SALTSYRE (HCL): STRUKTUR, EGENSKABER OG ANVENDELSER - KEMI - 2024

Den saltsyre (HCI) eller saltsyre er en uorganisk forbindelse dannet ved opløsning i vand af hydrogenchlorid, hvilket resulterer hydroniumion (H ₃ O ⁺) og chloridioner (Cl ^-). Mere specifikt er det hydracid af halogenchlor med brint.

HCl er en stærk syre, der fuldstændigt ioniserer i vand, og dens ioniseringsprodukter er stabile. Den komplette ionisering af HCI bekræftes af det faktum, at pH-værdien af ​​en 0,1 M HCI-opløsning er 1.

Af Walkerma på en.wikipedia, fra Wikimedia Commons

Hovedmetoden til den industrielle produktion af HCI er klorering af organiske forbindelser til fremstilling af for eksempel dichlormethan, trichlorethylen, perchlorethylen eller vinylchlorid. HCI er et biprodukt af chloreringsreaktionen.

Det bruges til titrering af baser i adskillige kemiske reaktioner, til kemisk fordøjelse af organiske forbindelser osv.

Dampe med saltsyre (hydrogenchlorid) kan alvorligt skade øjnene. Derudover kan de forårsage irritation og alvorlige problemer i luftvejene.

Mavehulen har en sur pH (1-3) med en høj koncentration af HCI. Syre-tilstedeværelsen favoriserer sterilisering af gastrisk indhold og inaktiverer adskillige bakterier, der er til stede i fødevarer. Dette ville forklare den gastroenteritis, der er forbundet med tilstanden af ​​achlorhydria.

Derudover letter HCI fordøjelsen af ​​proteiner ved at aktivere det proteolytiske enzym pepsin.

Det bruges til rengøring af svømmebassiner, normalt er et almindeligt rengøringsmiddel nok, men der er pletter, der klæber mellem fliserne, hvilket i disse tilfælde kræver anvendelse af saltsyre.

Det bruges til styring af pH i farmaceutiske produkter, mad og drikkevand. Det bruges også til neutralisering af affaldsstrømme, der indeholder alkalisk materiale.

Saltsyre bruges til regenerering af ionbytterharpikser, der anvendes til at sekvestere metalioner eller andre typer ioner i industrien, i forskningslaboratorier og til rensning af drikkevand.

På den anden side kan det også siges, at hydrogenchlorid, en gasformig forbindelse, er et diatomisk molekyle, og atomerne, der danner det, er forbundet med en kovalent binding. I mellemtiden er saltsyre en ionforbindelse, der i vandig opløsning dissocieres til H ⁺ og Cl ^-. Interaktionen mellem disse ioner er elektrostatisk.

Kemisk struktur

Figur 1: Saltsyre dannes ved at opløse HCI i vand

Hvert HCl-molekyle består af et hydrogenatom og et kloratom. Selv om HCI ved stuetemperatur er giftig og en farveløs gas, giver den saltsyre, hvis den opløses i vand.

Uddannelse

Figur 2: saltsyres udseende.

-Det kan fremstilles ved elektrolyse af NaCl (natriumchlorid) som har oprindelse H ₂ (g), Cl ₂ (g), 2Na (vandig) og OH ^- (aq). Derefter:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCI

Dette er en eksoterm reaktion.

-HCI produceres ved omsætning af natriumchlorid med svovlsyre. Process, der kan beskrives på følgende måde:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCI

Hydrogenchlorid opsamles derefter, og natriumchloridet omsættes med natriumbisulfit ifølge følgende reaktion:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCI

Denne reaktion blev introduceret af Johan Glauber i det 17. århundrede for at fremstille saltsyre. I øjeblikket bruges det hovedsageligt i laboratorier, da betydningen af ​​dens industrielle anvendelse er faldet.

-Hydrochloridsyre kan fremstilles som et biprodukt ved klorering af organiske forbindelser, for eksempel: til fremstilling af dichlormethan.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCI

Denne metode til fremstilling af HCI bruges mere industrielt, idet man beregner, at 90% af HCI, der er produceret i USA, er ved denne metode.

Og endelig produceres HCl i forbrænding af kloreret organisk affald:

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

Hvor er det placeret?

Saltsyre koncentreres i gastrisk lumen, hvor en pH på 1 nås. Eksistensen af ​​en slimbarriere, rig på bicarbonat, forhindrer gastriske celler i at blive beskadiget på grund af lav gastrisk pH.

Der er tre fysiologiske vigtigste stimuli til H ⁺ -sekretion af gastriske celler, parietalceller: gastrin, histamin og acetylcholin.

gastrin

Gastrin er et hormon, der udskilles i regionen af ​​gastrisk antrum, der virker ved at øge den intracellulære koncentration af Ca, en mellemmand i aktiveringen af ​​den aktive transport af H ⁺ til gastrisk lumen.

Aktiv transport udføres af et ATPase-enzym, der bruger energien indeholdt i ATP til at transportere H ⁺ til gastrisk lumen og introducere K ⁺.

Histamin

Det secerneres af såkaldte enterochromaffinlignende celler (SEC) i gastrisk legeme. Dens virkning medieres af en stigning i koncentrationen af ​​cyklisk AMP og virker ved at forøge ligesom gastrin den aktive transport af H ⁺ til gastrisk lumen medieret af en H ⁺ -K ⁺ pumpe.

acetylcholin

Det secerneres af de vagale nerveterminaler, ligesom gastrin formidler dens virkning ved en forøgelse af den intracellulære Ca, idet H ⁺ -K ⁺ -pumpens virkning aktiveres.

H ⁺ i parietalcellerne kommer fra omsætningen af CO ₂ med H ₂ O til dannelse af H ₂ CO ₃ (kulsyre). Dette nedbrydes derefter til H ⁺ og HCO ₃ ^-. H ⁺ transporteres aktivt til gastrisk lumen gennem den apikale gastriske membran. I mellemtiden bringes HCO ₃ ^- ind i blodet kombineret med indgangen af ​​Cl ^-.

Modtransport- eller antitransportmekanismen Cl ^- HCO ₃ ^- der forekommer i kældermembranen i parietalceller producerer den intracellulære akkumulering af Cl ^-. Derefter passerer ion ind i gastrisk lumen, der ledsager H ⁺. Gastrisk HCl-sekretion vurderes at have en koncentration på 0,15 M.

Andre kilder til biologisk HCI

Der er andre stimuli til HCl-sekretion af parietalceller, såsom koffein og alkohol.

Mavesår forekommer og duodenal, når barrieren, der beskytter gastriske celler mod den skadelige virkning af HCl, forstyrres.

Ved at eliminere den beskyttende virkning, der er nævnt af Helicobacter pylori-bakterierne, bidrager acetylsalicylsyre og ikke-steroide antiinflammatoriske lægemidler (NSAID) til produktionen af ​​mavesår.

Syresekretionen har funktionen til at eliminere mikrober, der er til stede i fødevarer, og igangsætte fordøjelsen af ​​proteiner gennem virkningen af ​​pepsin. Hovedcellerne i gastrisk legeme udskiller pepsinogen, et proenzym, der omdannes til pepsin ved den lave pH i gastrisk lumen.

Fysiske og kemiske egenskaber

Molekylær vægt

36,488 g / mol.

Farve

Det er en farveløs eller let gullig væske.

Lugt

Det er en irriterende skarp lugt.

Smag

Tærsklen for smag i rent vand er en koncentration på 1,3 x ^10-4 mol / l.

Kogepunkt

-121º F til 760 mmHg. -85,05 ° C til 760 mmHg.

Smeltepunkt

-174º F (-13,7º F) for en 39,7% w / w HCI-opløsning i vand), -114,22 ° C.

Vandopløselighed

HCI-opløsningen kan være 67% w / p ved 86 ° F; 82,3 g / 100 g vand ved 0 ° C; 67,3 g / 100 g vand ved 30 ° C og 63,3 g / 100 g vand ved 40 ° C

Opløselighed i methanol

51,3 g / 100 g opløsning ved 0 ° C og 47 g / 100 opløsning ved 20 ° C

Opløselighed i ethanol

41,0 / 100 g opløsning ved 20 ° C

Opløselighed i ether

24,9 g / 100 opløsning ved 20 ° C.

Massefylde

1,059 g / ml ved 59 ° F i en 10,17% vægt / vægt opløsning.

Gastæthed

1.00045 g / l

Dampdensitet

1.268 (i forhold til luft taget som 1)

Damptryk

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

Stabilitet

Det har en høj termisk stabilitet.

Selvantændelsestemperatur

Det er ikke brandfarligt.

nedbrydning

Det sønderdeles ved opvarmning og udsender giftig chlorrøg.

Viskositet: 0,405 cPoise (væske ved 118,6 º K), 0,0131 cPoise (damp ved 273,06 º K).

ætsende virkning

Det er stærkt ætsende over for aluminium, kobber og rustfrit stål. Angriber alle metaller (kviksølv, guld, platin, sølv, tantal undtagen for visse legeringer).

Overfladespænding

23 mN / cm ved 118,6 ° K

polymerisation

Aldehyder og epoxider gennemgår voldelig polymerisation i nærvær af saltsyre.

Fysiske egenskaber såsom viskositet, damptryk, kogepunkt og smeltepunkt påvirkes af den procentvise koncentration w / w af HCI.

Applikationer

Saltsyre har adskillige anvendelser derhjemme, i forskellige brancher, i undervisnings- og forskningslaboratorier osv.

Industri og hjem

-Hydrochloridsyre anvendes til hydrometallurgisk forarbejdning, for eksempel til fremstilling af aluminiumoxid og titandioxid. Det bruges til aktivering af produktionen af ​​oliebrønde.

Injektionen af ​​syren øger porøsiteten omkring olien, hvilket favoriserer dens ekstraktion.

-Det anvendes til at eliminere CaCO ₃ (calciumcarbonat) indskud og omdannes til CaCl ₂ (calciumchlorid), som er mere opløselig og lettere at fjerne. Ligeledes bruges det industrielt til forarbejdning af stål, et materiale med mange anvendelser og anvendelser, både i industrien, i byggeriet og i hjemmet.

-Murerne bruger HCl-opløsninger til at vaske og rengøre mursten. Det bruges i hjemmet til rengøring og desinfektion af badeværelser og deres afløb. Derudover anvendes saltsyre i indgraveringer, herunder metalrensningsoperationer.

-Hydrochloridsyre har anvendelse ved eliminering af det mugne jernoxidlag, der akkumuleres på stål, inden det efterfølgende behandles i ekstrudering, valsning, galvanisering osv.

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

-Trods det er meget ætsende, bruges det til at fjerne metalpletter, der findes i jern, kobber og messing, ved hjælp af en fortynding på 1:10 i vand.

Syntese og kemiske reaktioner

-Hydrochloridsyre anvendes til titreringsreaktioner for baser eller alkalier såvel som til justering af pH i opløsninger. Derudover anvendes det i adskillige kemiske reaktioner, for eksempel til fordøjelse af proteiner, en procedure forud for undersøgelser af aminosyreindhold og identifikation heraf.

-En hovedanvendelse af saltsyre er produktion af organiske forbindelser, såsom vinylchlorid og dichlormethan. Syre er et mellemprodukt i produktionen af ​​polycarbonater, aktivt kul og ascorbinsyre.

-Det bruges til fremstilling af lim. Mens det i tekstilindustrien bruges det til blegning af stoffer. Det bruges i læderbrændingsindustrien og griber ind i behandlingen. Det finder også anvendelse som gødning og til fremstilling af klorid, farvestoffer osv. Det bruges også til galvanisering, fotografering og gummiindustrien.

-Det bruges til produktion af kunstig silke, til raffinering af olier, fedt og sæber. Derudover bruges det i polymerisation, isomerisering og alkyleringsreaktioner.

Risici og toksicitet

Det har en ætsende virkning på huden og slimhinderne og forårsager forbrændinger. Disse, hvis de er alvorlige, kan forårsage ulcerationer og efterlade keloid og tilbagetrækkende ar. Kontakt med øjnene kan forårsage reduktion eller totalt synstab på grund af skader på hornhinden.

Når syren når ansigtet, kan det forårsage alvorlige cyklusser, der vanviger ansigtet. Hyppig kontakt med syre kan også forårsage dermatitis.

Indtagelse af saltsyre forbrænder munden, halsen, spiserøret og mave-tarmkanalen, hvilket forårsager kvalme, opkast og diarré. I ekstreme tilfælde kan perforering af spiserøret og tarmen forekomme med hjertestop og død.

På den anden side kan sure dampe, afhængigt af deres koncentration, forårsage irritation i luftvejene, forårsage faryngitis, ødemer i glottis, indsnævring af bronchier med bronchitis, cyanose og lungemoder (overdreven ophobning af væske i lungerne) og i ekstreme tilfælde død.

Eksponering for høje niveauer af sure dampe kan forårsage hævelse i halsen og krampe med deraf følgende kvælning.

Dentalnekrose, der forekommer i tænderne med tab af glans, er også hyppigt; de bliver gullige og bløde og til sidst går i stykker.

Forebyggelse af saltsyrebeskadigelse

Der er et sæt regler for sikkerhed for mennesker, der arbejder med saltsyre:

- Personer med en historie med åndedræts- og fordøjelsessygdomme bør ikke arbejde i miljøer med tilstedeværelse af syre.

-Workers skal bære syrefast tøj, selv med hætter; øjenbeskyttelsesbriller, armbeskyttere, syrebestandige handsker og sko med de samme egenskaber. De bør også bære gasmasker, og i tilfælde af alvorlig udsættelse for saltsyredamp anbefales brug af selvforsynet åndedrætsapparat.

-Arbejdsmiljøet skal også have nødbrusere og springvand til vask af øjnene.

-Derudover er der standarder for arbejdsmiljøer, såsom gulvetype, lukkede kredsløb, beskyttelse af elektrisk udstyr osv.

Referencer

1. StudiousGuy. (2018). Saltsyre (HCl): Vigtige anvendelser og applikationer. Taget fra: studiousguy.com
2. Ganong, WF (2003). Gennemgang af medicinsk fysiologi. 21 udgave. McGraw-Hill Companies INC.
3. Pubchem. (2018). Saltsyre. Taget fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. Saltsyre. Taget fra: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. Sikkerhedsdatablad for saltsyre.. Taget fra: uacj.mx