โครงสร้างกรดไฮโดรคลอริก (HCl) คุณสมบัติความเสี่ยงและการใช้ประโยชน์

กรดไฮโดรคลอริก (HCl) เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่เกิดขึ้นจากการละลายในน้ำของไฮโดรเจนคลอไรด์โดยกำเนิดไอออนไฮโดรเนียม (H)₃O⁺) และคลอไรด์ไอออน (Cl^-) โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันเป็นไฮดราไซด์ของฮาโลเจนคลอรีนกับไฮโดรเจน.

HCl เป็นกรดที่แข็งแกร่งซึ่งเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ในน้ำและผลิตภัณฑ์อิออไนเซชันจะเสถียร ไอออนไนซ์ที่สมบูรณ์ของ HCl นั้นได้รับการยืนยันโดยความจริงที่ว่าค่า pH ของสารละลาย HCl 0.1 M คือ 1.

วิธีการหลักสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมของ HCl คือการทำคลอรีนของสารประกอบอินทรีย์เพื่อผลิตเช่นไดคลอโรมีเธน, ไตรคลอโรเอทิลีน, เปอร์คลอโรเอทิลีนหรือคลอไรด์ไวนิล HCl เป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยาคลอรีน.

มันถูกใช้ในการไตเตรทฐานในปฏิกิริยาเคมีมากมายในการย่อยสารเคมีของสารประกอบอินทรีย์ ฯลฯ.

ไอของกรดไฮโดรคลอริก (ไฮโดรเจนคลอไรด์) สามารถทำให้เกิดการบาดเจ็บที่ดวงตาอย่างรุนแรง นอกจากนี้อาจทำให้เกิดการระคายเคืองและปัญหารุนแรงในทางเดินหายใจ.

แสงในกระเพาะอาหารมี pH เป็นกรด (1-3) ที่มีความเข้มข้นสูงของ HCl การปรากฏตัวของกรดช่วยการฆ่าเชื้อของเนื้อหาในกระเพาะอาหารยับยั้งแบคทีเรียจำนวนมากที่มีอยู่ในอาหาร นี้จะอธิบายกระเพาะและลำไส้อักเสบที่เกี่ยวข้องกับสภาพของ achlorhydria.

นอกจากนี้ HCl ยังช่วยในการย่อยโปรตีนโดยเปิดใช้งานเอนไซม์โปรตีโอไลติก pepsin.

มันถูกใช้ในการทำความสะอาดสระว่ายน้ำโดยทั่วไปผงซักฟอกทั่วไปก็เพียงพอ แต่มีจุดที่ติดอยู่ระหว่างกระเบื้องซึ่งในกรณีเหล่านี้ต้องใช้กรดไฮโดรคลอริก.

มันถูกใช้ในการควบคุมค่า pH ในผลิตภัณฑ์ยาอาหารและน้ำดื่ม นอกจากนี้ยังใช้ในการทำให้เป็นกลางของเสียที่ประกอบด้วยวัสดุอัลคาไลน์.

กรดไฮโดรคลอริกถูกใช้ในการสร้างเรซินแลกเปลี่ยนไอออนซึ่งใช้ในการแยกไอออนของโลหะหรือไอออนชนิดอื่น ๆ ในอุตสาหกรรมในห้องปฏิบัติการวิจัยและในการทำน้ำดื่มให้บริสุทธิ์.

ในทางกลับกันก็อาจกล่าวได้ว่าไฮโดรเจนคลอไรด์ซึ่งเป็นสารประกอบของก๊าซเป็นโมเลกุล di-atomic และอะตอมที่รวมตัวกันโดยพันธะโควาเลนต์ ในขณะเดียวกันกรดไฮโดรคลอริกเป็นสารประกอบไอออนิกที่ละลายในน้ำ⁺ และ Cl^-. ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออนเหล่านี้เป็นชนิดไฟฟ้าสถิต.

ดัชนี

• 1 โครงสร้างทางเคมี
• 2 การฝึกอบรม
• 3 อยู่ที่ไหน?
  • 3.1 แกสตริน
  • 3.2 ฮีสตามีน
  • 3.3 Acetylcholine
  • 3.4 แหล่งชีวภาพอื่น ๆ ของ HCl
• 4 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
  • 4.1 น้ำหนักโมเลกุล
  • 4.2 สี
  • 4.3 กลิ่น
  • 4.4 Taste
  • 4.5 จุดเดือด
  • 4.6 จุดหลอมเหลว
  • 4.7 การละลายในน้ำ
  • 4.8 การละลายในเมทานอล
  • 4.9 การละลายในเอทานอล
  • 4.10 การละลายในอีเธอร์
  • 4.11 ความหนาแน่น
  • 4.12 ความหนาแน่นของก๊าซ
  • 4.13 ความหนาแน่นไอ
  • 4.14 แรงดันไอน้ำ
  • 4.15 ความเสถียร
  • 4.16 การส่งสัญญาณอัตโนมัติ
  • 4.17 การสลายตัว
  • 4.18 การกัดกร่อน
  • 4.19 แรงตึงผิว
  • 4.20 การเกิดพอลิเมอไรเซชัน
• 5 ใช้
  • 5.1 อุตสาหกรรมและที่บ้าน
  • 5.2 การสังเคราะห์และปฏิกิริยาทางเคมี
• 6 ความเสี่ยงและความเป็นพิษ
• 7 การป้องกันความเสียหายจากกรดไฮโดรคลอริก
• 8 อ้างอิง

โครงสร้างทางเคมี

แต่ละโมเลกุลของ HCl เกิดจากอะตอมไฮโดรเจนและอะตอมของคลอรีน แม้ว่าที่อุณหภูมิห้อง HCl จะเป็นพิษและเป็นก๊าซไม่มีสีหากละลายในน้ำกรดไฮโดรคลอริกจะได้รับ.

การอบรม

-มันสามารถผลิตได้โดยอิเล็กโทรไลซิสของ NaCl (โซเดียมคลอไรด์) ซึ่งมีต้นกำเนิด H₂ (g), Cl₂ (g), 2Na (ac) และ OH^- (Aq) แล้ว:

H₂ +  Cl₂ => 2 HCl

นี่เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน.

-HCl ผลิตโดยทำปฏิกิริยาโซเดียมคลอไรด์กับกรดซัลฟิวริก กระบวนการที่สามารถทำ schematized ด้วยวิธีต่อไปนี้:

NaCl + H₂SW₄  => NaHSO₄   +   HCl

จากนั้นจะทำการรวบรวมไฮโดรเจนคลอไรด์และโซเดียมคลอไรด์จะทำปฏิกิริยากับโซเดียมไบซัลไฟต์ตามปฏิกิริยาต่อไปนี้:

NaCl + NaHSO₄ => นา₂SW₄   +    HCl

ปฏิกิริยานี้ถูกนำเสนอโดย Johan Glauber ในศตวรรษที่ 17 เพื่อผลิตกรดไฮโดรคลอริก ปัจจุบันมีการใช้งานในห้องปฏิบัติการเป็นหลักเนื่องจากความสำคัญของการใช้ในอุตสาหกรรมลดลง.

-กรดไฮโดรคลอริกสามารถผลิตได้เป็นผลพลอยได้จากคลอรีนของสารประกอบอินทรีย์ตัวอย่างเช่น: ในการผลิตไดคลอโรมีเทน.

C₂H₄   +   Cl₂  => C₂H₄Cl₂

C₂H₄Cl₂  => C₂H₃Cl + HCl

วิธีการผลิต HCl นี้ถูกใช้ในอุตสาหกรรมมากขึ้นโดยคำนวณว่า 90% ของ HCl ที่ผลิตในสหรัฐอเมริกานั้นเป็นวิธีการนี้.

-และในที่สุด HCl ก็ถูกผลิตขึ้นในการเผาขยะอินทรีย์ที่ผ่านคลอรีนแล้ว:

C₄H₆Cl₂      +       5 O₂   => 4 CO₂    +     2 ชั่วโมง₂O + 2 HCl

มันอยู่ที่ไหน?

กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นในกระเพาะอาหารซึ่งมีค่า pH เท่ากับ 1 การดำรงอยู่ของสิ่งกีดขวางเมือกที่อุดมไปด้วยไบคาร์บอเนตป้องกันเซลล์กระเพาะอาหารจากความเสียหายที่เกิดจากความเป็นกรดในกระเพาะอาหารต่ำ.

มีการกระตุ้นทางสรีรวิทยาหลักสามประการสำหรับการหลั่ง H⁺ โดยเซลล์ข้างขม่อมของกระเพาะอาหาร: แกสทรินฮีสตามีนและอะซิติลโคลีน.

gastrin

แกสทรินเป็นฮอร์โมนที่หลั่งในบริเวณแอนทรัมของกระเพาะอาหารซึ่งทำหน้าที่เพิ่มความเข้มข้นภายในเซลล์ของ Ca ซึ่งเป็นระดับกลางของการกระตุ้นการเคลื่อนย้ายของ H⁺ ต่อลูเมนกระเพาะอาหาร.

การขนส่งแบบแอคทีฟนั้นดำเนินการโดยเอนไซม์ ATPase ซึ่งใช้พลังงานที่มีอยู่ใน ATP เพื่อส่ง H⁺ เข้าหากระเพาะอาหารและป้อน K⁺.

ธาตุชนิดหนึ่ง

มันถูกหลั่งโดยเซลล์ที่เรียกว่า enterochromaffin (SEC) ของร่างกายในกระเพาะอาหาร การกระทำของมันคือการไกล่เกลี่ยโดยการเพิ่มความเข้มข้นของแอมป์วงจรและกระทำโดยการเพิ่มเช่น gastrin การขนส่งที่ใช้งานของ⁺ ไปทางหลอดไฟกลางที่ปั๊ม H⁺-K⁺.

acetylcholine

มันถูกหลั่งจากขั้วประสาท vagal เช่น gastrin ไกล่เกลี่ยการกระทำของมันโดยการเพิ่มขึ้นของเซลล์ intracellular Ca, การเปิดใช้งานการดำเนินการของปั๊ม H⁺-K⁺.

The H⁺ ของเซลล์ข้างขม่อมมาจากปฏิกิริยาของ CO₂ กับ H₂หรือรูปแบบ H₂CO₃  กรดคาร์บอนิก ซึ่งจะย่อยสลายในภายหลังใน H⁺ และ HCO₃^-. The H⁺ มันถูกเคลื่อนย้ายอย่างแข็งขันไปยังลูเมนในกระเพาะอาหารผ่านเยื่อหุ้มปลายกระเพาะอาหาร ในขณะเดียวกัน HCO₃^- ถูกนำไปที่เลือดคู่กับรายการ Cl^-.

กลไกการขนถ่ายหรือต่อต้านการขนถ่าย Cl^-HCO₃^- ที่เกิดขึ้นในเยื่อหุ้มพื้นฐานของเซลล์ข้างขม่อมก่อให้เกิดการสะสมของเซลล์ภายในเซลล์^-. ต่อจากนั้นไอออนจะผ่านไปยังลูเมนในกระเพาะอาหารที่มาพร้อมกับ H⁺. มันเป็นที่คาดกันว่าการหลั่งในกระเพาะอาหารของ HCl มีความเข้มข้น 0.15 M.

แหล่งชีวภาพอื่น ๆ ของ HCl

มีสิ่งกระตุ้นอื่น ๆ สำหรับการหลั่ง HCl โดยเซลล์ข้างขม่อมเช่นคาเฟอีนและแอลกอฮอล์.

แผลในกระเพาะอาหารและลำไส้เล็กส่วนต้นเกิดขึ้นเมื่อสิ่งกีดขวางที่ป้องกันเซลล์กระเพาะอาหารจากการกระทำที่เป็นอันตรายของ HCl ถูกทำลาย.

โดยการกำจัดการกระทำการป้องกันดังกล่าวของแบคทีเรีย Helicobacter pilori กรดอะซิติลซาลิไซลิคและยาต้านการอักเสบที่ไม่ใช่สเตียรอยด์ (NSAIDs) มีส่วนทำให้เกิดแผล.

การหลั่งกรดมีหน้าที่ในการกำจัดจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในอาหารและเริ่มการย่อยโปรตีนผ่านการกระทำของเพปซิน เซลล์หลักของร่างกายในกระเพาะอาหารหลั่งเพปซินเจนซึ่งเป็นโพรเอนไซม์ที่เปลี่ยนเป็นเปปซินโดยค่า pH ต่ำของลูเมนในกระเพาะอาหาร.

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

น้ำหนักโมเลกุล

36,458 กรัม / โมล.

สี

มันเป็นของเหลวที่ไม่มีสีหรือสีเหลืองเล็กน้อย.

กลิ่น

มันเป็นกลิ่นฉุนที่น่ารำคาญ.

รสชาติ

เกณฑ์สำหรับการชิมของคุณคือน้ำบริสุทธิ์คือความเข้มข้น 1.3 x 10^-4 โมล / ลิตร.

จุดเดือด

-121º F ถึง 760 mmHg -85.05º C ถึง 760 mmHg.

จุดหลอมเหลว

-174º F (-13.7º F) สำหรับสารละลาย HCl 39.7% w / w ในน้ำ), -114.22º C.

การละลายในน้ำ

สารละลาย HCl สามารถมี 67% w / w ที่ 86 ° F; 82.3 กรัม / 100 กรัมน้ำที่ 0 ° C; 67.3 g / 100 g น้ำที่ 30 ° C และ 63.3 g / 100 g น้ำที่ 40 ° C.

ละลายในเมทานอล

สารละลาย 51.3 g / 100 g ที่อุณหภูมิ0ºCและ 47 g / 100 ของสารละลายที่20ºC

ละลายในเอทานอล

สารละลาย 41.0 / 100 กรัมที่ 20 at C

การละลายในอีเธอร์

24.9 g / 100 ของสารละลายที่ 20 at C.

ความหนาแน่น

1,059 g / ml ที่59º F ในสารละลาย 10.17% w / w.

ความหนาแน่นของก๊าซ

1,00045 กรัม / ลิตร

ความหนาแน่นของไอ

1,268 (สัมพันธ์กับอากาศที่ถือเป็น 1)

แรงดันไอน้ำ

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

ความมั่นคง

มันมีเสถียรภาพทางความร้อนสูง.

ติดไฟ

มันไม่ติดไฟ.

การจำแนก

สลายตัวโดยความร้อนเปล่งควันพิษของคลอรีน.

ความหนืด: 0.405 cPoise (ของเหลวที่ 118.6 º K), 0.0131 c Poise (ไอที่ 273.06 º K).

กัดกร่อน

มันกัดกร่อนสูงต่ออลูมิเนียมทองแดงและสแตนเลส โจมตีโลหะทุกชนิด (ปรอท, ทอง, ทองคำขาว, เงิน, แทนทาลัมยกเว้นโลหะผสมบางชนิด).

แรงตึงผิว

23 mN / cm ที่118.6º K.

พอลิเมอ

อัลดีไฮด์และอิพอกไซด์จะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันอย่างรุนแรงต่อหน้ากรดไฮโดรคลอริก.

คุณสมบัติทางกายภาพเช่นความหนืดความดันไอจุดหลอมเหลวและจุดหลอมเหลวได้รับอิทธิพลจากความเข้มข้นร้อยละ w / w ของ HCl.

การใช้งาน

กรดไฮโดรคลอริกมีประโยชน์หลายอย่างเช่นที่บ้าน, ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ , ในห้องปฏิบัติการสอนและวิจัยเป็นต้น.

อุตสาหกรรมและบ้าน

-กรดไฮโดรคลอริกถูกนำมาใช้ในกระบวนการไฮโดรเมทเลทัลลิกส์เช่นในการผลิตอะลูมินาและไทเทเนียมไดออกไซด์ มันถูกใช้ในการเปิดใช้งานการผลิตของบ่อน้ำมัน.

การฉีดกรดจะเพิ่มความพรุนรอบ ๆ น้ำมันซึ่งเป็นที่นิยมในการสกัดแบบนี้.

-มันถูกใช้สำหรับการกำจัดของเงินฝาก CaCO₃ (แคลเซียมคาร์บอเนต) โดยการเปลี่ยนเป็น CaCl₂ (แคลเซียมคลอไรด์) ซึ่งละลายได้ดีกว่าและถอดง่าย ในทำนองเดียวกันมันถูกใช้ในอุตสาหกรรมในการแปรรูปเหล็กวัสดุที่มีการใช้งานมากมายและการใช้งานทั้งในอุตสาหกรรมเช่นในอาคารและในบ้าน.

-Bricklayers ใช้โซลูชั่น HCl สำหรับการล้างและทำความสะอาดอิฐ มันถูกใช้ที่บ้านในการทำความสะอาดและฆ่าเชื้อโรคในห้องน้ำและท่อระบายน้ำของพวกเขา นอกจากนี้กรดไฮโดรคลอริกยังถูกใช้ในงานแกะสลักรวมถึงการทำความสะอาดโลหะ.

-กรดไฮโดรคลอริกมีการใช้งานในการกำจัดชั้นของเหล็กออกไซด์ที่สะสมอยู่บนเหล็กก่อนหน้านี้เพื่อการแปรรูปต่อไปในการอัดรีด, การเคลือบ, การชุบกัลวาไนซ์เป็นต้น.

ความเชื่อ₂O₃    +    Fe + 6 HCl => 3 FeCl₂     +      H₂O

-แม้ว่าจะมีการกัดกร่อนสูง แต่ก็ใช้เพื่อขจัดคราบโลหะที่มีอยู่ในเหล็กทองแดงและทองเหลืองโดยใช้การเจือจางในน้ำ 1:10.

สังเคราะห์และปฏิกิริยาทางเคมี

-กรดไฮโดรคลอริกถูกใช้ในปฏิกิริยาการไตเตรทของเบสหรือด่างรวมถึงการปรับค่า pH ของสารละลาย นอกจากนี้ยังใช้ในปฏิกิริยาทางเคมีจำนวนมากเช่นในการย่อยโปรตีนก่อนการศึกษาปริมาณกรดอะมิโนและการจำแนก.

-การใช้กรดไฮโดรคลอริกเป็นหลักคือการผลิตสารประกอบอินทรีย์เช่นไวนิลคลอไรด์และไดคลอโรมีเทน กรดเป็นตัวกลางในการผลิตโพลีคาร์บอเนตถ่านกัมมันต์และแอสคอร์บิคแอซิด.

-มันถูกใช้ในการผลิตกาว ในขณะที่อุตสาหกรรมสิ่งทอมีการใช้ในการฟอกผ้า มันถูกใช้ในอุตสาหกรรมฟอกหนังซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิต นอกจากนี้ยังพบว่าใช้เป็นปุ๋ยและในการผลิตคลอไรด์สีย้อม ฯลฯ มันยังใช้ในการชุบโลหะในการถ่ายภาพและในอุตสาหกรรมยาง.

-มันถูกใช้ในการผลิตผ้าไหมเทียมในการกลั่นน้ำมันไขมันและสบู่ นอกจากนี้ยังใช้ในการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน, ไอโซเมอไรเซชันและอัลคิเลชั่น.

ความเสี่ยงและความเป็นพิษ

มันมีฤทธิ์กัดกร่อนบนผิวหนังและเยื่อเมือกทำให้เกิดแผลไหม้ สิ่งเหล่านี้หากรุนแรงอาจทำให้เกิดแผลจากแผลเป็น keloid และหดได้ การสัมผัสกับดวงตาสามารถทำให้ลดหรือสูญเสียการมองเห็นเนื่องจากความเสียหายต่อกระจกตา.

เมื่อกรดมาถึงใบหน้าอาจทำให้เกิดเซซิริสทริกอย่างรุนแรงที่ทำให้ใบหน้าเสียโฉม การสัมผัสกับกรดบ่อยครั้งอาจทำให้เกิดผิวหนังอักเสบได้.

การกลืนกรดไฮโดรคลอริกทำให้เกิดการเผาไหม้ที่ปากคอหลอดอาหารและระบบทางเดินอาหารทำให้เกิดอาการคลื่นไส้อาเจียนและท้องเสีย ในกรณีที่รุนแรงอาจทำให้หลอดอาหารและลำไส้ทะลุอาจเกิดภาวะหัวใจหยุดเต้นและเสียชีวิต.

ในทางตรงกันข้ามไอของกรดขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของพวกเขาสามารถทำให้เกิดการระคายเคืองของระบบทางเดินหายใจทำให้เกิดคอหอยอักเสบบวมของช่องสายเสียงตีบของหลอดลมหลอดลมอักเสบไซยาโนซิสและปอดบวมน้ำ (สะสมมากเกินไปในปอด) และในกรณีที่รุนแรงความตาย.

การได้รับไอระเหยของกรดในระดับสูงอาจทำให้เกิดอาการบวมและอาการกระตุกของลำคอ.

เนื้อร้ายทางทันตกรรมปรากฏอยู่ในฟันที่สูญเสียความสว่างไปด้วย พวกเขากลายเป็นสีเหลืองและอ่อนนุ่มและในที่สุดพวกเขาก็แตก.

การป้องกันความเสียหายจากกรดไฮโดรคลอริก

มีกฎหลายข้อเพื่อความปลอดภัยของคนที่ทำงานกับกรดไฮโดรคลอริก:

-ผู้ที่มีประวัติเกี่ยวกับโรคทางเดินหายใจและโรคทางเดินอาหารไม่ควรทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีกรด.

-คนงานต้องสวมเสื้อผ้าที่ทนกรดแม้มีฮูด เลนส์ป้องกันดวงตาอุปกรณ์ป้องกันแขนถุงมือทนกรดและรองเท้าที่มีคุณสมบัติเหมือนกัน พวกเขายังต้องใช้หน้ากากป้องกันแก๊สพิษและในกรณีที่สัมผัสกับไอกรดไฮโดรคลอริกอย่างรุนแรงแนะนำให้ใช้เครื่องช่วยหายใจในตัว.

-สภาพแวดล้อมในการทำงานควรมีที่อาบน้ำฉุกเฉินและน้ำพุสำหรับล้างตา.

-นอกจากนี้ยังมีมาตรฐานสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานเช่นชนิดตั้งพื้นวงจรปิดการป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้า ฯลฯ.

การอ้างอิง

1. StudiousGuy (2018) กรดไฮโดรคลอริก (HCl): การใช้และการใช้งานที่สำคัญ นำมาจาก: studiousguy.com
2. Ganong, W. F. (2003) การทบทวนสรีรวิทยาการแพทย์ ฉบับที่ยี่สิบเอ็ด บริษัท McGraw-Hill.
3. PubChem (2018) กรดไฮโดรคลอริก นำมาจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly กรดไฮโดรคลอริก นำมาจาก: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR เอกสารข้อมูลความปลอดภัยสำหรับกรดไฮโดรคลอริก [PDF] นำมาจาก: uacj.mx