HIDROKLORIK ASIT (HCL): YAPISI, ÖZELLIKLERI VE KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Hidroklorik asit (HCI) veya tuzruhu hidrojen klorür, elde edilen hidronyum iyonu (H suda çözündürülmesiyle oluşan inorganik bileşiktir ₃ O ⁺ ) ve klorür iyonu (Cl ^- ). Daha spesifik olarak, halojen klorun hidrojen ile hidrasididir.

HCl, suda tamamen iyonize olan güçlü bir asittir ve iyonlaşma ürünleri stabildir. HCl'nin tam iyonizasyonu, 0.1 M HCl çözeltisinin pH'ının 1 olması gerçeğiyle desteklenmektedir.

Walkerma tarafından en.wikipedia'da, Wikimedia Commons'tan

HCl'nin endüstriyel üretimi için ana yöntem, organik bileşiklerin, örneğin diklorometan, trikloroetilen, perkloroetilen veya vinil klorür üretmek üzere klorlanmasıdır. HCl, klorlama reaksiyonunun bir yan ürünüdür.

Bazların titrasyonunda çok sayıda kimyasal reaksiyonda, organik bileşiklerin kimyasal sindiriminde vb. Kullanılır.

Hidroklorik asit (hidrojen klorür) buharları, gözleri ciddi şekilde yaralayabilir. Ayrıca solunum yollarında tahrişe ve ciddi sorunlara neden olabilirler.

Mide lümeninin asidik pH (1-3) ve yüksek HCl konsantrasyonu vardır. Asit varlığı, yiyeceklerde bulunan çok sayıda bakteriyi etkisiz hale getirerek mide içeriğinin sterilizasyonuna yardımcı olur. Bu, aklorhidri durumuyla ilişkili gastroenteriti açıklar.

Ek olarak HCl, proteolitik enzim pepsini aktive ederek proteinlerin sindirimini kolaylaştırır.

Yüzme havuzlarının temizliğinde kullanılır, genellikle ortak bir deterjan yeterlidir ancak karoların arasına yapışan lekeler vardır, bu durumlarda hidroklorik asit kullanılması gerekir.

İlaç, gıda ve içme suyunda pH kontrolünde kullanılır. Alkali malzeme içeren atık akımlarının nötralizasyonunda da kullanılır.

Hidroklorik asit, endüstride, araştırma laboratuvarlarında ve içme suyunun saflaştırılmasında metal iyonlarını veya diğer iyon türlerini ayırmak için kullanılan iyon değişim reçinelerinin rejenerasyonunda kullanılır.

Öte yandan, gaz halindeki bir bileşik olan hidrojen klorürün diatomik bir molekül olduğu ve onu oluşturan atomların bir kovalent bağ ile birleştiği de söylenebilir. Bu arada, hidroklorik asit, sulu çözeltide H ⁺ ve Cl ^{- 'ye} ayrışan iyonik bir bileşiktir . Bu iyonlar arasındaki etkileşim elektrostatiktir.

Kimyasal yapı

Şekil 1: Hidroklorik asit, HCl'nin suda çözülmesiyle oluşur.

Her bir HCl molekülü, bir hidrojen atomu ve bir klor atomundan oluşur. Oda sıcaklığında HCl zehirli ve renksiz bir gaz olmasına rağmen suda çözülürse hidroklorik asit verir.

Eğitim

Şekil 2: hidroklorik asidin görünümü.

-H ₂ (g), Cl ₂ (g), 2Na (aq) ve OH ^- (aq) kaynaklı NaCl (sodyum klorür) elektroliziyle üretilebilir . Sonra:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCl

Bu ekzotermik bir reaksiyondur.

-HCl, sodyum klorürün sülfürik asit ile reaksiyona sokulmasıyla üretilir. Aşağıdaki şekilde özetlenebilecek süreç:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCl

Hidrojen klorür daha sonra toplanır ve sodyum klorür, aşağıdaki reaksiyona göre sodyum bisülfit ile reaksiyona sokulur:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl

Bu reaksiyon, 17. yüzyılda hidroklorik asit üretmek için Johan Glauber tarafından tanıtıldı. Şu anda, endüstriyel kullanımının önemi azaldığı için esas olarak laboratuvarlarda kullanılmaktadır.

-Hidroklorik asit, organik bileşiklerin klorlanmasının bir yan ürünü olarak üretilebilir, örneğin: diklorometan üretiminde.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

Bu HCl üretme yöntemi endüstriyel olarak daha çok kullanılmaktadır ve Amerika Birleşik Devletleri'nde üretilen HCl'nin% 90'ının bu metodoloji ile olduğunu hesaplamaktadır.

-Ve son olarak klorlu organik atıkların yakılmasında HCl üretilir:

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

Nerede bulunuyor?

Hidroklorik asit, pH 1'e ulaşılan mide lümeninde yoğunlaşır.Bikarbonat bakımından zengin bir mukus bariyerinin varlığı, düşük mide pH'ından dolayı mide hücrelerinin hasar görmesini engeller.

Mide gövdesinin paryetal hücreleri tarafından H ⁺ salgılanması için üç ana fizyolojik uyarı vardır : gastrin, histamin ve asetilkolin.

Gastrin

Gastrin, H ⁺ 'nın mide lümenine aktif taşınmasının aktivasyonuna aracılık eden Ca'nın hücre içi konsantrasyonunu artırarak etki eden mide antrumu bölgesinde salgılanan bir hormondur .

Aktif taşıma, H ^{+ '} yı mide lümenine taşımak ve K ^+' yı vermek için ATP'de bulunan enerjiyi kullanan bir ATPase enzimi tarafından gerçekleştirilir .

Histamin

Mide gövdesinin sözde enterokromafin benzeri hücreler (SEC) tarafından salgılanır. Etkisine, siklik AMP konsantrasyonundaki bir artış aracılık eder ve gastrin gibi, H ⁺ 'nın bir H ⁺ -K ⁺ pompasının aracılık ettiği mide lümenine aktif taşınmasını artırarak etki eder .

asetilkolin

Tıpkı gastrinin H ⁺ -K ⁺ pompasının hareketini aktive ederek hücre içi Ca'daki bir artışla eylemine aracılık etmesi gibi vagal sinir terminalleri tarafından salgılanır .

H ⁺ paryetal hücrelerin CO reaksiyonundan gelen ₂ H ile ₂ H oluşturmak için O ₂ CO ₃ (karbonik asit). Bu daha sonra H ⁺ ve HCO ₃ ^{- 'e} ayrışır . H ⁺ mide apikal membranından mide lümenine aktif olarak taşınır. Bu arada, HCO ₃ ^- Cl ^- girişi ile birlikte kana getirilir .

Parietal hücrelerin taban zarında meydana gelen karşı-taşıma veya anti-taşıma mekanizması Cl ^- HCO ₃ ^- hücre içi Cl ^- birikimini üretir . Daha sonra iyon, H ^{+ 'ya} eşlik eden mide lümenine geçer . Gastrik HCl sekresyonunun 0.15 M'lik bir konsantrasyona sahip olduğu tahmin edilmektedir.

Diğer biyolojik HCl kaynakları

Kafein ve alkol gibi paryetal hücreler tarafından HCl salgılanması için başka uyaranlar da vardır.

Mide ve duodenal ülserler, mide hücrelerini HCl'nin zararlı etkisinden koruyan bariyer bozulduğunda ortaya çıkar.

Helicobacter pylori bakterilerinin bahsettiği koruyucu etkiyi ortadan kaldırarak, asetilsalisilik asit ve steroidal olmayan antiinflamatuar ilaçlar (NSAID'ler) ülser üretimine katkıda bulunur.

Asit salgılanması, gıdalarda bulunan mikropları ortadan kaldırma ve pepsin etkisi ile proteinlerin sindirimini başlatma işlevine sahiptir. Mide vücudunun ana hücreleri, mide lümeninin düşük pH'ı ile pepsin'e dönüşen bir proenzim olan pepsinojen salgılar.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Moleküler ağırlık

36.458 g / mol.

Renk

Renksiz veya hafif sarımsı bir sıvıdır.

Koku

Rahatsız edici buruk bir kokudur.

Damak zevki

Saf suda tatma eşiği, 1.3 x ^10-4 mol / l' ^lik bir konsantrasyondur .

Kaynama noktası

-121º F ila 760 mmHg. -85.05 ° C ile 760 mmHg.

Erime noktası

Suda% 39.7 w / w HCl çözeltisi için -174º F (-13.7º F), -114.22º C.

Su çözünürlüğü

HCl çözeltisi 86 ° F'de% 67 w / p olabilir; 0 ° C'de 82,3 g / 100 g su; 30ºC'de 67.3 gr / 100 gr su ve 40ºC'de 63.3 gr / 100 gr su

Metanolde çözünürlük

0 ° C'de 51,3 g / 100 g çözelti ve 20 ° C'de 47 g / 100 çözelti

Etanolde çözünürlük

41.0 / 100 g çözelti 20ºC'de

Eterde çözünürlük

20ºC'de 24.9 g / 100 solüsyon.

Yoğunluk

59 ° F'de% 10.17 a / a solüsyonunda 1.059 g / ml.

Gaz yoğunluğu

1.00045 g / L

Buhar yoğunluğu

1.268 (1 olarak alınan hava ile ilgili olarak)

Buhar basıncı

70 ° F'de 32,452 mmHg; -120.6º F'de 760 mmHg

istikrar

Yüksek termal kararlılığa sahiptir.

otomatik ateşleme

Yanıcı değildir.

ayrışma

Isıtıldığında zehirli klor dumanı yayan ayrışır.

Viskozite: 0.405 cPoise (118.6 º K'da sıvı), 0.0131 cPoise (273.06 º K'da buhar).

aşındırıcılık

Alüminyum, bakır ve paslanmaz çelik için oldukça aşındırıcıdır. Tüm metallere (belirli alaşımlar hariç civa, altın, platin, gümüş, tantal) tesir eder.

Yüzey gerilimi

118.6º K'da 23 mN / cm

polimerizasyon

Aldehitler ve epoksitler, hidroklorik asit varlığında şiddetli polimerizasyona uğrar.

Viskozite, buhar basıncı, kaynama noktası ve erime noktası gibi fiziksel özellikler, HCl'nin ağırlıkça yüzde konsantrasyonundan etkilenir.

Uygulamalar

Hidroklorik asit, evde, farklı endüstrilerde, öğretim ve araştırma laboratuvarlarında vb. Çok sayıda kullanıma sahiptir.

Endüstriyel ve ev

-Hidroklorik asit, hidrometalurjik işlemede, örneğin alümina ve titanyum dioksit üretiminde kullanılır. Petrol kuyularının üretiminin aktivasyonunda kullanılır.

Asidin enjeksiyonu yağın etrafındaki gözenekliliği arttırır, böylece ekstraksiyonunu kolaylaştırır.

-CaCO ₃ (kalsiyum karbonat) birikintilerini daha çözünür ve uzaklaştırılması daha kolay olan CaCl _2'ye (kalsiyum klorür) dönüştürerek yok etmek için kullanılır. Aynı şekilde, hem endüstride, hem inşaatta hem de evde çok sayıda kullanım ve uygulamaya sahip bir malzeme olan çeliğin işlenmesinde endüstriyel olarak kullanılmaktadır.

- Masonlar tuğlaları yıkamak ve temizlemek için HCl solüsyonları kullanır. Evde banyoların ve giderlerinin temizliği ve dezenfeksiyonunda kullanılır. Ayrıca metal temizleme işlemleri de dahil olmak üzere gravürlerde hidroklorik asit kullanılmaktadır.

-Hidroklorik asit, çelik üzerinde biriken küflü demir oksit tabakasının daha sonraki ekstrüzyon, haddeleme, galvanizleme vb. İşlemlerinden önce yok edilmesinde uygulamaya sahiptir.

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

-Çok aşındırıcı olmasına rağmen demir, bakır ve pirinçte bulunan metal lekelerini suda 1:10 seyreltme kullanarak çıkarmak için kullanılır.

Sentez ve kimyasal reaksiyonlar

-Hidroklorik asit, bazların veya alkalilerin titrasyon reaksiyonlarında ve ayrıca çözeltilerin pH'ının ayarlanmasında kullanılır. Ek olarak, çeşitli kimyasal reaksiyonlarda, örneğin proteinlerin sindirilmesinde, amino asit içeriği ve bunların tanımlanmasına ilişkin çalışmalar öncesi bir prosedürde kullanılır.

-Hidroklorik asidin ana kullanımı, vinil klorür ve diklorometan gibi organik bileşiklerin üretimidir. Asit, polikarbonat, aktif karbon ve askorbik asit üretiminde bir ara maddedir.

-Tutkal yapımında kullanılır. Tekstil endüstrisinde iken kumaşların ağartılmasında kullanılır. Deri tabaklama endüstrisinde işlenmesine müdahale ederek kullanılır. Aynı zamanda gübre olarak ve klorür, renklendiriciler vb. Üretiminde kullanım alanı bulur. Aynı zamanda elektrokaplama, fotoğrafçılık ve kauçuk endüstrisinde de kullanılır.

- Yapay ipek üretiminde, sıvı yağların, katı yağların ve sabunların rafine edilmesinde kullanılır. Ayrıca polimerizasyon, izomerizasyon ve alkilasyon reaksiyonlarında kullanılır.

Riskler ve Toksisite

Deri ve mukoza zarları üzerinde yanıklara neden olan aşındırıcı etkisi vardır. Bunlar ciddiyse ülsere neden olabilir, keloid ve geri çekilebilir izler bırakabilir. Gözlerle temas, korneanın hasar görmesi nedeniyle azalmaya veya tamamen görme kaybına neden olabilir.

Asit yüze ulaştığında, yüzün şeklini bozan ciddi döngülere neden olabilir. Asitle sık temas da dermatite neden olabilir.

Hidroklorik asit yutulması ağzı, boğazı, yemek borusunu ve gastrointestinal sistemi yakarak mide bulantısı, kusma ve ishale neden olur. Aşırı durumlarda, yemek borusu ve bağırsakta kalp durması ve ölümle birlikte delinme meydana gelebilir.

Diğer yandan asit buharları konsantrasyonlarına bağlı olarak solunum yollarının tahriş olmasına, farenjite, glotiste ödem, bronşit ile bronşların daralmasına, siyanoz ve akciğer ödemine (akciğerlerde aşırı sıvı birikimi) neden olabilir. ve aşırı durumlarda ölüm.

Yüksek seviyelerde asit dumanına maruz kalmak boğazda şişmeye ve buna bağlı olarak boğulmaya neden olan spazmlara neden olabilir.

Parlaklık kaybı olan dişlerde ortaya çıkan diş nekrozları da sıktır; sarımsı ve yumuşak olurlar ve sonunda parçalanırlar.

Hidroklorik asit hasarı önleme

Hidroklorik asit ile çalışan kişilerin güvenliği için bir dizi kural vardır:

-Solunum ve sindirim hastalığı öyküsü olan kişiler asit bulunan ortamlarda çalışmamalıdır.

-Çalışanlar, başlıklarla bile aside dayanıklı giysiler giymek zorundadır; aynı özelliklere sahip gözlükler, kol koruyucuları, aside dayanıklı eldivenler ve ayakkabılar. Ayrıca gaz maskesi takmaları gerekir ve hidroklorik asit buharlarına şiddetli maruz kalma durumlarında, bağımsız solunum cihazı kullanılması önerilir.

-Çalışma ortamında ayrıca acil durum duşları ve gözleri yıkamak için çeşmeler bulunmalıdır.

-Ayrıca zemin tipi, kapalı devreler, elektrikli ekipmanların korunması gibi çalışma ortamları için standartlar vardır.

Referanslar

1. StudiousGuy. (2018). Hidroklorik Asit (HCl): Önemli Kullanımlar ve Uygulamalar. Alındığı: studiousguy.com
2. Ganong, WF (2003). Tıbbi Fizyolojinin Gözden Geçirilmesi. Yirmi birinci baskı. McGraw-Hill Companies INC.
3. Pubchem. (2018). Hidroklorik asit. Alınan: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. Hidroklorik asit. Alınan: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. TO. Hidroklorik Asit Güvenlik Veri Sayfası. . Alındığı kaynak: uacj.mx