodikova kislina se uporablja pri regeneraciji ionskih izmenjevalnih smol, ki se uporabljajo za sekvestriranje kovinskih ionov ali drugih vrst ionov v industriji, v raziskovalnih laboratorijih in pri čiščenju pitne vode..

Po drugi strani pa lahko rečemo, da je vodikov klorid, plinasta spojina, di-atomska molekula in atomi, ki jo tvorijo, so povezani s kovalentno vezjo. Medtem je klorovodikova kislina ionska spojina, ki se v vodni raztopini disocira v H⁺ in Cl^-. Interakcija med njimi je elektrostatična.

Indeks

1 Kemijska struktura
2 Usposabljanje
3 Kje je??
- 3.1 gastrin
- 3.2 Histamin
- 3.3 Acetilholin
- 3.4 Drugi viri biološke HCl
4 Fizikalne in kemijske lastnosti
- 4.1 Molekulska masa
- 4.2 Barva
- 4.3 Vonj
- 4.4 Okus
- 4.5 Vrelišče
- 4.6 Tališče
- 4.7 Topnost v vodi
- 4.8 Topnost v metanolu
- 4.9 Topnost v etanolu
- 4.10 Topnost v etru
- 4.11 Gostota
- 4.12 Gostota plina
- 4.13 Gostota hlapov
- 4.14 Parni tlak
- 4.15 Stabilnost
- 4.16 Samovžig
- 4.17 Razgradnja
- 4.18 Korozivnost
- 4.19 Površinska napetost
- 4.20 Polimerizacija
5 Uporabe
- 5.1 Industrijska in domača
- 5.2 Sinteze in kemijske reakcije
6 Tveganja in strupenost
7 Preprečevanje poškodb zaradi klorovodikove kisline
8 Reference

Kemijska struktura

Vsaka molekula HCl je tvorjena z atomom vodika in atomom klora. Čeprav je HCl pri sobni temperaturi strupen in je brezbarven plin, če je raztopljen v vodi, je dana klorovodikova kislina.

Usposabljanje

-Lahko nastane z elektrolizo NaCl (natrijev klorid), ki izvira iz H₂ (g), Cl₂(g), 2Na (ac) in OH^- (ac). Nato:

H₂ + Cl₂ => 2 HCl

To je eksotermna reakcija.

-HCl nastane z reakcijo natrijevega klorida z žveplovo kislino. Postopek, ki se lahko shematizira na naslednji način:

NaCl + H₂SO₄=> NaHSO₄ + HCl

Vodikov klorid se nato zbere in natrijev klorid reagira z natrijevim bisulfitom v skladu z naslednjo reakcijo: \ t

NaCl + NaHSO₄ => Na₂SO₄ + HCl

Ta reakcija je Johan Glauber uvedel v 17. stoletju za proizvodnjo klorovodikove kisline. Trenutno se uporablja predvsem v laboratorijih, saj se je pomen njene industrijske uporabe zmanjšal.

-Klorovodikova kislina se lahko proizvaja kot stranski proizvod kloriranja organskih spojin, na primer: pri proizvodnji diklorometana.

C₂H₄ + Cl₂=> C₂H₄Cl₂

C₂H₄Cl₂ => C₂H₃Cl + HCl

Ta metoda za proizvodnjo HCl se bolj uporablja v industriji, saj izračuna, da je 90% HCl, proizvedenega v Združenih državah, po tej metodologiji..

-In končno, HCl se proizvaja pri sežiganju kloriranih organskih odpadkov:

C₄H₆Cl₂ + 5 O₂ => 4 CO₂ + 2H₂O + 2 HCl

Kje je??

Klorovodikova kislina je koncentrirana v lumnu želodca, kjer je dosežen pH 1. Obstoj sluznice, bogata z bikarbonatom, preprečuje poškodbe želodčnih celic zaradi nizkega želodčnega pH..

Obstajajo trije glavni fiziološki dražljaji za izločanje H⁺ parietalne celice želodčnega telesa: gastrin, histamin in acetilholin.

Gastrin

Gastrin je hormon, ki se izloča v območju želodčnega antruma, ki deluje na povečanje znotrajcelične koncentracije Ca, vmesnega dela aktivacije aktivnega transporta H⁺ proti lumenu želodca.

Aktivni transport se izvaja z encimom ATPaze, ki uporablja energijo iz ATP za prenos H⁺ proti lumenu želodca in vstopi v K⁺.

Histamin

Izloča se iz tako imenovanih enterochromaffin podobnih celic (SEC) želodčnega telesa. Njegovo delovanje je povezano s povečanjem koncentracije cikličnega AMP in deluje tako, da povečuje, tako kot gastrin, tudi aktivni transport H⁺ proti svetlobi želodca, ki jo posreduje črpalka H⁺-K⁺.

Acetilholin

Izloča se iz terminalov vagalnega živca, tako kot gastrin posreduje njegovo delovanje s povečanjem intracelularnega Ca, aktiviranjem delovanja črpalke H⁺-K⁺.

H⁺ Parietalnih celic prihaja iz reakcije CO₂ s H₂Ali v obliki H₂CO₃ (ogljikova kislina). To se kasneje razgradi v H⁺ in HCO₃^-. H⁺ aktivno se prenaša v želodčni lumen skozi želodčno apikalno membrano. Medtem, HCO₃^- se prenese v kri, povezano z vnosom Cl^-.

Mehanizem proti prevozu ali proti transportu Cl^-HCO₃^-ki se pojavi v bazalni membrani parietalnih celic, povzroči intracelularno kopičenje Cl^-. Nato ion preide v želodčni lumen, ki spremlja H⁺. Ocenjuje se, da ima izločanje HCl v želodcu koncentracijo 0,15 M.

Drugi viri biološke HCl

Obstajajo še drugi dražljaji za izločanje HCl s parietalnimi celicami, kot so kofein in alkohol.

Razjede želodca in dvanajstnika se pojavijo, kadar je poškodovana ovira, ki ščiti želodčne celice pred škodljivim delovanjem HCl..

Z odstranitvijo prej omenjenega zaščitnega delovanja bakterije Helicobacter pilori, acetilsalicilna kislina in nesteroidna protivnetna zdravila (NSAID) prispevajo k nastanku razjed.

Izločanje kisline ima funkcijo odstranjevanja mikrobov, prisotnih v hrani, in začetka prebave beljakovin s pomočjo delovanja pepsina. Glavne celice želodčnega telesa izločajo pepsinogen, proenzim, ki se z nizkim pH lumena želodca pretvori v pepsin..

Fizikalne in kemijske lastnosti

Molekularna teža

36,458 g / mol.

Barva

Je brezbarvna ali rahlo rumenkasta tekočina.

Vonj

To je dražilen pekoč vonj.

Okus

Prag za degustacijo je čista voda, koncentracija je 1,3 x 10^-4 mol / l.

Vrelišče

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

Tališče

-174 ° F (-13,7 ° F) za raztopino HCl 39,7% m / m v vodi), -114,22 ° C.

Topnost v vodi

Raztopina HCl lahko ima 67% m / m pri 86 ° F; 82,3 g / 100 g vode pri 0 ° C; 67,3 g / 100 g vode pri 30 ° C in 63,3 g / 100 g vode pri 40 ° C.

Topnost v metanolu

51,3 g / 100 g raztopine pri 0 ° C in 47 g / 100 raztopine pri 20 ° C

Topnost v etanolu

41,0 / 100 g raztopine pri 20 ° C

Topnost v etru

24,9 g / 100 raztopine pri 20 ° C.

Gostota

1,059 g / ml pri 59 ° F v raztopini 10,17% m / m.

Gostota plina

1.00045 g / L

Gostota pare

1,268 (glede na zrak, vzeto kot 1)

Parni tlak

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

Stabilnost

Ima visoko toplotno stabilnost.

Samovžig

Ni vnetljiv.

Razgradnja

Razgradi se s segrevanjem, ki odda strupeni klorov dim.

Viskoznost: 0,405 cPoise (tekočina pri 118,6 ° K), 0,0131 c Poise (pare pri 273,06 ° K).

Jedkost

Je zelo jedka za aluminij, baker in nerjaveče jeklo. Napade na vse kovine (živo srebro, zlato, platina, srebro, tantal, razen nekaterih zlitin).

Površinska napetost

23 mN / cm pri 118,6 ° K.

Polimerizacija

Aldehidi in epoksidi so izpostavljeni nasilni polimerizaciji v prisotnosti klorovodikove kisline.

Na fizikalne lastnosti, kot so viskoznost, parni tlak, vrelišče in tališče, vpliva koncentracija w / w HCl v odstotkih..

Uporabe

Klorovodikova kislina ima veliko uporabnosti doma, v različnih industrijah, v učnih in raziskovalnih laboratorijih itd..

Industrija in dom

-Klorovodikova kislina se uporablja v hidrometalurški predelavi, na primer pri proizvodnji aluminijevega oksida in titanovega dioksida. Uporablja se pri aktivaciji naftnih vrtin.

Vbrizganje kisline poveča poroznost okoli olja, s čimer daje prednost njegovi ekstrakciji.

-Uporablja se za odpravo CaCO depozitov₃ (kalcijev karbonat) s transformacijo v CaCl₂ (kalcijev klorid), ki je bolj topen in ga je enostavno odstraniti. Prav tako se industrijsko uporablja pri predelavi jekla, materiala s številnimi uporabami in aplikacijami, tako v industriji kot v zgradbah in na domu..

-Zidarji uporabljajo raztopine HCl za pranje in čiščenje opeke. Uporablja se doma pri čiščenju in razkuževanju kopalnic in njihovih odtokov. Poleg tega se klorovodikova kislina uporablja pri gravurah, vključno s postopki čiščenja kovin.

-Klorovodikova kislina se uporablja pri odstranjevanju plasti plesnivega železovega oksida, ki se nabira na jeklu, pred njegovo naknadno obdelavo v ekstrudiranju, laminaciji, galvanizaciji itd..

Vera₂O₃ + Fe + 6 HCl => 3 FeCl₂ + H₂O

-Čeprav je zelo jedka, se uporablja za odstranjevanje madežev kovin, ki so prisotni v železu, bakru in medenini, z uporabo razredčitve 1:10 v vodi.

Sinteze in kemijske reakcije

-Klorovodikova kislina se uporablja v titracijskih reakcijah baz ali alkalij, kot tudi pri uravnavanju pH raztopin. Poleg tega se uporablja v številnih kemijskih reakcijah, na primer pri razgradnji beljakovin, pred študijo vsebnosti aminokislin in njeno identifikacijo..

-Glavna uporaba klorovodikove kisline je proizvodnja organskih spojin, kot sta vinilklorid in diklorometan. Kisla je vmesna snov pri proizvodnji polikarbonatov, aktivnega oglja in askorbinske kisline.

-Uporablja se pri izdelavi lepil. V tekstilni industriji se uporablja za beljenje tkanin. Uporablja se v proizvodnji usnja, ki sodeluje pri predelavi. Uporablja se tudi kot gnojilo in pri proizvodnji kloridov, barvil itd. Uporablja se tudi pri galvanizaciji, fotografiji in gumarski industriji.

-Uporablja se pri proizvodnji umetne svile, pri rafiniranju olj, masti in mila. Poleg tega se uporablja v polimerizacijskih, izomerizacijskih in alkilacijskih reakcijah.

Tveganja in strupenost

Ima korozivno delovanje na koži in sluznici, ki povzroča opekline. Te, če so hude, lahko povzročijo razjede, kar povzroča keloidne in zložljive brazgotine. Stik z očmi lahko povzroči zmanjšanje ali popolno izgubo vida zaradi poškodbe roženice.

Ko kislina doseže obraz, lahko povzroči hude brazgotine, ki popačijo obraz. Pogost kontakt s kislino lahko povzroči tudi dermatitis.

Zaužitje klorovodikove kisline povzroča opekline ust, grla, požiralnika in prebavil, kar povzroča slabost, bruhanje in drisko. V skrajnih primerih lahko pride do perforacije požiralnika in črevesa s srčnim zastojem in smrtjo.

Po drugi strani lahko hlapi kisline, odvisno od njihove koncentracije, povzročijo draženje dihalnih poti, kar povzroči faringitis, edem glotisa, zoženje bronhijev s bronhitisom, cianozo in pljučnim edemom (pretirano kopičenje tekočine v pljučih) v skrajnih primerih pa smrt.

Izpostavljenost visokim koncentracijam kislinskih hlapov lahko povzroči otekanje in krč grla s posledično zadušitvijo.

Pogosto se pojavljajo tudi zobne nekroze, ki se kažejo v zobeh z izgubo svetlosti; postanejo rumene in mehke, končno pa se zlomijo.

Preprečevanje poškodb s klorovodikovo kislino

Obstaja niz pravil za varnost ljudi, ki delajo s klorovodikovo kislino:

-Ljudje z anamnezo dihalnih in prebavnih bolezni ne smejo delovati v okoljih s prisotnostjo kisline.

-Delavci morajo nositi oblačila, ki so odporna na kisline, tudi s kapucami; zaščitne leče za oči, ščitniki za roke, rokavice, ki so odporne na kisline, in čevlji z enakimi lastnostmi. Uporabljati morajo tudi plinske maske, v primerih hude izpostavljenosti param klorovodikove kisline pa se priporoča uporaba samostojnega dihalnega aparata..

-Delovno okolje mora imeti tudi prhe in vodnjake za pranje oči.

-Poleg tega obstajajo standardi za delovna okolja, kot so tip tal, zaprti krogi, zaščita električne opreme itd..

Reference

StudiousGuy (2018). Klorovodikova kislina (HCl): Pomembne uporabe in aplikacije. Vzeto iz: studiousguy.com
Ganong, W. F. (2003). Pregled medicinske fiziologije. 21. izdaja. McGraw-Hill Companies INC.
PubChem. (2018). Klorovodikova kislina. Vzeto iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Weebly. Klorovodikova kislina. Vzeto iz: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
RPK. Varnostni list za klorovodikovo kislino. [PDF] Vzeto iz: uacj.mx

Kemija

« Formula karboksilne kisline, nomenklatura, struktura, lastnosti in uporabe Lastnosti klorogene kisline, hrana, neželeni učinki in kontraindikacije »