Определение
Соляная кислота представляет собой едкую кислоту, образующуюся при растворении хлористого водорода (HCl) в воде, и, следовательно, представляет собой водный галогеноводород. решение, Соляная кислота используется в различных отраслях промышленности в качестве моющего, травильного или регулирующего pH раствора, а также содержится в разбавленном виде в желудочном соке. Хлористый водород иногда называют соляной кислотой, хлористым гидронием, хлораном, солями или кислотами.
В промышленности
Промышленное использование соляной кислоты охватывает широкий спектр отраслей. Это важный ингредиент в готовых промышленных товарах, таких как поливинилкарбонат (ПВХ), бисфенол А (БФА) и дихлорид этилена (ДХЭ). BPA используется в производстве поликарбонатных пластиков и эпоксидных смол, но является источником угрозы для здоровья из-за канцерогенных эффектов. По этой причине многие пластмассы в настоящее время производятся и рекламируются как продукты без BPA. Все эти органические соединения вносят свой вклад в промышленность пластмасс и в качестве лабораторных растворителей, но могут быть очень канцерогенными.
Подготовка металла для дальнейшего производства включает один из двух аналогичных процессов: травление и пассивацию. В то время как пассивация дает более легкий эффект, используя слегка едкие кислоты для удаления загрязнений, оставшихся в процессе производства металла, защиты металла от загрязнений, выравнивания поверхности и увеличения долговечности, травление приводит к более сильному эффекту благодаря использованию сильной кислоты. Эта кислота обычно является хлористым водородом. Металлы, обработанные в хлористо-водородных ваннах, называются травленными металлами HCl.
Соляная кислота часто используется на одном этапе обработки кожи в кожевенных кожевенных заводах. Дубление кожи включает введение соли хрома, чтобы изменить коллагеновую сеть внутри и, таким образом, избежать окрашивания в будущем. Во время этого процесса соли хрома добавляют в ванну с pH от 2,5 до 3 вместе с хлоридом натрия. Это стадия травления. Затем хром прикрепляется к шкуре, что повышает рН и так называется стадией подщелачивания. Для достижения низкого уровня pH на стадии травления необходим хлористый водород.
Другое использование хлористого водорода в промышленности – это производство неорганических соединений, таких как полиалюминийхлорид (ПАУ), хлорид железа (III) (трихлорид железа) и хлоргидрат алюминия. Использование хлористого водорода необходимо в начале процессов производства этих соединений, например, добавление 20% HCl и серная кислота боксит для производства PAC. Соли алюминия используются в косметической промышленности (например, в дезодорантах-антиперспирантах) или в фазах химической коагуляции и флокуляции питьевой и сточной воды, где добавленные катионы алюминия (или железа) нейтрализуют заряд коллоидных частиц загрязняющих веществ и позволяют им соединяться, образуя хлопьями (хлопьями) их можно откачивать.
HCl также используется для «очистки» соли, используемой в производстве пищевых продуктов и на наших столах. В насыщенном растворе NaCl существует постоянное равновесие между отдельными положительными ионами натрия и отрицательного хлорида и неионизированным NaCl. Пропуская газообразный HCl через этот раствор, он диссоциирует с образованием ионов H + и Cl-. Поскольку хлорид-ион является общим как для хлорида натрия, так и для хлористого водорода, его концентрация увеличивается и создает сдвиг в соответствии с принципом Ле-Шателье. Это значит, что доступные ионы натрия, более вероятно, свяжутся со свободно доступным хлоридом с увеличенными отложениями NaCl в результате, Этот процесс называется очисткой соли. В качестве альтернативы, вы можете добавить соляную кислоту к гидроксиду натрия (NaOH) или карбонату натрия (Na2Co3), и обе реакции приведут к образованию соли хлорида натрия.
Естественно, сильная кислота, такая как хлористый водород, также используется для регулирования кислотности широкого спектра растворов, используемых в фармацевтических продуктах, в пищевых добавках, включая фруктозу, лимонную кислоту и гидролизованный растительный белок, в щелочных отходах и в нашей питьевой воде. вода.
Соляная кислота также используется для увеличения добычи нефти в нефтяных скважинах. При закачке в основную породу образуются более крупные поры, способные транспортировать больше нефти в скважину. Это лишь некоторые из наиболее распространенных видов использования соляной кислоты в промышленности.
Дома
Использование соляной кислоты в домашних условиях ограничено более низкими концентрациями, которые являются менее коррозийными, но все же обладают замечательными характеристиками очистки и регулирования pH. Те, у кого есть плавательные бассейны, могут попробовать раствор из 10 частей воды в 1 части HCl, чтобы удалить пятна от раствора.
Тот же раствор удалит пятна с металлов и, следовательно, используется в продуктах, которые продаются для очистки железа, меди, латуни и других металлов. Эффекты аналогичны травлению стали, окислению поверхностных слоев для удаления пятен и загрязнений. Большинство кислот, включая хлористый водород, также удаляют известковые отложения, но следует обратить внимание на используемую концентрацию. Большинство мощных моющих средств, которые мы используем в домашних условиях, содержат HCl. Если вы пролили соляную кислоту на деликатную поверхность, добавьте пасту из бикарбоната соды и воды, чтобы нейтрализовать ее; подготовьте его и держите под рукой, чтобы избежать максимального повреждения.
Реакции кислотных оснований часто используются для создания реакции шипения, которая, как говорят, увеличивает мощность кислотного моющего средства; однако вы ускоряете реакцию только путем добавления щелочи, где в идеале добавленная кислота должна работать, чтобы нейтрализовать щелочи на грязной поверхности. Соляная кислота будет реагировать с большинством карбонатов и металлов, таких как карбонат кальция, с образованием хлорида кальция, диоксида углерода и воды или с магнием, который образует хлорид магния, диоксид углерода и воду.
В человеческом теле
желудок является местом ранних стадий пищеварения, но играет аналогичную важную роль, когда потенциальные патогенные микроорганизмы, которые могли проглатываться, устраняются из-за сильно кислой среды между 1,5-3,5 рН. Этот уровень кислотности является результатом производства хлористого водорода в желудке,
В организме человека HCl вырабатывается париетальными клетками слизистой оболочки желудка. Теменной клетка цитоплазма в сочетании с водой и углекислым газом для производства углекислоты. Фермент карбоангидразы превращает один ион угольной кислоты в один ион водорода (H +) и один ион бикарбоната (HCO3–). Ион водорода транспортируется в желудок через канал H + – K + ATPase, обменивая положительные внеклеточные ионы калия с положительными внутриклеточными ионами водорода. В то же время бикарбонат-ионы переносятся из клетки в кровь через анионит, который обменивает бикарбонат-ионы на отрицательные ионы хлора. Париетальные клетки также имеют хлоридные каналы в своих мембранах. Отрицательные хлорид-ионы переносятся в желудок при повышении внутриклеточной концентрации.
Организм человека может регулировать выработку соляной кислоты за счет непроизвольной стимуляции нейронов, в первую очередь во время стимуляции блуждающего нерва, когда пища видна или разжевана. Когда пища достигает желудка, а желудок растягивается, результирующие нервные импульсы также стимулируют блуждающий нерв, чтобы вырабатывать больше ацетилхолина, который увеличивает секрецию, такую как слюна и желудочный сок, и дает больше энергии для перистальтики кишечника. Третий и основной метод секреция гастрина из G-клеток слизистой оболочки желудка, аналогично активируемых блуждающим нервом, но также и пептидами, продуцируемыми желудком, такими как связанный с гастрином пептид. Гастрин гормон который проходит через кровь к теменным клеткам, где они связываются с гормонами холецистокинина (CKK) посредством CKKB-рецепторов и является частью кишечника.головной мозг ссылка, которая контролирует сытость и аппетит.
С увеличением производства гастрина и ацетилхолина происходит еще одна реакция в виде высвобождения гистамина из энтерохромаффиноподобных клеток (клеток ECL), которые лежат рядом с париетальными клетками в слизистой оболочке желудка. Этот гистамин связывается с рецепторами париетальных клеток, стимулируя их вырабатывать больше желудочной кислоты.
В войне
Использование соляной кислоты в военных действиях чаще всего связано с производством и последствиями горчичный газ или серная горчица, используемая в траншейной войне во время Первой мировой войны, все же он был недавно использован в гражданской войне в Сирии, хотя Конвенция о химическом оружии запрещала его использование в 1993 году. Обычно не смертельно, если воздействие не происходит в высоких концентрациях через регулярные промежутки времени, этот взрывчатый агент атакует кожа и слизистые оболочки дыхательных путей и пищеварительного тракта, вызывающие ожоги, отеки, раздражение и гнойные пузыри. Горчичный газ также вызывает мутации в ДНК и является известным канцерогеном. Противоядия нет.
Используются различные методы производства иприта, но только один из них – метод Мейера-Кларка – использует концентрированную соляную кислоту.
Другим газом, используемым в войне, является фосген, имеющий формулу COCl2. В отличие от горчичного газа со слегка зеленовато-желтым оттенком, фосген бесцветен и пахнет свежескошенным сеном. Это результат угарного газа, активированного угля и газообразного хлора. Соляная кислота не используется в производстве фосгена, но создается в присутствии воды, Вода в большом количестве содержится в слизистых оболочках. Это означает, что при вдыхании или проглатывании фосгена он превращается в углекислую и соляную кислоту. В то время как горчичный газ привел к ряду смертельных случаев, говорится, что по меньшей мере 80 000 человек погибло в результате Первой мировой войны из-за более резких и непосредственных последствий фосгена. Это примерно 85% всех смертей, связанных с химической войной, за этот период.
Соляная кислота Факты
Хлористый водород – это соединение, состоящее из соотношения водорода и хлора один к одному., Без присутствия молекул воды хлористый водород является бесцветным, но токсичным газом. При добавлении воды водород высвобождает многие из своих молекул водорода с образованием сильнокислого раствора. Чуть более 97% молекулярной массы HCl приходится на один хлорид-ион. Этот хлорид-ион имеет атомную массу 35,543, а ион водорода – атомную массу 1,00794. Поскольку имеется только один атом каждого, молярная масса HCl рассчитывается путем сложения этих двух цифр – 36,46094 г / моль. Как уже упоминалось, формулой хлористого водорода является HCl.
В случае молекулярной массы результаты зависят от количества молей HCl. Например, в растворе, где имеется достаточное количество атомов хлористого растворенного газа (Cl2) для числа атомов молекулярного водорода (H2), мы можем с уверенностью сказать, что 4 моля HCl будут давать 4,00 моль HCl.
Используя уравнение Масса HCl = Моль HCl х Молярная масса HCl, мы можем определить, что 4,00 моль х 36,46 г моль-1 составляет 146 г.
Плотность соляной кислоты, pH, температура плавления и температура кипения зависят от концентрации. Например, 10% раствор HCl имеет плотность 1048 кг / л, pH -0,5, температуру плавления -18 ° C и температуру кипения 103 ° C. 30% раствор HCl имеет плотность 1,149 кг / л, pH -1, температуру плавления и кипения -52 ° C и 90 ° C соответственно.
Работа с соляной кислотой – MSDS Совет
Соляная кислота является опасной жидкостью и имеет свои паспорт безопасности материала (Паспорт безопасности). Это информация, в которой перечислены факторы безопасности и гигиены труда, связанные с ее использованием, и она должна быть доступной и легко доступной для обнаружения потенциально опасных материалов.
Соляная кислота едкая; концентрированные формы также выделяют токсичный кислотный туман. Если кислота или туман попали на кожу, глаза или внутренних органов, любое повреждение может быть необратимым или, возможно, смертельным исходом. Хотя HCl не классифицируется как канцероген, его промышленное использование требует средств индивидуальной защиты такие как респиратор, резиновые перчатки и ботинки, а также защитная маска. Кроме того, любые помещения, в которых используется соляная кислота, должны иметь доступ к системе для промывки глаз. Даже при уборке в домашних условиях разбавленными средствами брызги на глаза или кожу могут вызвать ожоги.
Рекомендации MSDS для контакта соляной кислоты с кожей состоят в том, чтобы промыть область в течение не менее 15 минут и удалить все предметы одежды, которые попали в раствор. Там, где видны ожоги, рекомендуется мытье антибактериальным мылом или антибактериальным кремом, а также посещение медицинского центра. При контакте с глазами необходима промывочная система, которая промывает пораженный глаз не менее 15 минут и требует медицинской помощи.
Прием внутрь соляной кислоты любой концентрации может вызвать ожоги полости рта, горла и пищевод, Хотя желудочный сок очень кислый, он остается в резервуаре желудка. Расстройство желудка, вызванное ростом желудочной кислоты в нижнюю часть пищевода, может вызвать эзофагит Барретта и увеличить риск развития рака пищевода. Распространенным расстройством желудочно-кишечного тракта является гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь или ГЭРБ, Изображение ниже показывает признаки и симптомы этого часто болезненного патология, При проглатывании HCl важно не рвать, а немедленно обратиться за медицинской помощью. Вдыхание тумана HCl также требует посещения отделения неотложной помощи.
викторина
1. Какие из следующих органических соединений выводятся из производства пластмасс?A. фосгенB. BPAC. Серная кислотаD. HCl
Ответ на вопрос № 1
В верно. BPA или бисфенол А является канцерогенным средством, используемым при производстве пластмасс и смол. Многие пластики в настоящее время не содержат БФА, и эта тенденция, безусловно, будет продолжаться.
2. Что вы должны сначала сделать, если вы принимаете хлористый водород?A. Пить много водыB. рвотноеC. Пьют бикарбонатный растворD. Обратиться за медицинской помощью
Ответ на вопрос № 2
D верно. Питьевая вода обеспечивает дополнительные молекулы водорода и может повысить уровень кислотности, но, что более важно, будет только сбрасывать кислоту дальше в пищевод и увеличивать поврежденную площадь поверхности. Рвота повышает кислотность благодаря присутствию желудочной кислоты. Бикарбонатные или щелочные продукты будут вызывать летучую реакцию, возможно, через желудочно-кишечный тракт. Медикаментозное лечение имеет важное значение при вмешательствах, начиная от промывания желудка и заканчивая интубацией и переводом в реанимацию.
3. Где происходит коагуляция и флокуляция с точки зрения HCl?A. Травление металловB. Очистка водыC. Лечение ожоговD. Очистка соли
Ответ на вопрос № 3
В верно. Коагуляция и флокуляция загрязняющих веществ в воде позволяют легче удалять их, обеспечивая меньше загрязненной воды.
4. Какие клетки продуцируют гастрин?A. Теменные клеткиB. Т-клеткиC. G клеткиD. Клетки ECL
Ответ на вопрос № 4
С верно. Клетки ECL продуцируют гистамин, T-клетки участвуют в иммунитете, париетальные клетки выделяют ионы водорода и хлора и внутренний фактор. Буква G указывает нам правильное направление – клетки G вырабатывают гастрин.
5. Какой черепной нерв наиболее вовлечен в регуляцию выработки желудочного сока?A. Блуждающий нервB. Похищает нервC. Гипоглоссальный нервD. Окуломоторный нерв
Ответ на вопрос № 5
верно. И похищение, и глазодвигательные нервы играют роль в движении глаз. Подъязычный нерв контролирует язык. Блуждающий нерв необходим для множества нервных путей, которые заканчиваются в широком диапазоне внутренних органов, таких как сердце, пищеварительная система и легкие.