SALZSÄURE (HCL): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN UND VERWENDUNG - CHEMIE - 2025

Die Salzsäure (HCl) oder Salzsäure ist eine anorganische Verbindung, die durch Auflösen von Chlorwasserstoff in Wasser gebildet wird, wobei Hydroniumionen (H ₃ O ⁺ ) und Chloridionen (Cl ^- ) entstehen. Insbesondere ist es das Hydracid des Halogenchlors mit dem Wasserstoff.

HCl ist eine starke Säure, die in Wasser vollständig ionisiert und deren Ionisationsprodukte stabil sind. Die vollständige Ionisierung von HCl wird durch die Tatsache bestätigt, dass der pH-Wert einer 0,1 M HCl-Lösung 1 beträgt.

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Das Hauptverfahren zur industriellen Herstellung von HCl ist die Chlorierung organischer Verbindungen, um beispielsweise Dichlormethan, Trichlorethylen, Perchlorethylen oder Vinylchlorid herzustellen. HCl ist ein Nebenprodukt der Chlorierungsreaktion.

Es wird bei der Titration von Basen in zahlreichen chemischen Reaktionen, beim chemischen Aufschluss von organischen Verbindungen usw. verwendet.

Salzsäuredämpfe (Chlorwasserstoffdämpfe) können die Augen ernsthaft verletzen. Darüber hinaus können sie Reizungen und schwere Probleme in den Atemwegen verursachen.

Das Magenlumen hat einen sauren pH-Wert (1-3) mit einer hohen HCl-Konzentration. Das Vorhandensein von Säure begünstigt die Sterilisation des Mageninhalts und inaktiviert zahlreiche in Lebensmitteln vorhandene Bakterien. Dies würde die Gastroenteritis erklären, die mit dem Zustand der Chlorhydria verbunden ist.

Zusätzlich erleichtert HCl die Verdauung von Proteinen durch Aktivierung des proteolytischen Enzyms Pepsin.

Es wird zur Reinigung von Schwimmbädern verwendet, normalerweise reicht ein übliches Reinigungsmittel aus, aber es gibt Flecken, die zwischen den Fliesen haften und in diesen Fällen die Verwendung von Salzsäure erfordern.

Es wird zur Kontrolle des pH-Werts in Pharmazeutika, Lebensmitteln und Trinkwasser verwendet. Es wird auch zur Neutralisation von Abfallströmen verwendet, die alkalisches Material enthalten.

Salzsäure wird zur Regeneration von Ionenaustauscherharzen verwendet, um Metallionen oder andere Arten von Ionen in der Industrie, in Forschungslabors und bei der Reinigung von Trinkwasser zu binden.

Andererseits kann man auch sagen, dass Chlorwasserstoff, eine gasförmige Verbindung, ein zweiatomiges Molekül ist und die Atome, die es bilden, durch eine kovalente Bindung verbunden sind. Inzwischen ist Salzsäure eine ionische Verbindung, die in wässriger Lösung in H ⁺ und Cl ^- dissoziiert . Die Wechselwirkung zwischen diesen Ionen ist elektrostatisch.

Chemische Struktur

Abbildung 1: Salzsäure entsteht durch Auflösen von HCl in Wasser

Jedes HCl-Molekül besteht aus einem Wasserstoffatom und einem Chloratom. Obwohl HCl bei Raumtemperatur giftig und ein farbloses Gas ist, ergibt es Salzlösung, wenn es sich in Wasser löst.

Ausbildung

Abbildung 2: Auftreten von Salzsäure.

-Es kann durch Elektrolyse von NaCl (Natriumchlorid) hergestellt werden, aus dem H ₂ (g), Cl ₂ (g), 2Na (aq) und OH ^- (aq) stammen. Dann:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCl

Dies ist eine exotherme Reaktion.

-HCl wird durch Umsetzung von Natriumchlorid mit Schwefelsäure hergestellt. Prozess, der folgendermaßen beschrieben werden kann:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCl

Der Chlorwasserstoff wird dann gesammelt und das Natriumchlorid wird mit dem Natriumbisulfit gemäß der folgenden Reaktion umgesetzt:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl

Diese Reaktion wurde von Johan Glauber im 17. Jahrhundert eingeführt, um Salzsäure herzustellen. Derzeit wird es hauptsächlich in Laboratorien verwendet, da die Bedeutung seiner industriellen Verwendung abgenommen hat.

-Hydrochlorsäure kann als Nebenprodukt der Chlorierung organischer Verbindungen entstehen, zum Beispiel: bei der Herstellung von Dichlormethan.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

Diese Methode zur Herstellung von HCl wird industrieller eingesetzt, wobei berechnet wird, dass 90% der in den USA hergestellten HCl nach dieser Methode hergestellt werden.

-Und schließlich entsteht bei der Verbrennung von chlorierten organischen Abfällen HCl:

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

Wo befindet es sich?

Salzsäure wird im Magenlumen konzentriert, wo ein pH-Wert von 1 erreicht wird. Das Vorhandensein einer Schleimbarriere, die reich an Bicarbonat ist, verhindert, dass Magenzellen aufgrund eines niedrigen Magen-pH-Werts beschädigt werden.

Es gibt drei physiologische Hauptstimuli für die H ⁺ -Sekretion durch die Belegzellen des Magenkörpers: Gastrin, Histamin und Acetylcholin.

Gastrin

Gastrin ist ein Hormon, das im Bereich des Magenantrums ausgeschieden wird und durch Erhöhung der intrazellulären Konzentration von Ca wirkt, einem Vermittler bei der Aktivierung des aktiven Transports von H ⁺ zum Magenlumen.

Der aktive Transport wird von einem ATPase-Enzym durchgeführt, das die in ATP enthaltene Energie nutzt, um H ⁺ zum Magenlumen zu transportieren und K ⁺ einzuführen .

Histamin

Es wird von sogenannten enterochromaffinähnlichen Zellen (SEC) des Magenkörpers ausgeschieden. Seine Wirkung wird durch eine Erhöhung der Konzentration von cyclischem AMP vermittelt und wirkt wie durch Gastrin der durch eine H ⁺ -K ⁺ -Pumpe vermittelte aktive Transport von H ⁺ zum Magenlumen .

Acetylcholin

Es wird von den vagalen Nervenenden ausgeschieden, genau wie Gastrin seine Wirkung durch einen Anstieg des intrazellulären Ca vermittelt und die Wirkung der H ⁺ -K ⁺ -Pumpe aktiviert .

Das H ⁺ der Belegzellen stammt aus der Reaktion von CO ₂ mit H ₂ O unter Bildung von H ₂ CO ₃ (Kohlensäure). Dies zersetzt sich anschließend in H ⁺ und HCO ₃ ^- . H ⁺ wird durch die apikale Magenmembran aktiv zum Magenlumen transportiert. Währenddessen wird HCO ₃ ^{- zusammen} mit dem Eintritt von Cl ^- ins Blut gebracht .

Der Gegentransport- oder Antitransportmechanismus Cl ^- HCO ₃ ^- , der in der Basalmembran von Belegzellen auftritt, erzeugt die intrazelluläre Akkumulation von Cl ^- . Anschließend gelangt das Ion in das das H ⁺ begleitende Magenlumen . Die HCl-Sekretion im Magen wird auf eine Konzentration von 0,15 M geschätzt.

Andere Quellen für biologische HCl

Es gibt andere Stimuli für die HCl-Sekretion durch Belegzellen wie Koffein und Alkohol.

Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüre treten auf, wenn die Barriere, die die Magenzellen vor der schädlichen Wirkung von HCl schützt, unterbrochen wird.

Durch die Beseitigung der von den Helicobacter pylori-Bakterien erwähnten Schutzwirkung tragen Acetylsalicylsäure und nichtsteroidale entzündungshemmende Arzneimittel (NSAIDs) zur Entstehung von Geschwüren bei.

Die Säuresekretion hat die Funktion, in Lebensmitteln vorhandene Mikroben zu eliminieren und die Verdauung von Proteinen durch die Wirkung von Pepsin zu initiieren. Die Hauptzellen des Magenkörpers scheiden Pepsinogen aus, ein Proenzym, das durch den niedrigen pH-Wert des Magenlumens in Pepsin umgewandelt wird.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Molekulargewicht

36,458 g / mol.

Farbe

Es ist eine farblose oder leicht gelbliche Flüssigkeit.

Geruch

Es ist ein irritierender, beißender Geruch.

Geschmack

Die Schwelle für die Verkostung in reinem Wasser liegt bei einer Konzentration von 1,3 x 10 & supmin; & ^sup4; mol / l.

Siedepunkt

-121ºF bis 760 mmHg. -85,05 ° C bis 760 mmHg.

Schmelzpunkt

-174ºF (-13,7ºF) für eine 39,7% w / w HCl-Lösung in Wasser), -114,22ºC.

Wasserlöslichkeit

Die HCl-Lösung kann 67% w / p bei 86 ° F sein; 82,3 g / 100 g Wasser bei 0 ° C; 67,3 g / 100 g Wasser bei 30 ° C und 63,3 g / 100 g Wasser bei 40 ° C.

Löslichkeit in Methanol

51,3 g / 100 g Lösung bei 0 ° C und 47 g / 100 Lösung bei 20 ° C.

Löslichkeit in Ethanol

41,0 / 100 g Lösung bei 20 ° C.

Löslichkeit in Äther

24,9 g / 100 Lösung bei 20 ° C.

Dichte

1,059 g / ml bei 59 ° F in einer 10,17% w / w-Lösung.

Gasdichte

1.00045 g / l

Wasserdampfdichte

1.268 (bezogen auf Luft als 1)

Dampfdruck

32.452 mmHg bei 70 ° F; 760 mmHg bei -120,6ºF

Stabilität

Es hat eine hohe thermische Stabilität.

Selbstentzündung

Es ist nicht brennbar.

Zersetzung

Es zersetzt sich beim Erhitzen und gibt giftigen Chlorrauch ab.

Viskosität: 0,405 cPoise (Flüssigkeit bei 118,6 º K), 0,0131 cPoise (Dampf bei 273,06 º K).

Korrosivität

Es ist stark korrosiv gegenüber Aluminium, Kupfer und Edelstahl. Greift alle Metalle an (Quecksilber, Gold, Platin, Silber, Tantal mit Ausnahme bestimmter Legierungen).

Oberflächenspannung

23 mN / cm bei 118,6 ° K.

Polymerisation

Aldehyde und Epoxide werden in Gegenwart von Salzsäure heftig polymerisiert.

Physikalische Eigenschaften wie Viskosität, Dampfdruck, Siedepunkt und Schmelzpunkt werden durch die prozentuale Konzentration w / w der HCl beeinflusst.

Anwendungen

Salzsäure findet zu Hause, in verschiedenen Branchen, in Lehr- und Forschungslabors usw. zahlreiche Anwendungen.

Industrie und Zuhause

-Hydrochlorsäure wird in der hydrometallurgischen Verarbeitung verwendet, beispielsweise bei der Herstellung von Aluminiumoxid und Titandioxid. Es wird zur Aktivierung der Produktion von Ölquellen verwendet.

Die Injektion der Säure erhöht die Porosität um das Öl herum und begünstigt somit dessen Extraktion.

-Es wird verwendet, um CaCO ₃ (Calciumcarbonat) Ablagerungen zu entfernen, indem es in CaCl ₂ (Calciumchlorid) umgewandelt wird, das löslicher und leichter zu entfernen ist. Ebenso wird es industriell bei der Verarbeitung von Stahl verwendet, einem Material mit vielen Verwendungszwecken und Anwendungen, sowohl in der Industrie als auch im Bauwesen und zu Hause.

-Die Maurer verwenden HCl-Lösungen, um die Ziegel zu waschen und zu reinigen. Es wird im Haushalt zur Reinigung und Desinfektion von Badezimmern und deren Abflüssen verwendet. Zusätzlich wird Salzsäure in Gravuren einschließlich Metallreinigungsvorgängen verwendet.

-Hydrochlorsäure findet Anwendung bei der Beseitigung der schimmeligen Eisenoxidschicht, die sich auf dem Stahl ansammelt, bevor sie anschließend beim Extrudieren, Walzen, Verzinken usw. verarbeitet wird.

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

- Obwohl es stark ätzend ist, wird es verwendet, um Metallflecken in Eisen, Kupfer und Messing mit einer 1:10 Verdünnung in Wasser zu entfernen.

Synthese und chemische Reaktionen

-Hydrochlorsäure wird bei den Titrationsreaktionen von Basen oder Laugen sowie bei der Einstellung des pH-Werts von Lösungen verwendet. Darüber hinaus wird es in zahlreichen chemischen Reaktionen eingesetzt, beispielsweise beim Aufschluss von Proteinen, einem Verfahren vor Untersuchungen des Aminosäuregehalts und ihrer Identifizierung.

-Eine Hauptanwendung von Salzsäure ist die Herstellung von organischen Verbindungen wie Vinylchlorid und Dichlormethan. Säure ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Polycarbonaten, Aktivkohle und Ascorbinsäure.

-Es wird bei der Herstellung von Leim verwendet. In der Textilindustrie wird es zum Bleichen von Stoffen verwendet. Es wird in der Ledergerbstoffindustrie eingesetzt und greift in deren Verarbeitung ein. Es findet auch Verwendung als Dünger und bei der Herstellung von Chlorid, Farbstoffen usw. Es wird auch in der Galvanik, Fotografie und der Gummiindustrie verwendet.

-Es wird zur Herstellung von Kunstseide, zur Raffination von Ölen, Fetten und Seifen verwendet. Darüber hinaus wird es bei Polymerisations-, Isomerisierungs- und Alkylierungsreaktionen eingesetzt.

Risiken und Toxizität

Es wirkt ätzend auf Haut und Schleimhäute und verursacht Verbrennungen. Diese können, wenn sie schwerwiegend sind, Geschwüre verursachen und Keloid- und einziehbare Narben hinterlassen. Kontakt mit den Augen kann aufgrund einer Schädigung der Hornhaut zu einer Verringerung oder einem vollständigen Verlust des Sehvermögens führen.

Wenn die Säure das Gesicht erreicht, kann dies zu schweren Zyklen führen, die das Gesicht entstellen. Häufiger Kontakt mit Säure kann auch Dermatitis verursachen.

Die Einnahme von Salzsäure verbrennt Mund, Rachen, Speiseröhre und Magen-Darm-Trakt und verursacht Übelkeit, Erbrechen und Durchfall. In extremen Fällen kann es zu einer Perforation der Speiseröhre und des Darms mit Herzstillstand und Tod kommen.

Andererseits können saure Dämpfe in Abhängigkeit von ihrer Konzentration eine Reizung der Atemwege verursachen, was zu Pharyngitis, Glottisödem, Verengung der Bronchien mit Bronchitis, Zyanose und Lungenödem (übermäßige Ansammlung von Flüssigkeit in der Lunge) führen kann. und im Extremfall der Tod.

Ein hoher Kontakt mit sauren Dämpfen kann zu Schwellungen und Krämpfen im Hals führen und zu Erstickungsgefahr führen.

Zahnnekrosen, die mit Glanzverlust in den Zähnen auftreten, sind ebenfalls häufig; Sie werden gelblich und weich und brechen schließlich auseinander.

Verhinderung von Salzsäureschäden

Es gibt eine Reihe von Regeln für die Sicherheit von Personen, die mit Salzsäure arbeiten:

- Personen mit Atemwegserkrankungen und Verdauungsstörungen in der Vorgeschichte sollten nicht in Umgebungen mit Säure arbeiten.

-Arbeiter müssen säurebeständige Kleidung tragen, auch mit Kapuze; Augenschutzbrille, Armschutz, säurebeständige Handschuhe und Schuhe mit den gleichen Eigenschaften. Sie sollten auch Gasmasken tragen. Bei starker Exposition gegenüber Salzsäuredämpfen wird die Verwendung eines umluftunabhängigen Atemgeräts empfohlen.

-Das Arbeitsumfeld muss auch Notduschen und Springbrunnen zum Waschen der Augen haben.

- Darüber hinaus gibt es Standards für Arbeitsumgebungen wie Bodentypen, geschlossene Stromkreise, Schutz elektrischer Geräte usw.

Verweise

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