SALTSYRA (HCL): STRUKTUR, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

Den saltsyra (HCl) eller saltsyra är en oorganisk förening som bildas genom upplösning i vatten av väteklorid, vilket resulterade hydroniumjon (H ₃ O ⁺ ) och kloridjon (Cl ^- ). Mer specifikt är det hydraciden i halogenklor med vätet.

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

Av Walkerma på en.wikipedia, från Wikimedia Commons

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.

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

Ångor av saltsyra (väteklorid) kan skada ögonen allvarligt. Dessutom kan de orsaka irritation och allvarliga problem i luftvägarna.

Maglumen har ett surt pH (1-3) med en hög koncentration av HCl. Den sura närvaron gynnar steriliseringen av maginnehållet och inaktiverar många bakterier som finns i maten. Detta förklarar gastroenterit associerad med tillståndet med achlorhydria.

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

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

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

Saltsyra används vid regenereringen av jonbyteshartser, används för att sekvestera metalljoner eller andra typer av joner i industrin, i forskningslaboratorier och i rening av dricksvatten.

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

Kemisk struktur

Figur 1: Saltsyra bildas genom att lösa HCl i vatten

Varje HCl-molekyl består av en väteatom och en kloratom. Även om HCl är giftig och en färglös gas vid rumstemperatur ger den saltsyra om den upplöses i vatten.

Träning

Figur 2: saltsyras utseende.

-Det kan framställas genom elektrolys av NaCl (natriumklorid), som har sitt ursprung H ₂ (g), Cl ₂ (g), 2Na (aq) och OH ^- (aq). Sedan:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCl

Detta är en exoterm reaktion.

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

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCl

Vätekloriden uppsamlas sedan och natriumkloriden bringas att reagera med natriumbisulfit enligt följande reaktion:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl

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

-Hydroklorvätesyra kan framställas som en biprodukt av klorering av organiska föreningar, till exempel: vid framställning av diklormetan.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

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

Och slutligen produceras HCl vid förbränning av klorerat organiskt avfall:

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

Var ligger den?

Saltsyra koncentreras i maglumen där ett pH uppnås 1. Förekomsten av en slembarriär, rik på bikarbonat, förhindrar magceller från att skadas på grund av lågt gastriskt pH.

Det finns tre huvudsakliga fysiologiska stimuli för H ⁺ -söndring av magen i parietalcellerna: gastrin, histamin och acetylkolin.

gastrin

Gastrin är ett hormon som utsöndras i regionen av magantrummet som verkar genom att öka den intracellulära koncentrationen av Ca, en mellanhand vid aktiveringen av den aktiva transporten av H ⁺ till maglumen.

Aktiv transport utförs av ett ATPase-enzym som använder energin i ATP för att transportera H ⁺ till maglumen och introducera K ⁺ .

Histamin

Det utsöndras av så kallade enterokromaffin-liknande celler (SEC) i magkroppen. Dess verkan förmedlas av en ökning av koncentrationen av cyklisk AMP och verkar genom att öka, liksom gastrin, den aktiva transporten av H ⁺ till maglumen medierad av en H ⁺ -K ⁺ pump .

acetylkolin

Den utsöndras av vagala nervterminaler, precis som gastrin förmedlar dess verkan genom en ökning av intracellulär Ca, vilket aktiverar verkan av H ⁺ -K ⁺ -pumpen .

H ⁺ i parietalcellerna kommer från reaktionen av CO ₂ med H ₂ O för att bilda H ₂ CO ₃ (kolsyra). Detta sönderdelas därefter till H ⁺ och HCO ₃ ^- . H ⁺ transporteras aktivt till maglumen genom det apikala gastriska membranet. Under tiden föras HCO ₃ ^- i blodet i kombination med inträdet av Cl ^- .

Mottransport- eller antitransportmekanismen Cl ^- HCO ₃ ^- som uppträder i källarmembranet i parietalceller producerar den intracellulära ansamlingen av Cl ^- . Därefter passerar jonen in i gastrisk lumen som åtföljer H ⁺ . Gastrisk HCl-utsöndring uppskattas ha en koncentration av 0,15 M.

Andra källor till biologisk HCl

Det finns andra stimuli för HCl-utsöndring av parietalceller som koffein och alkohol.

Magsår uppstår när barriären som skyddar magceller från den skadliga verkan av HCl störs.

Genom att eliminera den skyddsåtgärd som nämns av Helicobacter pylori-bakterierna, bidrar acetylsalicylsyra och icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID) till framställningen av magesår.

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

Fysiska och kemiska egenskaper

Molekylvikt

36,488 g / mol.

Färg

Det är en färglös eller något gulaktig vätska.

Odör

Det är en irriterande skarp lukt.

Smak

Tröskeln för provsmakning i 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

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

Vattenlöslighet

HCl-lösningen kan vara 67 viktprocent 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.

Gasstäthet

1 00045 g / L

Ång-densitet

1 268 (i förhållande till luft taget som 1)

Ångtryck

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

Stabilitet

Den har en hög termisk stabilitet.

självantändning

Det är inte brandfarligt.

Sönderfall

Den sönderdelas vid värme som avger giftig klorrök.

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

korrosions

Det är mycket frätande mot aluminium, koppar och rostfritt stål. Anfaller alla metaller (kvicksilver, guld, platina, silver, tantal förutom vissa legeringar).

Ytspänning

23 mN / cm vid 118,6 ° K

Polymerisation

Aldehyder och epoxider genomgår kraftig polymerisation i närvaro av saltsyra.

Fysikaliska egenskaper, såsom viskositet, ångtryck, kokpunkt och smältpunkt påverkas av den procentuella koncentrationen vikt / vikt av HCl.

tillämpningar

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

Industri och hem

-Hydroklorvätesyra används vid hydrometallurgisk bearbetning, till exempel vid framställning av aluminiumoxid och titandioxid. Det används för aktivering av produktionen av oljebrunnar.

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

-Det används för att eliminera CaCO ₃ (kalciumkarbonat) avlagringar genom att omvandla det till CaCl ₂ (kalciumklorid), vilket är mer lösligt 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, byggande och i hemmet.

-Murarna använder HCl-lösningar för att tvätta och rengöra tegelstenarna. Det används i hemmet för rengöring och desinfektion av badrum och avlopp. Dessutom används saltsyra i graveringar inklusive metallrengöringsoperationer.

-Hydroklorvätesyra har tillämpning vid eliminering av det mögliga järnoxidskiktet som ackumuleras på stålet före dess efterföljande bearbetning i strängsprutning, valsning, galvanisering etc.

Fe ₂ O ₃ + fe + 6 HCl => 3 FeCb ₂ + H ₂ O

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

Syntes och kemiska reaktioner

-Hydroklorvätesyra används i titreringsreaktionerna för baser eller alkalier, liksom för justering av pH för lösningar. Dessutom används det i ett flertal kemiska reaktioner, till exempel i matsmältningen av proteiner, en procedur före studier av aminosyrainnehåll och deras identifiering.

-En huvudsaklig användning av saltsyra är produktion av organiska föreningar, såsom vinylklorid och diklormetan. Syra är en mellanprodukt vid framställning av polykarbonater, aktivt kol och askorbinsyra.

-Det används vid tillverkning av lim. Även inom textilindustrin används det för blekning av tyger. Det används i läderbrunningsindustrin och ingriper i dess bearbetning. Den finner också användning som gödningsmedel och vid produktion av klorid, färgämnen etc. Det används också inom galvanisering, fotografering och gummiindustrin.

-Det används för framställning av konstgjord siden, för raffinering av oljor, fetter och tvålar. Dessutom används det vid polymerisation, isomerisering 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, vilket lämnar keloid och retractile ärr. Kontakt med ögonen kan orsaka minskning eller total synförlust på grund av skada på hornhinnan.

När syran når ansiktet kan det orsaka allvarliga cykler som förvrider ansiktet. Ofta kontakt med syra kan också orsaka dermatit.

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

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

Exponering för höga nivåer av sura ångor kan orsaka svullnad i halsen och kramper med följd av kvävning.

Dentalnekrosor som förekommer i tänderna med glansförlust är också ofta; de blir gulaktiga och mjuka och bryts så småningom isär.

Saltsyra förebyggande skador

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

- Personer med en historia av luftvägs- och matsmältningssjukdomar bör inte arbeta i miljöer med närvaro av syra.

-Arbetare måste bära syrabeständiga 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 andningsapparater.

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

-Det finns dessutom standarder för arbetsmiljöer, till exempel golvtyp, slutna kretsar, skydd av elektrisk utrustning etc.

referenser

1. StudiousGuy. (2018). Saltsyra (HCl): Viktiga användningar och applikationer. Hämtad från: studiousguy.com
2. Ganong, WF (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. . Hämtad från: uacj.mx