Vesinikkloriidhappe (HCl) struktuur, omadused, riskid ja kasutusalad

The vesinikkloriidhape (HCl) on anorgaaniline ühend, mis moodustub vesinikkloriidi lahustamisel vees, mis on hüdroniumioonist (H₃O⁺) ja kloriidi ioon (Cl^-). Täpsemalt on see halogeenkloriidi hüdrasiid vesinikuga.

HCl on tugev hape, mis on vees täielikult ioniseeritud ja selle ionisatsiooniproduktid on stabiilsed. HCl täielikku ionisatsiooni kinnitab asjaolu, et 0,1 M HCl lahuse pH on 1.

HCl tööstusliku tootmise peamiseks meetodiks on orgaaniliste ühendite kloorimine, et saada näiteks diklorometaan, trikloroetüleen, perkloroetüleen või vinüülkloriid. HCl on kloorimisreaktsiooni kõrvalprodukt.

Seda kasutatakse paljudes keemilistes reaktsioonides, orgaaniliste ühendite keemilisel lagundamisel jne..

Vesinikkloriidhappe (vesinikkloriid) aurud võivad põhjustada silmade tõsiseid vigastusi. Lisaks võivad need põhjustada hingamisteede ärritust ja tõsiseid probleeme.

Mao valgul on happe pH (1-3) kõrge HCl kontsentratsiooniga. Happe olemasolu soodustab maosisalduse steriliseerimist, inaktiveerides arvukalt toidus esinevaid baktereid. See selgitaks achlorhydria seisundiga seotud gastroenteriiti.

Lisaks soodustab HCl proteiinide lagundamist, aktiveerides proteolüütilise pepsiini ensüümi.

Seda kasutatakse basseinide puhastamiseks, tavaliselt piisab ühisest pesuvahendist, kuid plaatide vahele jäävad laigud, mis nõuavad sel juhul vesinikkloriidhappe kasutamist..

Seda kasutatakse ravimi, toidu ja joogivee pH kontrollimiseks. Seda kasutatakse ka leeliselist ainet sisaldavate jäätmevoogude neutraliseerimiseks.

Vesinikkloriidhapet kasutatakse ioonvahetusvaikude regenereerimiseks, mida kasutatakse metalliioonide või muude ioonide sekveneerimiseks tööstuses, uurimislaborites ja joogivee puhastamisel..

Teisest küljest võib öelda ka, et vesinikkloriid, gaasiline ühend, on di- aatomi molekul ja selle moodustavad aatomid on ühendatud kovalentse sidemega. Vahepeal on vesinikkloriidhape ioonne ühend, mis vesilahuses dissotsieerub H-s⁺ ja Cl^-. Nende ioonide vastastikmõju on elektrostaatiline.

Indeks

• 1 Keemiline struktuur
• 2 Koolitus
• 3 Kus see on??
  • 3.1 gastriin
  • 3.2 Histamiin
  • 3.3 Atsetüülkoliin
  • 3.4 Muud bioloogilise HCl allikad
• 4 Füüsikalised ja keemilised omadused
  • 4.1 Molekulmass
  • 4.2 Värv
  • 4.3 Lõhn
  • 4.4 Maitse
  • 4.5 Keemistemperatuur
  • 4.6 Sulamistemperatuur
  • 4.7 Vees lahustuv
  • 4.8 Lahustuvus metanoolis
  • 4.9 Lahustuvus etanoolis
  • 4.10 Lahustuvus eetris
  • 4.11 Tihedus
  • 4.12 Gaasi tihedus
  • 4.13 Auru tihedus
  • 4.14 Aururõhk
  • 4.15 Stabiilsus
  • 4.16
  • 4.17 Lagunemine
  • 4.18 Söövitavus
  • 4.19 Pinna pinge
  • 4.20 Polümerisatsioon
• 5 Kasutamine
  • 5.1 Tööstuslikud ja kodused
  • 5.2 Sünteesid ja keemilised reaktsioonid
• 6 Riskid ja toksilisus
• 7 Soolhappe kahjustuste vältimine
• 8 Viited

Keemiline struktuur

Iga HCl molekul moodustub vesinikuaatomi ja kloori aatomiga. Kuigi toatemperatuuril on HCl mürgine ja vees lahustatuna värvitu gaas, esitatakse vesinikkloriidhape.

Koolitus

-Seda võib valmistada H-st pärineva NaCl (naatriumkloriidi) elektrolüüsi teel₂ (g), Cl₂ (g), 2Na (ac) ja OH^- (ac). Seejärel:

H₂ +  Cl₂ => 2 HCl

See on eksotermiline reaktsioon.

-HCl saadakse naatriumkloriidi reageerimisel väävelhappega. Protsess, mida saab skemaatiliselt skeemida järgmiselt:

NaCl + H₂SO₄  => NaSO₄   +   HCl

Seejärel kogutakse vesinikkloriid ja naatriumkloriid reageeritakse naatriumbisulfiidiga järgmise reaktsiooni kohaselt:

NaCl + NaHSO₄ => Na₂SO₄   +    HCl

Seda reaktsiooni tutvustas Johan Glauber 17. sajandil vesinikkloriidhappe tootmiseks. Praegu kasutatakse seda peamiselt laborites, kuna selle tööstusliku kasutamise tähtsus on vähenenud.

-Soolhapet võib valmistada orgaaniliste ühendite kloorimise kõrvalsaadusena, näiteks: diklorometaani tootmisel.

C₂H₄   +   Cl₂  => C₂H₄Cl₂

C₂H₄Cl₂  => C₂H₃Cl + HCl

Seda meetodit HCl tootmiseks kasutatakse rohkem tööstuslikult, arvutades, et 90% Ameerika Ühendriikides toodetud HCl-st on selle metoodika järgi.

-Ja lõpuks toodetakse HCl-i klooritud orgaaniliste jäätmete põletamisel:

C₄H₆Cl₂      +       5 O₂   => 4 CO₂    +     2 H₂O + 2 HCl

Kus see on?

Vesinikkloriidhape kontsentreeritakse mao luumenisse, kus saavutatakse pH väärtus 1. Bikarbonaadist rikas lima barjääri olemasolu takistab mao rakkude kahjustumist madala mao pH tõttu..

H-i sekretsiooni jaoks on kolm peamist füsioloogilist stiimulit⁺ mao keha parietaalsete rakkude poolt: gastriin, histamiin ja atsetüülkoliin.

Gastriin

Gastriin on hormoon, mis eritub mao antrumi piirkonda, mis suurendab Ca rakusisest kontsentratsiooni, vaheühendit aktiivse transpordi aktiveerimisel.⁺ mao luumenisse.

Aktiivne transport toimub ATPaasi ensüümiga, mis kasutab ATP-s sisalduvat energiat H kandmiseks⁺ mao valendiku suunas ja sisenege K⁺.

Histamiin

Seda sekreteerivad mao keha nn enterokromafiinitaolised rakud (SEC). Selle tegevust vahendab tsüklilise AMP kontsentratsiooni suurenemine ja toimib, suurendades nagu gastriini, H aktiivset transporti.⁺ pumba H poolt vahendatava mao valguse suunas⁺-K⁺.

Atsetüülkoliin

See eritub vaginaalsete närvirakkude poolt, nagu gastriin vahendab oma toimet rakusisese Ca suurenemise kaudu, aktiveerides pumba H toime⁺-K⁺.

H⁺ parietaalsete rakkude sisaldus tuleneb CO reaktsioonist₂ H-ga₂Või vormi H₂CO₃  (süsinikhape). See laguneb hiljem H⁺ ja HCO₃^-. H⁺ see transporditakse aktiivselt mao luumenisse mao apikaalse membraani kaudu. Vahepeal HCO₃^- võetakse Cl-sisenemisega ühendatud verele^-.

Vastu transportimise või transpordivastase mehhanismi Cl^-HCO₃^- mis esineb parietaalse raku basaalmembraanis, tekitab rakusisese Cl akumulatsiooni^-. Seejärel läbib ioon H-ga kaasneva mao valendiku⁺. Hinnatakse, et HCl maosekretsioon on kontsentratsioonis 0,15 M.

Muud bioloogilise HCl allikad

Parietaalsete rakkude nagu kofeiini ja alkoholi HCl eritamiseks on teisi stiimuleid.

Mao ja kaksteistsõrmiksoole haavandid tekivad, kui barjäär, mis kaitseb mao rakke HCl kahjuliku toime eest, on purunenud.

Eemaldades eespool nimetatud bakteri kaitsva toime, soodustavad haavandite teket Helicobacter pilori, atsetüülsalitsüülhappe ja mittesteroidsed põletikuvastased ravimid (NSAID).

Happe sekretsiooni funktsiooniks on toiduainetes esinevate mikroobide kõrvaldamine ja proteiinide seedimine pepsiini toimel. Mao keha peamised rakud sekreteerivad pepsinogeeni - proensüümi, mis transformeeritakse pepsiiniks mao luumeni madala pH-ga..

Füüsikalised ja keemilised omadused

Molekulmass

36,458 g / mol.

Värv

See on värvitu või kergelt kollakas vedelik.

Lõhn

See on ärritav äge lõhn.

Maitse

Teie degusteerimise künnis on puhas vesi kontsentratsioon 1,3 x 10^-4 moolid / l.

Keemistemperatuur

-121–760 mmHg. -85,05 ° C kuni 760 mmHg.

Sulamistemperatuur

-174 ° F (-13,7 ° F) 39,7 massi% HCl lahusega vees), -114,22 ° C.

Lahustuvus vees

HCl lahusel võib olla 67 massiprotsenti 86 ° F juures; 82,3 g / 100 g vett 0 ° C juures; 67,3 g / 100 g vett temperatuuril 30 ° C ja 63,3 g / 100 g vett temperatuuril 40 ° C.

Lahustuvus metanoolis

51,3 g / 100 g lahust temperatuuril 0 ° C ja 47 g / 100 lahust 20 ° C juures

Lahustuvus etanoolis

41,0 / 100 g lahust 20 ° C juures

Lahustuvus eetris

24,9 g / 100 lahust 20 ° C juures.

Tihedus

1,059 g / ml temperatuuril 59 ° F 10,17% -lises lahuses.

Gaasi tihedus

1,00045 g / l

Auru tihedus

1 268 (seoses õhuga, mida võetakse 1)

Aururõhk

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

Stabiilsus

Sellel on kõrge termiline stabiilsus.

Autoignitsioon

See ei ole süttiv.

Lagunemine

Laguneb kuumutamisel toksilise kloori suitsuga.

Viskoossus: 0,405 cPoise (vedelik 118,6 ° K juures), 0,0113 c Poise (auru 273,06 K juures).

Söövitavus

See on väga söövitav alumiiniumist, vasest ja roostevabast terasest. Reageerib kõigi metallidega (elavhõbe, kuld, plaatina, hõbe, tantaal, välja arvatud teatud sulamid).

Pinna pinge

23 mN / cm 118,6 ° K juures.

Polümerisatsioon

Aldehüüdid ja epoksiidid läbivad tugeva polümerisatsiooni vesinikkloriidhappe juuresolekul.

Füüsikalisi omadusi, nagu viskoossus, aururõhk, keemistemperatuur ja sulamistemperatuur, mõjutab HCl protsentuaalne kontsentratsioon..

Kasutamine

Vesinikkloriidhappel on palju kasutusviise kodus, erinevates tööstusharudes, õpetamis- ja uurimislaborites jne..

Tööstus ja kodu

-Soolhapet kasutatakse hüdrometallurgilisel töötlemisel, näiteks alumiiniumoksiidi ja titaandioksiidi tootmisel. Seda kasutatakse naftakaevude tootmise aktiveerimiseks.

Happe süstimine suurendab poorsust õli ümber, soodustades sel viisil selle ekstraheerimist.

-Seda kasutatakse CaCO hoiuste kõrvaldamiseks₃ (kaltsiumkarbonaat), muutes selle CaCl-ks₂ (kaltsiumkloriid), mis on rohkem lahustuv ja kergesti eemaldatav. Samuti kasutatakse seda tööstuslikult terase töötlemisel, paljude kasutusalade ja rakendustega materjalides nii tööstusharudes kui hoonetes ja kodus..

-Müürsepad kasutavad telliste pesemiseks ja puhastamiseks HCl-lahendusi. Seda kasutatakse kodus vannitubade ja nende äravoolude puhastamisel ja desinfitseerimisel. Lisaks kasutatakse gravüürides vesinikkloriidhapet, sealhulgas metalli puhastamist.

-Vesinikkloriidhappel on terase peale koguneva vormitud rauaoksiidi kihi eemaldamiseks eelnevalt selle ekstrusiooni, lamineerimise, galvaniseerimise jms..

Usk₂O₃    +    Fe + 6 HCI => 3 FeCl₂     +      H₂O

-Kuigi seda kasutatakse väga söövitavaks, kasutatakse seda rauast, vasest ja messingist metallide plekkide eemaldamiseks, kasutades vees lahjendamist 1:10..

Sünteesid ja keemilised reaktsioonid

-Vesinikkloriidhapet kasutatakse aluste või leeliste tiitrimisreaktsioonides, samuti lahuste pH reguleerimisel. Lisaks sellele kasutatakse seda paljudes keemilistes reaktsioonides, näiteks valkude lagundamisel, enne aminohapete sisalduse uurimist ja selle identifitseerimist..

-Vesinikkloriidhappe peamine kasutusala on orgaaniliste ühendite, nagu vinüülkloriid ja diklorometaan, tootmine. Hape on vaheühend polükarbonaatide, aktiivsöe ja askorbiinhappe tootmisel.

-Seda kasutatakse liimide valmistamiseks. Tekstiilitööstuses kasutatakse seda kangaste pleegitamisel. Seda kasutatakse nahatöötlemistööstuses, mis sekkub selle töötlemisse. Samuti leitakse, et seda kasutatakse väetisena ja kloriidi, värvainete jne tootmisel. Seda kasutatakse ka galvaniseerimisel, fotograafias ja kummitööstuses.

-Seda kasutatakse kunstliku siidi tootmisel, õli, rasva ja seebi rafineerimisel. Lisaks kasutatakse seda polümerisatsiooni-, isomerisatsiooni- ja alküülimisreaktsioonides.

Riskid ja toksilisus

Sellel on söövitav toime nahale ja limaskestadele, mis tekitavad põletusi. Need, kui need on rasked, võivad põhjustada haavandeid, jättes keloidi ja sissetõmmatavad armid. Silma sattumine võib põhjustada sarvkesta kahjustuse tõttu nägemise vähenemist või täielikku kadu.

Kui hape jõuab näole, võib see põhjustada näo hämardumist. Sagedane kokkupuude happega võib põhjustada ka dermatiiti.

Vesinikkloriidhappe allaneelamine põhjustab suu, kurgu, söögitoru ja seedetrakti põletamist, põhjustades iiveldust, oksendamist ja kõhulahtisust. Äärmuslikel juhtudel võib esineda söögitoru ja soole perforatsioon, kus on südame seiskumine ja surm.

Teisest küljest võivad happe aurud sõltuvalt nende kontsentratsioonist põhjustada hingamisteede ärritust, põhjustades farüngiiti, glottise turset, bronhide vähenemist bronhiidiga, tsüanoosi ja kopsuturse (vedeliku liigne kogunemine kopsudesse). ja äärmuslikel juhtudel surm.

Kõrge happe aurude sisaldus võib põhjustada kõri turset ja spasmi ning sellest tulenevat lämbumist.

Sagedased on ka hammastes ilmnenud hammaste nekroos, mis kaob valgustuse; nad muutuvad kollaseks ja pehmeks ning lõpuks murduvad.

Soolhappe kahjustuste vältimine

Vesinikkloriidhappega töötavate inimeste ohutuse kohta kehtivad reeglid:

-Inimesed, kellel on esinenud hingamisteede ja seedetrakti haigusi, ei tohiks toimida happe juuresolekul.

-Töötajad peavad kandma happekindlaid rõivaid isegi kapuutidega; silmade kaitseprillid, käte kaitsjad, happekindlad kindad ja samade omadustega kingad. Samuti peavad nad kasutama gaasimaske ja tõsiste vesinikkloriidhappe aurude korral soovitatakse kasutada iseseisvat hingamisaparaati..

-Töökeskkonnas peaks samuti olema silmade pesemiseks hädaabi ja purskkaevud.

-Lisaks on olemas töökeskkonna standardid, nagu põranda tüüp, suletud vooluringid, elektriseadmete kaitse jne..

Viited

1. StudiousGuy (2018). Vesinikkloriidhape (HCl): olulised kasutusalad ja rakendused. Võetud: studiousguy.com
2. Ganong, W. F. (2003). Meditsiinilise füsioloogia ülevaade. Kahekümne esimene väljaanne. McGraw-Hill Ettevõtted INC.
3. PubChem. (2018). Vesinikkloriidhape. Välja võetud: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. Vesinikkloriidhape. Välja võetud: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. Vesinikkloriidhappe ohutuskaart. [PDF] Välja võetud: uacj.mx