ácido clorídrico - Hydrochloric acid


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Ácido clorídrico
modelo 3D de cloreto de hidrogénio
modelo 3D de água
modelo 3D do anião cloreto
modelo 3D do cátion hidrônio
Amostra de ácido clorídrico em uma garrafa
nomes
Outros nomes
  • Ácido muriático
  • Espíritos de sal de
    cloreto de hidrónio
    Ácido chlorhydric
identificadores
ChEMBL
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.210.665
Número da CE 231-595-7
número E E507 (reguladores de acidez, ...)
UNII
número ONU 1789
propriedades
Fórmula química HCl (aq)
Aparência Líquido incolor, transparente
Ponto de fusão Concentração dependente - ver tabela
Ponto de ebulição Concentração dependente - ver tabela
log P 0.00
Acidez (p K um ) -5,9 (HCl gasoso)
Farmacologia
código ATC A09AB03 ( OMS ) B05XA13 ( OMS )
Riscos
Ficha de segurança Ver: página de dados
pictogramas GHS GHS-pictograma-exclam.svgGHS-pictograma-acid.svg
palavra sinal de GHS perigo
Advertência de perigo GHS H290 , H314 , H335
recomendações de prudência GHS P260 , P280 , P303 + 361 + 353 , P305 + 351 + 338
NFPA 704
Os compostos relacionados
Os compostos relacionados
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Excepto quando indicado de outra maneira, os dados são dados para materiais no seu estado normal (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).

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referências de Infobox

O ácido clorídrico é um líquido incolor inorgânico sistema químico com a fórmula H
2
O: HCl
. Ácido clorídrico tem um distintivopungentecheiro. É produzida principalmente como um precursor decloreto de viniloparaPVC. É classificado comofortemente ácidae pode atacar a pele sobre uma gama de composição ampla, uma vez que o cloreto de hidrogénio praticamentedissocia-secompletamente em solução.

O ácido clorídrico é o sistema ácido-base de cloro mais simples contendo água. Ele é uma solução de cloreto de hidrogénio e água , e uma variedade de outras espécies químicas, incluindo iões hidrónio e cloreto. É um reagente químico importante e química industrial, utilizada principalmente na produção de cloreto de polivinilo para o plástico. Em famílias, ácido clorídrico diluído é frequentemente utilizado como um agente desincrustante . Na indústria alimentar , o ácido clorídrico é utilizado como um aditivo alimentar e na produção de gelatina . O ácido clorídrico é também utilizado no couro processamento.

O ácido clorídrico foi descoberto pelo alquimista Jabir ibn Hayyan por volta do ano 800 dC. O ácido clorídrico foi historicamente chamado salis acidum , ácido muriático , e espíritos de sal uma vez que foi produzida a partir de sal de rocha e "virulência verde" ( de ferro (II) sulfato ) (por Basilius Valentinus no século 15) e mais tarde a partir do quimicamente semelhante comum sal e de ácido sulfúrico (por Johann Rudolph Glauber no século 17). Ácido clorídrico livre foi formalmente pela primeira vez descrito no século 16 por Libavius . Mais tarde, ele foi usado por químicos como Glauber , Priestley , e Davy em sua pesquisa científica. A não ser pressurizado ou arrefecido, ácido clorídrico irá transformar-se num gás, se houver cerca de 60% ou menos de água . Clorídrico ácido também é conhecido como cloreto de hidrónio.

Etimologia

O ácido clorídrico foi conhecido para alquimistas europeus como espíritos de sal ou acidum salis (ácido sal). Ambos os nomes ainda são usados, especialmente em outros idiomas, como alemão : Salzsäure , Holandês : Zoutzuur , sueco : Saltsyra , Turco : Tuz Ruhu , Polish : kwas Solny , búlgaro : солна киселина, russo : соляная кислота, chinês : 鹽酸 , coreano : 염산 e Taiwan: Iam-SNG. HCI gasoso foi chamado ar ácido marinho .

A idade (pré- sistemática ) Nome do ácido muriático tem a mesma origem ( muriático meios "pertencente a salmoura ou sal", daí muriato significa cloridrato ), e este nome ainda é por vezes usada. O nome de ácido clorídrico foi inventado pelo químico francês Joseph Louis Gay-Lussac em 1814.

História

Ácido clorídrico tem sido um importante produto químico e frequentemente utilizado do início da história e foi descoberto pelo alquimista Jabir ibn Hayyan por volta do ano 800 dC.

Água régia , uma mistura que consiste em clorídrico e nítrico ácidos, preparado por dissolução de sal amoníaco em ácido nítrico, foi descrito nas obras de Pseudo-Geber , um alquimista Europeia século 13. Outras referências sugerem que a primeira menção de água régia está em bizantinos manuscritos datam do final do século 13.

Ácido clorídrico livre foi formalmente pela primeira vez descrito no século 16 por Libavius , que preparou-lo por aquecimento de sal em argila cadinhos . Outros autores afirmam que o ácido clorídrico puro foi descoberto pela primeira vez pelo alemão beneditino Basil Valentine , no século 15, quando ele aquecida sal comum e virulência verde , enquanto que outros dizem que não há nenhuma referência clara para a preparação de ácido clorídrico puro até a extremidade do século 16.

No século 17, Johann Rudolf Glauber de Karlstadt am Main, Alemanha utilizado sal de cloreto de sódio e ácido sulfúrico , para a preparação de sulfato de sódio no processo de Mannheim , libertando cloreto de hidrogénio gás. Priestley de Leeds, Inglaterra preparada de cloreto de hidrogénio puro de 1772, e por 1808 Humphry Davy de Penzance, Inglaterra provou que a composição química incluído hidrogénio e cloro .

Durante a Revolução Industrial na Europa, a demanda por alcalinas substâncias aumentou. Um novo processo industrial desenvolvido por Nicolas Leblanc de Issoudun, França permitiu a produção barata em larga escala de carbonato de sódio (cinza de soda). Neste processo Leblanc , sal comum é convertido em carbonato de sódio, usando ácido sulfúrico, pedra calcária, e carvão, libertando cloreto de hidrogénio como um produto secundário. Até os britânicos Act Alkali 1863 e legislação semelhante em outros países, o excesso de HCl foi ventilado para a atmosfera. Após a passagem do acto, os produtores de carbonato de sódio foram obrigados a absorver o gás residual em água, a produção de ácido clorídrico a uma escala industrial.

No século 20, o processo Leblanc foi eficazmente substituído pelo processo Solvay sem um ácido clorídrico subproduto. Dado que o ácido clorídrico já foi totalmente resolvido, como um produto químico importante em numerosas aplicações, o interesse comercial iniciado outros métodos de produção, algumas das quais ainda são utilizados hoje em dia. Após o ano de 2000, o ácido clorídrico é feito na maior parte através da absorção de sub-produto cloreto de hidrogénio a partir da produção de compostos orgânicos industriais .

Desde 1988, o ácido clorídrico foi listado como um precursor Tabela II sob a 1988 Convenção contra o tráfico ilícito das Nações Unidas de estupefacientes e de substâncias psicotrópicas , devido à sua utilização na produção de heroína , cocaína , e metanfetamina .

Estrutura e reacções

O ácido clorídrico é o sal de hidrónio de iões, H 3 O + e cloreto. Geralmente é preparado por tratamento de HCl, com água.

No entanto, a especiação de ácido clorídrico é mais complicado do que esta equação simples implica. A estrutura de grandes quantidades de água é infamously complexo, e de igual modo, a fórmula H 3 O + é também uma simplificação grosseira da verdadeira natureza do protão solvatada, H + (aq) , presente em ácido clorídrico. Um combinado IR, Raman, raios X e estudos de neutrões de difracção de soluções concentradas de ácido clorídrico revelou que a principal forma de H + (aq) nestas soluções é H 5 O 2 + , que, juntamente com o anião cloreto, é hidrogénio -bonded às moléculas de água vizinha de várias maneiras diferentes. (Em H 5 O 2 + , a de protões está intercalado a meio caminho entre duas moléculas de água a 180 °). O autor sugere que o H 3 O + podem tornar-se mais importante em soluções de ácido clorídrico diluído. ( Veja ion hydronium para uma discussão mais aprofundada desta questão. )

O ácido clorídrico é um ácido forte , uma vez que é completamente dissociados em água. Pode, portanto, ser usadas para preparar sais contendo os Cl - aniões chamado cloretos .

Como um ácido forte, cloreto de hidrogénio tem uma grande K um . Teóricas tentativas para atribuir a p K um de cloreto de hidrogénio ter sido feita, com a estimativa mais recente é -5,9. No entanto, é importante fazer a distinção entre gás de cloreto de hidrogénio e ácido clorídrico. Devido ao efeito de nivelamento , excepto quando altamente concentradas e comportamento desvia da ideality, ácido clorídrico (HCl aquoso) é apenas tão acídico como o doador de prots mais forte disponível em água, o protão aquated (popularmente conhecido como "iões hidrónio"). Quando os sais de cloreto tais como NaCl são adicionados a HCl aquoso, eles têm apenas um efeito menor sobre o pH , indicando que a Cl - é um muito fraco base conjugada e que HCl é totalmente dissociado em solução aquosa. As soluções diluídas de HCl ter um pH próximo do previsto assumindo total dissociao em hidratada H + e Cl - .

Dos seis comuns fortes ácidos minerais em química, o ácido clorídrico é o ácido monoprótico menos susceptíveis de sofrer uma interferência de oxidação-redução de reacção. É um dos ácidos fortes perigosos menos a pega; apesar da sua acidez, que consiste na ião cloreto não reactivos e não tóxicos. Soluções de ácido clorídrico intermediário de força são bastante estáveis durante a armazenagem, mantendo-se as suas concentrações ao longo do tempo. Estes atributos, além do facto de que está disponível como um puro reagente , fazer ácido clorídrico um reagente acidificante excelente.

O ácido clorídrico é o ácido preferido na titulação para determinar a quantidade de bases . Titulantes ácido forte dar resultados mais precisos, devido a um ponto de extremidade mais distinta. Azeotrópica , ou "constante de ebulição", o ácido clorídrico (cerca de 20,2%) pode ser usado como um padrão primário em análise quantitativa , embora a sua concentração exacta depende da pressão atmosférica quando é preparado.

O ácido clorídrico é frequentemente utilizado em análises químicas para preparar ( "digerir") de amostras para análise. Ácido clorídrico concentrado dissolve-se diversos metais e formas oxidadas cloretos de metais e gás de hidrogénio. É também reage com compostos básicos, tais como carbonato de cálcio ou óxido de cobre (II) , que formam os cloretos dissolvidos que podem ser analisados.

Propriedades físicas

Concentração Densidade Molarity pH Viscosidade específica
de calor
vapor
pressão
ebulição
ponto
fusão
ponto
kg de HCl / kg  HCl kg / m 3 Baumé kg / L mol / L mPa.s kJ / kg (K) · kPa ° C ° C
10% 104,80 6,6 1,048 2,87 -0.5 1.16 3,47 1,95 103 -18
20% 219,60 13 1.098 6,02 -0.8 1,37 2.99 1,40 108 -59
30% 344,70 19 1.149 9,45 -1.0 1,70 2.60 2.13 90 -52
32% 370,88 20 1.159 10,17 -1.0 1,80 2,55 3,73 84 -43
34% 397,46 21 1,169 10.90 -1.0 1.90 2,50 7,24 71 -36
36% 424,44 22 1,179 11,64 -1.1 1.99 2.46 14,5 61 -30
38% 451,82 23 1.189 12,39 -1.1 2.10 2,43 28,3 48 -26
A temperatura de referência e de pressão para a tabela acima são de 20 ° C e uma atmosfera (101,325 kPa).
Os valores de pressão de vapor são retirados das Tabelas Internacionais críticos e referem-se a pressão total de vapor da solução.
Temperatura de fusão como uma função da concentração de HCI em água

Propriedades físicas de ácido clorídrico, tal como ponto de ebulição e os pontos de fusão , densidade , e pH , dependem da concentração ou molaridade de HCl em solução aquosa. Eles variam desde aqueles de água em concentrações muito baixas que se aproximam de HCl 0% para valores de vapores de ácido clorídrico em HCl a 40%.

Ácido clorídrico como a mistura binária (de dois componentes) de HCl e H 2 O possui um ponto de ebulição constante azeótropo em% de HCl 20,2 e 108,6 ° C (227 ° F). Existem quatro constante- cristalização pontos eutéticas para o ácido clorídrico, entre o cristal de forma de HCl-H 2 O (68% de HCl), HCl-2H 2 O (51% de HCl), HCl-3H 2 (HCl a 41%) de O, HCl · 6H 2 O (25% de HCl), e gelo (0% de HCl). Há também um ponto eutéctico metaestável em 24,8% entre o gelo e o HCl-3H 2 O cristalização.

Produção

O ácido clorídrico é preparado por dissolução de cloreto de hidrogénio em água. O cloreto de hidrogénio pode ser gerado de diversas maneiras, e existe, assim, vários precursores de ácido clorídrico. A produção em larga escala de ácido clorídrico é quase sempre integrada com a escala industrial de produção de outros produtos químicos .

mercado industrial

O ácido clorídrico é produzido em soluções até 38% de HCl (concentrado de grau). Concentrações mais elevadas de até mais de 40% são quimicamente possível, mas a evaporação taxa é então tão grande que o armazenamento e manuseamento exige precauções adicionais, tais como a pressurização e arrefecimento. Grandes quantidades de nível industrial é portanto de 30% a 35%, optimizados para equilibrar a eficiência do transporte e a perda de produto por meio de evaporação. Nos Estados Unidos, as soluções de entre 20% e 32% são vendidos como ácido muriático. Soluções para fins domésticos nos EUA, principalmente de limpeza, são tipicamente de 10% a 12%, com fortes recomendações para diluir antes de utilizar. No Reino Unido, onde é vendido como "Espíritos de sal" para a limpeza doméstica, a potência é o mesmo que o grau industrial dos EUA. Em outros países, como a Itália, ácido clorídrico para a limpeza doméstica ou industrial é vendido como "Acido Muriatico", e a sua concentração varia entre 5% a 32%.

Grandes produtores em todo o mundo incluem Dow Chemical em 2 milhões de toneladas métricas por ano (2 Mt / ano), calculada como gás HCl, Geórgia Golfo Corporação , Tosoh Corporation , Akzo Nobel , e Tessenderlo em 0,5 a 1,5 Mt / ano cada. A produção total mundial, para fins de comparação expressos como HCl, é estimado em 20 Mt / ano, com 3 Mt / ano de síntese directo, e o resto como produto secundário a partir de sínteses orgânicas e semelhantes. De longe, a maior parte do ácido clorídrico é consumido de forma cativa pelo produtor. O tamanho do mercado mundial aberto é estimado em 5 milhões de toneladas / ano.

aplicações

O ácido clorídrico é um ácido inorgânico forte que é usado em muitos processos industriais, tais como a refinação do metal. A aplicação muitas vezes determina a qualidade do produto desejado.

Decapagem de aço

Uma das aplicações mais importantes de ácido clorídrico é na decapagem de aço, para remover a ferrugem ou o óxido de ferro escala a partir de ferro ou de aço, antes do processamento subsequente, tais como extrusão , laminação , galvanização , e outras técnicas. A qualidade técnica tipicamente HCl a 18% de concentração é o agente de decapagem mais vulgarmente utilizado para a decapagem de aço carbono graus.

O ácido usado tem sido reutilizado como cloreto de ferro (II) (também conhecido como cloreto ferroso) soluções, mas elevadas de metais pesados níveis no licor de decapagem ter diminuído esta prática.

A indústria de decapagem de aço desenvolveu de ácido clorídrico regeneração processos, tais como o torrador de pulverização ou o processo de regeneração de HCl de leito fluidizado, o que permite a recuperação de HCl a partir de licor de decapagem gasto. O processo de regeneração mais comum é o processo pirohidrólise, aplicando a seguinte fórmula:

Por recuperação do ácido usado, um circuito fechado de ácido é estabelecida. O óxido de ferro (III) sub-produto do processo de regeneração é valioso, utilizado em uma variedade de indústrias secundárias.

Produção de compostos orgânicos

Outra importante utilização de ácido clorídrico é na produção de compostos orgânicos , tais como cloreto de vinilo e dicloroetano para PVC . Isso é muitas vezes o uso cativo, consumindo ácido clorídrico produzido localmente que nunca realmente chega ao mercado aberto. Outros orgânicos compostos produzidos com ácido clorídrico incluem bisfenol A em policarbonato , de carbono activado , e o ácido ascórbico , bem como numerosas farmacêuticas produtos.

( Dicloroetano por oxiclorao )

Produção de compostos inorgânicos

Numerosos produtos podem ser produzidos com ácido clorídrico em normais reacções de ácido-base , resultando em inorgânicos compostos. Estes incluem produtos químicos de tratamento de água, tais como ferro (III) cloreto e o cloreto de polialumínio (PAC) .

(ferro (III) a partir de cloreto de magnetite )

Ambos cloreto de ferro (III) e PAC são utilizados como floculação agentes de coagulação e no tratamento de águas residuais , a água potável de produção, e a produção de papel .

Outros compostos inorgânicos produzidos com ácido clorídrico incluem sal de aplicação em estradas de cloreto de cálcio , de níquel de cloreto de (II) por galvanoplastia , e cloreto de zinco para a galvanização indústria e bateria de produção.

(cloreto de cálcio a partir de calcário )

controlo do pH e neutralização

O ácido clorídrico pode ser utilizado para regular a acidez ( pH ) de soluções.


Na indústria exigindo pureza (alimentar, farmacêutica, água de beber), ácido clorídrico de alta qualidade é usado para controlar o pH das correntes de água de processo industrial. Em menos exigente indústria, ácido clorídrico qualidade técnica suficiente para neutralizar fluxos de resíduos e natação controle de pH piscina.

Regeneração de permutadores de iões

Ácido clorídrico de alta qualidade é usado na regeneração de resinas de permuta iónica . A troca de catiões é amplamente utilizada para remover iões tais como Na + e Ca 2+ a partir aquosas soluções, produzindo água desmineralizada . O ácido é usado para lavar os catiões das resinas. Na + é substituído com H + e Ca 2+ com 2 H + .

permutadores de iões e água desmineralizada são usados ​​em todas as indústrias químicas, produção de água potável, e muitas indústrias de alimentos.

De outros

O ácido clorídrico é utilizado por um grande número de aplicações em pequena escala, tais como a indústria de curtumes, a purificação de sal comum, a limpeza doméstica, e construção de edifício. A produção de óleo pode ser estimulada através da injecção de ácido clorídrico para a formação de rocha de um poço de petróleo , dissolvendo uma porção da rocha, e a criação de uma estrutura de poros largos. Poço de petróleo acidizing é um processo comum no petróleo do Mar do Norte indústria de produção.

Ácido clorídrico tem sido utilizado para a dissolução de carbonato de cálcio, ou seja, as coisas tais como chaleiras de descalcificação e para limpeza fora argamassa de alvenaria, mas é um líquido perigoso, que deve ser usado com cuidado. Quando utilizado em alvenaria a reacção com a argamassa só continua até que o ácido tenha sido convertida, produzindo cloreto de cálcio , dióxido de carbono , e água:

Muitas reacções químicas que envolvem o ácido clorídrico são aplicadas na produção de produtos alimentares, ingredientes alimentares e aditivos alimentares . Produtos típicos incluem aspartame , frutose , ácido cítrico , lisina , proteína vegetal hidrolisada , como intensificador de alimentos, e em gelatina produção. De grau alimentar (extra-pura) de ácido clorídrico pode ser aplicado quando necessário para o produto final.

Presença nos organismos vivos

Diagrama de alcalino camada de muco no estômago com mecanismos de defesa da mucosa

Ácido gástrico é um dos principais secreções do estômago. Ela consiste principalmente em ácido clorídrico e acidifica o conteúdo do estômago para um pH de 1-2.

Cloreto (Cl - ) e hidrogénio (H + iões) que são segregadas em separado no fundo do estômago região na parte superior do estômago por células parietais da mucosa gástrica para uma rede secretora chamado canalículos antes de entrar no lúmen do estômago.

Ácido gástrico actua como uma barreira contra microrganismos para prevenir infecções e é importante para a digestão dos alimentos. O seu pH baixo desnatura as proteínas e, assim, torna-os susceptíveis à degradação por enzimas digestivas tais como a pepsina . O pH baixo também activa o precursor de enzima pepsinogénios no pepsina enzima activa por auto-clivagem. Depois de deixar o estômago, o ácido clorídrico do quimo é neutralizada no duodeno por bicarbonato de sódio .

O estômago em si é protegido a partir do ácido forte pela secreção de uma espessura de muco camada, e por secretina tamponamento induzida com bicarbonato de sódio . Azia ou úlceras pépticas podem se desenvolver quando esses mecanismos falharem. Drogas dos anti-histamínicos e do inibidor da bomba de protões classes podem inibir a produção de ácido no estômago, e anti-ácidos são utilizados para neutralizar o excesso de ácido existente.

Segurança

Uma etiqueta em forma de rhombic com letras 8 e "corrosivo", indicando que gotas de um líquido corrói materiais e mãos humanas. A etiqueta laranja quadrado, indicando que gotas de um líquido corrói materiais e mãos humanas.
Concentração
por peso
Classificação Frases R
10-25% Irritante ( Xi ) R36 / 37/38
> 25% Corrosivo ( C ) R34 R37

Ácido clorídrico concentrado (vapores de ácido clorídrico) constitui névoas ácidas. Tanto a neblina e a solução ter um efeito corrosivo sobre o tecido humano, com o potencial de danificar órgãos respiratórios, olhos, pele e intestinos de forma irreversível. Após a mistura do ácido clorídrico com comuns oxidantes químicos, tais como hipoclorito de sódio (lixívia, NaClO) ou permanganato de potássio (KMnO 4 ), o gás tóxico de cloro é produzido.

Equipamentos de protecção pessoal , tais como látex luvas, óculos de protecção do olho, e na roupa resistente a produtos químicos e os sapatos vai minimizar os riscos de manuseamento, quando o ácido clorídrico. Os Agência de Protecção Ambiental dos Estados Unidos taxas e regula o ácido clorídrico, como um substância tóxica .

O número das Nações Unidas ou DOT número é 1789. Este número será exibido em um cartaz no recipiente.

Veja também

Referências

links externos

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informações poluição