Saltsyra (HCl): struktur, egenskaper, risker och användningsområden
Saltsyra (HCl) är en oorganisk förening som bildas genom upplösning i vatten av väteklorid, som härrör från hydroniumjonen (H3O +) och kloridjonen (Cl-). Närmare bestämt är det hydraziden av halogenkloriden med väte.
HCl är en stark syra som är helt joniserad i vatten och dess joniseringsprodukter är stabila. Den fullständiga joniseringen av HCl bekräftas av det faktum att pH-värdet av en 0, 1 M lösning av HCl är 1.
Huvudmetoden för industriell produktion av HCl är klorering av organiska föreningar för att till exempel producera diklormetan, trikloretylen, perkloretylen eller vinylklorid. HCl är en biprodukt av kloreringsreaktionen.
Den används i bastitreringar i många kemiska reaktioner, vid kemisk uppslutning av organiska föreningar etc.
Ångorna av saltsyra (väteklorid) kan orsaka allvarliga skador på ögonen. Dessutom kan de orsaka irritation och allvarliga problem i luftvägarna.
Gastrisk ljus har ett surt pH (1-3) med en hög koncentration av HCl. Närvaron av syra gynnar steriliseringen av magsinnehållet, vilket inaktiverar många bakterier närvarande i livsmedel. Detta skulle förklara den gastroenterit som är förknippad med aklorhydria-tillståndet.
Dessutom underlättar HCl digestionen av proteiner genom att aktivera enzymet proteolytiskt pepsin.
Det används vid rengöring av simbassänger, vanligtvis räcker det med ett vanligt rengöringsmedel men det finns fläckar som håller sig mellan plattorna, vilket i dessa fall kräver användning av saltsyra.
Det används vid kontroll av pH i läkemedel, mat och dricksvatten. Det används också vid neutralisering av avfallsströmmar innehållande alkaliskt material.
Saltsyra används vid regenerering av jonbytarhartser, som används för att sekvestrera metalljoner eller andra typer av joner i industri, forskningslaboratorier och rening av dricksvatten.
Å andra sidan kan det också sägas att väteklorid, en gasformig förening, är en diatomisk molekyl och de atomer som bildar den förenas av en kovalent bindning. Under tiden är saltsyran en jonisk förening som i vattenlösning dissocierar till H + och Cl-. Samspelet mellan dessa joner är av elektrostatisk typ.
Kemisk struktur
Varje molekyl av HCl bildas av en väteatom och en kloratom. Även om vid rumstemperatur HCl är giftig och en färglös gas, om den är upplöst i vatten, ges saltsyra.
utbildning
-Det kan framställas genom elektrolys av NaCl (natriumklorid) som härstammar H2 (g), Cl2 (g), 2Na (ac) och OH- (ac). då:
H2 + Cl2 => 2 HCl
Detta är en exoterm reaktion.
-HCl produceras genom att reagera natriumklorid med svavelsyra. Process som kan schematiseras på följande sätt:
NaCl + H2S04 => NaHSO4 + HCl
Vätekloriden uppsamlas sedan och natriumkloriden bringas att reagera med natriumbisulfit enligt följande reaktion:
NaCl + NaHS04 => Na2S04 + HCl
Denna reaktion introducerades av Johan Glauber i 17th century för att producera saltsyra. För närvarande används den huvudsakligen i laboratorier, eftersom vikten av dess industriella användning har minskat.
- Saltsyra kan framställas som en biprodukt av klorering av organiska föreningar, till exempel: vid framställning av diklormetan.
C2H4 + Cl2 => C2H4Cl2
C2H4CI2 => C2H3Cl + HCl
Denna metod för att producera HCl används mer industriellt och beräknar att 90% av den HCl som produceras i USA är enligt denna metod.
-Og slutligen produceras HCl vid förbränning av klorerat organiskt avfall:
C4H6Cl2 + 5O2 => 4CO2 + 2 H20 + 2 HCl
Var är det
Saltsyra koncentreras i magsluken där ett pH av 1 uppnås. Förekomsten av en mucusbarriär rik på bikarbonat förhindrar magscellerna att skada på grund av det låga gastriska pH-värdet.
Det finns tre huvudsakliga fysiologiska stimuli för utsöndringen av H + hos parietala cellerna i magkroppen: gastrin, histamin och acetylkolin.
gastrin
Gastrin är ett hormon som utsöndras i den gastriska antrumregionen som verkar öka den intracellulära koncentrationen av Ca, mellanprodukt av aktiveringen av den aktiva transporten av H + mot magsluken.
Aktiv transport utförs av ett ATPase-enzym som använder den energi som finns i ATP för att bringa H + till magslumen och introducera K +.
histamin
Det utsöndras av så kallade enterokromaffinliknande celler (SEC) i magkroppen. Dess verkan är medierad av en ökning i koncentrationen av cyklisk AMP och verkar genom att öka, såsom gastrin, den aktiva transporten av H + till magslumen medierad av en pump H + -K +.
acetylkolin
Det utsöndras av vagala nervsterminaler, som gastrin medierar dess verkan genom en ökning av intracellulär Ca, vilket aktiverar verkan av pumpen H + -K +.
H + i parietalcellerna kommer från reaktionen av CO2 med H2O för att bilda H2CO3 (kolsyra). Detta sönderdelas senare i H + och HCO 3 -. H + transporteras aktivt till gastrisk lumen genom magsapikalmembranet. Under tiden tas HCO 3 - till blodet kopplat till Cl-ingången.
Mekanismen för mottransport eller anti-transport Cl-HCO3 - som uppträder i parietalcellernas basalmembran, ger den intracellulära ackumuleringen av Cl-. Därefter passerar jonen in i den gastriska lumen som åtföljer H +. Det uppskattas att magsekretionen av HCl har en koncentration av 0, 15 M.
Andra källor till biologisk HCl
Det finns andra stimuli för utsöndringen av HCl av parietala celler, såsom koffein och alkohol.
Magsår och duodenalsår uppträder när barriären som skyddar magscellerna från skadlig verkan av HCl är trasig.
Genom att eliminera ovannämnda skyddsverkan av bakterien Helicobacter pilori bidrar acetylsalicylsyra och icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID) till produktion av sår.
Syresekretion har funktionen att eliminera mikrober närvarande i livsmedel och starta uppslutning av proteiner genom verkan av pepsin. Huvudcellerna i den gastriska kroppen utsöndrar pepsinogen, ett proenzyme som omvandlas till pepsin genom det låga pH-värdet i magsluken.
Fysikaliska och kemiska egenskaper
Molekylvikt
36, 458 g / mol.
färg
Det är en färglös eller något gulaktig vätska.
lukt
Det är en akrid irriterande lukt.
smak
Gränsvärdet för dess provsmakning är rent vatten är en koncentration av 1, 3 x 10-4 mol / l.
Kokpunkt
-121º F till 760 mmHg. -85, 05 C till 760 mmHg.
Smältpunkt
-174º F (-13, 7º F) för en HCl-lösning av 39, 7% vikt / vikt i vatten), -114, 22ºC
Löslighet i vatten
HCl-lösningen kan ha 67% vikt / vikt vid 86 ° F; 82, 3 g / 100 g vatten vid 0 ° C; 67, 3 g / 100 g vatten vid 30 ° C och 63, 3 g / 100 g vatten vid 40 ° C.
Löslighet i metanol
51, 3 g / 100 g lösning vid 0 ° C och 47 g / 100 lösning vid 20 ° C
Löslighet i etanol
41, 0 / 100 g lösning vid 20 ° C
Löslighet i eter
24, 9 g / 100 lösning vid 20 ° C.
densitet
1, 059 g / ml vid 59 ° F i en 10, 17% vikt / viktlösning.
Gasdensitet
1, 00045 g / 1
Ångdensitet
1 268 (i förhållande till luft som 1)
Ångtryck
32 452 mmHg vid 70 ° F; 760 mmHg vid -120, 6 º F
stabilitet
Den har hög termisk stabilitet.
självantändnings
Det är inte brandfarligt.
sönderdelning
Den sönderdelas genom upphettning av en giftig klorrök.
Viskositet: 0, 405 cPoise (vätska vid 118, 6 º K), 0, 0131 c Poise (ånga vid 273.06 º K).
korrosivitet
Det är mycket frätande för aluminium, koppar och rostfritt stål. Anfaller alla metaller (kvicksilver, guld, platina, silver, tantal utom vissa legeringar).
Ytspänning
23 mN / cm vid 118, 6º K.
polymerisation
Aldehyder och epoxider genomgår våldsam polymerisation i närvaro av saltsyra.
De fysikaliska egenskaperna, såsom viskositet, ångtryck, kokpunkt och smältpunkt påverkas av den procentuella koncentrationen vikt / vikt av HCl.
tillämpningar
Saltsyra har många användningsområden hemma, i olika branscher, i undervisnings- och forskningslaboratorier etc.
Industri och hem
- Saltsyra används vid hydrometallurgisk bearbetning, till exempel vid produktion av aluminiumoxid och titandioxid. Det används vid produktionsaktivering av oljebrunnar.
Syrainsprutningen ökar porositeten runt oljan, vilket gynnar dess extraktion.
-Det används för att eliminera avlagringar av CaCO3 (kalciumkarbonat) genom omvandling till CaCl2 (kalciumklorid), som är mer lösligt och lätt att eliminera. På samma sätt används den industriellt vid bearbetning av stål, material med många användningsområden och applikationer, både inom industrin, som i byggnader och i hemmet.
-Masonerna använder HCl-lösningar för tvätt och rengöring av tegelstenarna. Det används hemma vid rengöring och desinfektion av badrum och avlopp. Dessutom används saltsyra i gravyrer inklusive metallrengöringsoperationer.
-Hydrokloridsyran har applicering vid eliminering av skiktet av mögelformig järnoxid som ackumuleras på stålet, tidigare till dess efterföljande bearbetning vid extrudering, laminering, galvanisering etc.
Fe203 + Fe + 6 HCl => 3 FeCl2 + H20
- Trots att det är mycket frätande, används det för att avlägsna fläckar av metaller som finns i järn, koppar och mässing, med en 1:10 utspädning i vatten.
Syntes och kemiska reaktioner
-Hydrokloridsyran används i reaktionerna av titrering av baser eller alkalier, liksom vid justering av pH-värdet hos lösningar. Dessutom används den i många kemiska reaktioner, till exempel vid uppslutning av proteiner, ett förfarande före studier av innehållet av aminosyror och deras identifiering.
-En huvudsaklig användning av saltsyra är produktionen av organiska föreningar, såsom vinylklorid och diklormetan. Syran är en mellanprodukt vid framställning av polykarbonater, aktivt kol och askorbinsyra.
-Det används vid tillverkning av lim. Medan i textilindustrin används den i blekning av tyger. Det används i läderbranschen industrin ingriper i dess bearbetning. Det finner också användning som gödningsmedel och vid produktion av klorid, färgämnen etc. Det används också vid elektroplätering, fotografi och gummiindustrin.
-Det används vid produktion av syntetisk siden, vid raffinering av oljor, fetter och tvålar. Dessutom används den i polymerisations-, isomeriserings- och alkyleringsreaktionerna.
Risker och toxicitet
Det har frätande verkan på huden och slemhinnor som producerar brännskador. Dessa, om de är svåra, kan orsaka sårbildning, lämnar keloid och utdragbara ärr. Kontakt med ögonen kan orsaka minskning eller total synförlust på grund av skador på hornhinnan.
När syran når ansiktet kan det orsaka allvarliga cicitrices som missförstår ansiktet. Hyppig kontakt med syran kan också orsaka dermatit.
Intag av saltsyra orsakar brännande i munnen, halsen, matstrupen och mag-tarmkanalen, vilket orsakar illamående, kräkningar och diarré. I extrema fall kan perforation av matstrupen och tarmen inträffa, med hjärtstillestånd och dödsfall.
Å andra sidan kan syrorns ångor, beroende på deras koncentration, ge irritation i andningsorganen, orsaka faryngit, glödisödem, bronkiets nedsmittning med bronkit, cyanos och lungödem (överdriven ackumulering av vätska i lungorna) och i extrema fall döden.
Exponering för höga syrorivåer kan orsaka svullnad och kramp i halsen med följd av kvävning.
Dental nekros manifesterad i tänder med förlust av ljusstyrka är också frekvent; de blir gula och mjuka, och slutligen bryter de.
Förebyggande av skador med saltsyra
Det finns en uppsättning regler för säkerheten för personer som arbetar med saltsyra:
- Människor med historia av andnings- och matsmältningssjukdomar ska inte arbeta i miljöer med närvaron av syra.
-Arbetare måste bära syrafasta kläder, även med huvor ögonskydd linser, armskydd, syrafasta handskar och skor med samma egenskaper. De bör också använda antimaskmasker och i händelse av allvarlig exponering för saltsyraångor rekommenderas användning av fristående andningsapparat.
Arbetsmiljön måste också ha nödduschar och fontäner för att tvätta ögonen.
-Det finns dessutom standarder för arbetsmiljöer, som typ av golv, slutna kretsar, skydd av elektrisk utrustning etc.
