Saltsyra (HCl) struktur, egenskaper och användningsområden

4753
Egbert Haynes
Saltsyra (HCl) struktur, egenskaper och användningsområden

De saltsyra (HCl) eller muriatsyra är en oorganisk förening som bildas genom upplösning i vatten av klorväte, med ursprung i hydroniumjonen (H3ELLER+och kloridjonen (Cl-). Mer specifikt är det hydrat av halogenklor med väte.

HCl är en stark syra som joniseras helt i vatten och dess joniseringsprodukter är stabila. Den fullständiga joniseringen av HCl bekräftas av det faktum att pH i en 0,1 M HCl-lösning är 1.

Av Walkerma på en.wikipedia [Public domain], från Wikimedia Commons

Huvudmetoden för industriell produktion av HCl är klorering av organiska föreningar för att producera exempelvis diklormetan, trikloreten, perkloreten eller vinylklorid. HCl är en biprodukt av kloreringsreaktionen.

Det används vid titrering av baser i många kemiska reaktioner, vid kemisk nedbrytning av organiska föreningar etc..

Saltsyra (väteklorid) rök kan allvarligt skada ögonen. Dessutom kan de orsaka irritation och allvarliga problem i luftvägarna.

Gastrisk lumen har ett surt pH (1-3) med en hög koncentration av HCl. Syra närvaron gynnar sterilisering av maginnehållet, inaktiverar många bakterier som finns i maten. Detta skulle förklara gastroenterit associerat med tillståndet av aklorhydria.

Dessutom underlättar HCl uppslutningen av proteiner genom att aktivera det proteolytiska enzymet pepsin..

Det används vid rengöring av simbassänger, vanligtvis räcker ett vanligt rengöringsmedel men det finns fläckar som fäster mellan plattorna, vilket i dessa fall kräver användning av saltsyra.

Det används för att kontrollera pH i läkemedel, mat och dricksvatten. Det används också vid neutralisering av avfallsströmmar som innehåller alkaliskt material..

Saltsyra används vid regenerering av jonbyteshartser, används för att binda metalljoner eller andra joner i industrin, i forskningslaboratorier och vid rening av dricksvatten..

Å andra sidan kan det också kommenteras att väteklorid, en gasformig förening, är en diatomisk molekyl och atomerna som bildar den är förenade av en kovalent bindning. Under tiden är saltsyra en jonförening som i vattenlösning dissocieras i H+ och Cl-. Interaktionen mellan dessa joner är elektrostatisk..

Artikelindex

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 Utbildning
  • 3 Var finns den?
    • 3.1 Gastrin
    • 3.2 Histamin
    • 3.3 Acetylkolin
    • 3.4 Andra källor till biologisk HCl
  • 4 Fysikaliska och kemiska egenskaper
    • 4.1 Molekylvikt
    • 4.2 Färg
    • 4.3 Lukt
    • 4.4 Smak
    • 4.5 Kokpunkt
    • 4.6 Smältpunkt
    • 4.7 Löslighet i vatten
    • 4.8 Löslighet i metanol
    • 4.9 Löslighet i etanol
    • 4.10 Löslighet i eter
    • 4.11 Densitet
    • 4.12 Gastäthet
    • 4.13 Ångdensitet
    • 4.14 Ångtryck
    • 4.15 Stabilitet
    • 4.16 Självantändning
    • 4.17 Sönderfall
    • 4.18 Frätande
    • 4.19 Ytspänning
    • 4.20 Polymerisering
  • 5 användningsområden
    • 5.1 Industri och hem
    • 5.2 Syntes och kemiska reaktioner
  • 6 Risker och toxicitet
  • 7 Förebyggande av saltsyraskador
  • 8 Referenser

Kemisk struktur

Figur 1: Saltsyra bildas genom upplösning av HCl i vatten

Varje HCl-molekyl består av en väteatom och en kloratom. Även om HCl vid rumstemperatur är giftigt och en färglös gas, ger den saltsyra om den löser sig i vatten..

Träning

Figur 2: utseende av saltsyra.

-Det kan produceras genom elektrolys av NaCl (natriumklorid) som har sitt ursprung i Htvå (g), Cltvå (g), 2Na (ac) och OH- (ac). Senare:

Htvå +  Cltvå => 2 HCl

Detta är en exoterm reaktion.

-HCl produceras genom att reagera natriumklorid med svavelsyra. Process som kan beskrivas på följande sätt:

NaCl + HtvåSW=> NaHSO4   +   HCl

Därefter uppsamlas vätekloriden och natriumkloriden reageras med natriumbisulfiten enligt följande reaktion:

NaCl + NaHSO4 => NatvåSW4   +    HCl

Denna reaktion introducerades av Johan Glauber på 1600-talet för att producera saltsyra. För närvarande används det huvudsakligen i laboratorier, eftersom betydelsen av dess industriella användning har minskat.

-Saltsyra kan produceras som en biprodukt av kloreringen av organiska föreningar, till exempel: vid framställning av diklormetan.

CtvåH4   +   Cltvå  => CtvåH4Cltvå

CtvåH4Cltvå  => CtvåH3Cl + HCl

Denna metod för att producera HCl används mer industriellt, beräknar att 90% av den HCl som produceras i USA sker enligt denna metod.

-Och slutligen produceras HCl i förbränning av klorerat organiskt avfall:

C4H6Cltvå      +       5 Otvå   => 4 COtvå    +     2 timmartvåO + 2 HCl

Var finns den?

Saltsyra koncentreras i gastrisk lumen där pH uppnås 1. Förekomsten av en slembarriär, rik på bikarbonat, förhindrar magceller från att skada på grund av lågt gastrisk pH..

Det finns tre huvudsakliga fysiologiska stimuli för utsöndringen av H.+ av gastriska kroppens parietala celler: gastrin, histamin och acetylkolin.

Gastrin

Gastrin är ett hormon som utsöndras i området för gastrisk antrum som verkar genom att öka den intracellulära koncentrationen av Ca, en mellanhand vid aktivering av aktiv H-transport+ mot magsäcken.

Aktiv transport utförs av ett ATPase-enzym som använder energin i ATP för att bära H+ mot magsäcken och introducera K+.

Histamin

Det utsöndras av de så kallade enterokromaffinliknande cellerna (SEC) i magkroppen. Dess verkan förmedlas av en ökning av koncentrationen av cyklisk AMP och verkar genom att, som gastrin, öka den aktiva transporten av H+ mot gastrisk lumen förmedlad av en H-pump+-K+.

Acetylkolin

Det utsöndras av de vagala nervterminalerna, precis som gastrin förmedlar sin verkan genom en ökning av intracellulärt Ca, vilket aktiverar H-pumpens verkan.+-K+.

H+ av parietala celler kommer från reaktionen av COtvå med HtvåO för att bilda HtvåCO3  (kolsyra). Detta sönderdelas senare till H+ och HCO3-. H+ den transporteras aktivt till gastrisk lumen genom det gastriska apikala membranet. Under tiden HCO3- förs in i blodet kopplat till inträde av Cl-.

Mot- eller antitransportmekanismen Cl-HCO3- som förekommer i basismembranet hos parietala celler producerar den intracellulära ackumuleringen av Cl-. Därefter passerar jonen in i gastrisk lumen som åtföljer H+. Gastrisk utsöndring av HCl uppskattas ha en koncentration på 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 uppstår när barriären som skyddar magceller från skadlig verkan av HCl störs..

Genom att eliminera ovannämnda skyddande verkan bidrar Helicobacter pylori-bakterier, acetylsalicylsyra och icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID) till produktionen av sår..

Syrasekretionen har funktionen att eliminera mikrober som finns i maten och initiera matsmältningen av proteiner genom pepsin. Huvudcellerna i magkroppen utsöndrar pepsinogen, ett proenzym som omvandlas till pepsin genom det låga pH i maglumen.

Fysiska och kemiska egenskaper

Molekylvikt

36,458 g / mol.

Färg

Det är en färglös eller något gulaktig vätska.

Odör

Det är en irriterande bitter lukt.

Smak

Tröskeln för provsmakning är rent vatten är en koncentration på 1,3 x 10-4 mol / l.

Kokpunkt

-121 ° F vid 760 mmHg. -85,05 ° C till 760 mmHg.

Smältpunkt

-174 ° F (-13,7 ° F) för en 39,7% vikt / vikt HCl-lösning i vatten), -114,22 ° C.

Vattenlöslighet

HCl-lösningen kan vara 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 / vikt lösning.

Gastäthet

1.00045 g / L.

Ång-densitet

1 268 (i förhållande till luft som 1)

Ångtryck

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

Stabilitet

Har hög termisk stabilitet.

Självantändning

Det är inte brandfarligt.

Sönderfall

Sönderfaller vid uppvärmning som avger giftig klorök.

Viskositet: 0,405 cPoise (vätska vid 118,6 º K), 0,0131 cPoise (ånga vid 273,06 º K).

Korrosivitet

Det är mycket frätande för aluminium, koppar och rostfritt stål. Angriper alla metaller (kvicksilver, guld, platina, silver, tantal utom vissa legeringar).

Ytspänning

23 mN / cm vid 118,6 ° 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 w / w av HCl.

Applikationer

Saltsyra har många användningsområden hemma, i olika branscher, i undervisnings- och forskningslaboratorier etc..

Industriellt och hemma

-Saltsyra används vid hydrometallurgisk bearbetning, till exempel vid produktion av aluminiumoxid och titandioxid. Det används vid aktivering av produktionen av oljekällor.

Injektionen av syran ökar porositeten runt oljan, vilket gynnar dess extraktion..

-Det används för att ta bort CaCO-avlagringar3 (kalciumkarbonat) genom dess omvandling till CaCltvå (kalciumklorid) som är mer löslig och lättare att ta bort. På samma sätt används det industriellt vid bearbetning av stål, ett material med många användningsområden och applikationer, både inom industrin, i byggandet och i hemmet..

-Murare använder HCl-lösningar för att tvätta och rengöra tegelstenarna. Det används i hemmet för rengöring och desinficering av badrum och avlopp. Dessutom används saltsyra i gravyrer inklusive metallrengöringsoperationer..

-Saltsyra kan appliceras vid eliminering av det mögliga järnoxidskiktet som ackumuleras på stål före dess efterföljande bearbetning vid strängsprutning, valsning, galvanisering etc..

TrotvåELLER3    +    Fe + 6 HCl => 3 FeCltvå     +      HtvåELLER

-Trots att den är mycket frätande används den för att ta bort metallfläckar i järn, koppar och mässing med en 1:10 utspädning i vatten..

Syntes och kemiska reaktioner

-Saltsyra används i titreringsreaktioner för baser eller alkalier, liksom för att justera pH i lösningar. Dessutom används den i många kemiska reaktioner, till exempel vid nedbrytning av proteiner, ett förfarande före studier av aminosyrahalten och deras identifiering..

-En primär användning för saltsyra är produktionen av organiska föreningar, såsom vinylklorid och diklormetan. Syra är en mellanprodukt i produktionen av polykarbonater, aktivt kol och askorbinsyra.

-Det används vid tillverkning av lim. I textilindustrin används den vid blekning av tyger. Det används i lädergarvningsindustrin och ingriper i dess bearbetning. Det finns också användning som gödningsmedel och vid produktion av klorid, färgämnen etc. Det används också inom elektroplätering, fotografering och gummiindustrin..

-Det används vid produktion av konstgjord siden, vid raffinering av oljor, fetter och tvål. Dessutom används den vid polymerisations-, isomeriserings- och alkyleringsreaktioner..

Risker och toxicitet

Det har en frätande verkan på huden och slemhinnorna och orsakar brännskador. Dessa, om de är allvarliga, kan orsaka sår och lämna keloid och retraktila ärr. Kontakt med ögonen kan orsaka minskning eller total synförlust på grund av hornhinneskador..

När syran når ansiktet kan det orsaka allvarliga cykler som gör vanligt på ansiktet. Frekvent kontakt med syra kan också orsaka dermatit..

Förtäring av saltsyra bränner munnen, halsen, matstrupen och mag-tarmkanalen och orsakar illamående, kräkningar och diarré. I extrema fall kan perforering av matstrupen och tarmen inträffa med hjärtstillestånd och död..

Å andra sidan kan syraångor, beroende på deras koncentration, orsaka irritation i luftvägarna, orsaka faryngit, ödem i glottis, förträngning av bronkierna med bronkit, cyanos och lungödem (överdriven ansamling av vätska i lungorna) och i extrema fall dödsfall.

Exponering för höga nivåer av syraångor kan orsaka svullnad i halsen och kramp med därmed kvävning..

Tandnekroser som uppträder i tänderna med förlust av glans är också ofta. bli gulaktig och grumlig, så småningom gå sönder.

Förebyggande av saltsyraskador

Det finns en uppsättning regler för säkerheten för personer som arbetar med saltsyra:

-Personer med andnings- och matsmältningssjukdomar bör inte arbeta i miljöer med syra..

-Arbetare måste bära syrafast kläder, även med huvor; ögonskyddsglasögon, armskydd, syrabeständiga handskar och skor med samma egenskaper. De bör också bära gasmasker och vid allvarlig exponering för saltsyraångor rekommenderas användning av fristående andningsapparat..

-Arbetsmiljön måste också ha nödduschar och fontäner för att tvätta ögonen..

-Dessutom finns standarder för arbetsmiljöer, såsom golvtyp, slutna kretsar, skydd av elektrisk utrustning etc..

Referenser

  1. StudiousGuy. (2018). Saltsyra (HCl): Viktiga användningsområden och applikationer. Hämtad från: studiousguy.com
  2. Ganong, W. F. (2003). Granskning av medicinsk fysiologi. Tjugoförsta upplagan. McGraw-Hill Companies INC.
  3. PubChem. (2018). Saltsyra. Hämtad från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Weebly. Saltsyra. Hämtad från: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
  5. CTR. Säkerhetsdatablad för saltsyra. [PDF]. Hämtad från: uacj.mx

Ingen har kommenterat den här artikeln än.