Acido cloridrico (HCl): struttura, proprietà, rischi e usi

L'acido cloridrico (HCl) è un composto inorganico formato dalla dissoluzione in acqua di acido cloridrico, che origina lo ione idronio (H 3 O +) e lo ione cloruro (Cl-). Più specificamente, è l'idrazide del cloro alogeno con idrogeno.

HCl è un acido forte completamente ionizzato in acqua e i suoi prodotti di ionizzazione sono stabili. La completa ionizzazione dell'HCl è corroborata dal fatto che il pH di una soluzione 0, 1 M di HC1 è 1.

Il metodo principale per la produzione industriale di HCl è la clorurazione dei composti organici per produrre, ad esempio diclorometano, tricloroetilene, percloroetilene o cloruro di vinile. HCl è un sottoprodotto della reazione di clorurazione.

Viene utilizzato nelle titolazioni di base in numerose reazioni chimiche, nella digestione chimica di composti organici, ecc.

I vapori dell'acido cloridrico (acido cloridrico) possono causare gravi lesioni agli occhi. Inoltre, possono causare irritazioni e gravi problemi alle vie respiratorie.

La luce gastrica ha un pH acido (1-3) con un'alta concentrazione di HCl. La presenza di acido favorisce la sterilizzazione del contenuto gastrico, inattivando numerosi batteri presenti nel cibo. Ciò spiegherebbe la gastroenterite associata alla condizione di acloridria.

Inoltre, HCl facilita la digestione delle proteine ​​attivando la pepsina proteolitica enzima.

Viene utilizzato nella pulizia delle piscine, di solito è sufficiente con un detergente comune ma ci sono punti che si attaccano tra le piastrelle, richiedendo in questi casi l'uso di acido cloridrico.

Viene utilizzato nel controllo del pH in prodotti farmaceutici, alimenti e acqua potabile. Viene anche utilizzato nella neutralizzazione dei flussi di rifiuti contenenti materiale alcalino.

L'acido cloridrico è utilizzato nella rigenerazione delle resine a scambio ionico, utilizzate per sequestrare ioni metallici o altri tipi di ioni nell'industria, nei laboratori di ricerca e nella purificazione dell'acqua potabile.

D'altra parte si può anche dire che l'acido cloridrico, un composto gassoso, è una molecola di-atomica e gli atomi che lo formano sono uniti da un legame covalente. Nel frattempo, l'acido cloridrico è un composto ionico che in soluzione acquosa si dissocia in H + e Cl-. L'interazione tra questi ioni è di tipo elettrostatico.

Struttura chimica

Ogni molecola di HCl è formata da un atomo di idrogeno e un atomo di cloro. Sebbene a temperatura ambiente HCl sia velenoso e un gas incolore, se viene dissolto in acqua, viene somministrato acido cloridrico.

formazione

-Può essere prodotto per elettrolisi di NaCl (cloruro di sodio) che origina H 2 (g), Cl 2 (g), 2Na (ac) e OH- (ac). allora:

H 2 + Cl 2 => 2 HCl

Questa è una reazione esotermica.

-HCl viene prodotto facendo reagire cloruro di sodio con acido solforico. Processo che può essere schematizzato nel modo seguente:

NaCl + H 2 SO 4 => NaHSO 4 + HCl

L'acido cloridrico viene quindi raccolto e il cloruro di sodio viene fatto reagire con bisolfito di sodio secondo la seguente reazione:

NaCl + NaHSO 4 => Na 2 SO 4 + HCl

Questa reazione fu introdotta da Johan Glauber nel 17 ° secolo per produrre acido cloridrico. Attualmente è utilizzato principalmente nei laboratori, poiché l'importanza del suo uso industriale è diminuita.

- L'acido cloridrico può essere prodotto come sottoprodotto della clorurazione di composti organici, ad esempio: nella produzione di diclorometano.

C 2 H 4 + Cl 2 => C 2 H 4 Cl 2

C 2 H 4 Cl 2 => C 2 H 3 Cl + HCl

Questo metodo di produzione di HCl è più usato industrialmente, calcolando che il 90% dell'HCl prodotto negli Stati Uniti è basato su questa metodologia.

-Infine, l'HCl viene prodotta nell'incenerimento di rifiuti organici clorurati:

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

Dov'è?

L'acido cloridrico è concentrato nel lume gastrico dove viene raggiunto un pH 1. L'esistenza di una barriera mucosa, ricca di bicarbonato, impedisce alle cellule gastriche di subire danni a causa del basso pH gastrico.

Esistono tre principali stimoli fisiologici per la secrezione di H + da parte delle cellule parietali del corpo gastrico: gastrina, istamina e acetilcolina.

gastrina

La gastrina è un ormone secreto nella regione di antrum gastrico che agisce aumentando la concentrazione intracellulare di Ca, intermedio dell'attivazione del trasporto attivo di H + verso il lume gastrico.

Il trasporto attivo viene eseguito da un enzima ATPasi che utilizza l'energia contenuta nell'ATP per portare H + al lume gastrico e introdurre K +.

istamina

È secreto dalle cosiddette cellule enterochromaffine (SEC) del corpo gastrico. La sua azione è mediata da un aumento della concentrazione di AMP ciclico e agisce aumentando, come la gastrina, il trasporto attivo di H + al lume gastrico mediato da una pompa H + -K +.

acetilcolina

È secreto dai terminali del nervo vagale, come la gastrina media la sua azione da un aumento di Ca intracellulare, attivando l'azione della pompa H + -K +.

L'H + delle cellule parietali deriva dalla reazione di CO 2 con H 2 O per formare H 2 CO 3 (acido carbonico). Questo successivamente si decompone in H + e HCO 3 -. L'H + viene trasportato attivamente al lume gastrico attraverso la membrana apicale gastrica. Nel frattempo, l'HCO 3 - è portato al sangue accoppiato alla Cl-entry.

Il meccanismo di controtrasporto o anti-trasporto Cl-HCO 3 - che si verifica nella membrana basale delle cellule parietali produce l'accumulo intracellulare di Cl-. Successivamente, lo ione passa nel lume gastrico che accompagna l'H +. Si stima che la secrezione gastrica di HCl abbia una concentrazione di 0, 15 M.

Altre fonti di HCl biologico

Esistono altri stimoli per la secrezione di HCl da parte delle cellule parietali come la caffeina e l'alcol.

Le ulcere gastriche e duodenali si verificano quando la barriera che protegge le cellule gastriche dall'azione dannosa di HCl si rompe.

Eliminando la già citata azione protettiva del batterio Helicobacter pilori, l'acido acetilsalicilico e i farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) contribuiscono alla produzione di ulcere.

La secrezione acida ha la funzione di eliminare i microbi presenti nel cibo e avviare la digestione delle proteine, attraverso l'azione della pepsina. Le cellule principali del corpo gastrico secernono pepsinogen, un proenzima che viene trasformato in pepsina dal basso pH del lume gastrico.

Proprietà fisiche e chimiche

Peso molecolare

36, 458 g / mol.

colore

È un liquido incolore o leggermente giallastro.

odore

È un odore acre irritante.

sapore

La soglia per la sua degustazione è l'acqua pura è una concentrazione di 1, 3 x 10-4 moli / l.

Punto di ebollizione

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

Punto di fusione

-174º F (-13.7º F) per una soluzione di HCl del 39.7% di peso / peso in acqua), -114.22º C.

Solubilità in acqua

La soluzione di HCl può avere il 67% peso / peso a 86 ° F; 82, 3 g / 100 g di acqua a 0 ° C; 67, 3 g / 100 g di acqua a 30 ° C e 63, 3 g / 100 g di acqua a 40 ° C.

Solubilità in metanolo

51, 3 g / 100 g di soluzione a 0ºC e 47 g / 100 di soluzione a 20ºC

Solubilità in etanolo

41, 0 / 100 g di soluzione a 20 ° C

Solubilità in etere

24, 9 g / 100 di soluzione a 20 ° C.

densità

1, 059 g / ml a 59 ° F in una soluzione al 10, 17% peso / peso.

Densità del gas

1.00045 g / L

Densità del vapore

1, 268 (in relazione all'aria presa come 1)

Pressione del vapore

32.452 mmHg a 70 ° F; 760 mmHg a -120, 6 º F

stabilità

Ha un'elevata stabilità termica.

autoaccensione

Non è infiammabile

decomposizione

Si decompone riscaldando emettendo un fumo tossico di cloro.

Viscosità: 0.405 cPoise (liquido a 118.6 º K), 0.0131 c Poise (vapore a 273.06 º K).

corrosività

È altamente corrosivo per alluminio, rame e acciaio inossidabile. Attacca tutti i metalli (mercurio, oro, platino, argento, tantalio ad eccezione di alcune leghe).

Tensione superficiale

23 mN / cm a 118.6º K.

polimerizzazione

Aldeidi ed epossidi subiscono violenta polimerizzazione in presenza di acido cloridrico.

Le proprietà fisiche, come la viscosità, la tensione di vapore, il punto di ebollizione e il punto di fusione sono influenzati dalla concentrazione percentuale in peso di HCl.

applicazioni

L'acido cloridrico ha molti usi a casa, in diversi settori, nei laboratori di insegnamento e di ricerca, ecc.

Industriale e casa

- L'acido cloridrico viene utilizzato nella lavorazione idrometallurgica, ad esempio nella produzione di allumina e biossido di titanio. Viene utilizzato nell'attivazione della produzione di pozzi petroliferi.

L'iniezione dell'acido aumenta la porosità attorno all'olio, favorendone l'estrazione.

-E 'utilizzato per l'eliminazione dei depositi di CaCO 3 (carbonato di calcio) attraverso la sua trasformazione in CaCl 2 (cloruro di calcio) che è più solubile e facile da eliminare. Allo stesso modo, viene utilizzato industrialmente nella lavorazione dell'acciaio, materiale con numerosi usi e applicazioni, sia nelle industrie, come negli edifici e in casa.

-I muratori usano soluzioni HCl per lavare e pulire i mattoni. Viene utilizzato a casa nella pulizia e disinfezione dei bagni e dei loro scarichi. Inoltre, l'acido cloridrico viene utilizzato nelle incisioni comprese le operazioni di pulizia dei metalli.

-L'acido cloridrico ha applicazione nell'eliminazione dello strato di ossido di ferro ammuffito che si accumula sull'acciaio, precedentemente alla sua successiva lavorazione in estrusione, laminazione, galvanizzazione, ecc.

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

-Anche se altamente corrosivo è usato per rimuovere le macchie di metalli presenti in ferro, rame e ottone, usando una diluizione 1:10 in acqua.

Sintesi e reazioni chimiche

-L'acido cloridrico viene utilizzato nelle reazioni di titolazione di basi o alcali, nonché nella regolazione del pH delle soluzioni. Inoltre, viene utilizzato in numerose reazioni chimiche, ad esempio nella digestione delle proteine, una procedura prima degli studi sul contenuto di aminoacidi e sulla loro identificazione.

- Un uso principale dell'acido cloridrico è la produzione di composti organici, come il cloruro di vinile e il diclorometano. L'acido è un intermedio nella produzione di policarbonati, carbone attivo e acido ascorbico.

-È utilizzato nella produzione di adesivi. Mentre nell'industria tessile è utilizzato nello sbiancamento dei tessuti. Viene utilizzato nell'industria conciaria della pelle intervenendo nella sua lavorazione. Trova anche l'uso come fertilizzante e nella produzione di cloruro, coloranti, ecc. Viene anche utilizzato nella galvanotecnica, nella fotografia e nell'industria della gomma.

-Esso viene utilizzato nella produzione di seta artificiale, nella raffinazione di oli, grassi e saponi. Inoltre, viene utilizzato nelle reazioni di polimerizzazione, isomerizzazione e alchilazione.

Rischi e tossicità

Ha un'azione corrosiva sulla pelle e sulle mucose che producono ustioni. Questi, se gravi, possono causare ulcerazioni, lasciando cicatrici cheloidi e retrattili. Il contatto con gli occhi può causare riduzione o perdita totale della vista a causa di danni alla cornea.

Quando l'acido raggiunge il viso può causare gravi cicitrici che deturpano il viso. Il contatto frequente con l'acido può anche causare dermatiti.

L'ingestione di acido cloridrico causa ustioni della bocca, della gola, dell'esofago e del tratto gastrointestinale, causando nausea, vomito e diarrea. In casi estremi possono verificarsi perforazioni dell'esofago e dell'intestino, con arresto cardiaco e morte.

D'altra parte, i vapori dell'acido, a seconda della loro concentrazione possono produrre un'irritazione delle vie respiratorie, causando faringite, edema della glottide, restringimento dei bronchi con bronchite, cianosi ed edema polmonare (eccessivo accumulo di liquido nei polmoni) e in casi estremi, la morte.

L'esposizione ad alti livelli di vapori acidi può causare gonfiore e spasmo della gola con conseguente soffocamento.

Anche la necrosi dentale manifestata nei denti con perdita di luminosità è frequente; diventano gialli e morbidi e alla fine si rompono.

Prevenzione del danno da acido cloridrico

C'è una serie di regole per la sicurezza delle persone che lavorano con acido cloridrico:

- Le persone con una storia di malattie respiratorie e digestive non dovrebbero lavorare in ambienti con presenza di acido.

-I lavoratori devono indossare indumenti resistenti agli acidi, anche con i cappucci; lenti per la protezione degli occhi, protezioni per le braccia, guanti resistenti agli acidi e scarpe con le stesse caratteristiche. Dovrebbero anche usare maschere antigas e in caso di esposizione severa ai vapori di acido cloridrico, si raccomanda l'uso di autorespiratori.

-L'ambiente di lavoro deve anche avere docce di emergenza e fontane per il lavaggio degli occhi.

-Inoltre, ci sono standard per ambienti di lavoro, come il tipo di pavimento, circuiti chiusi, protezione di apparecchiature elettriche, ecc.