DRUSKOS RŪGŠTIS (HCL): STRUKTŪRA, SAVYBĖS IR PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2024

Vandenilio chlorido rūgšties (HCl) arba Druskos rūgštis yra neorganinė junginys, sudarytas iš vandenyje tirpinant vandenilio chlorido, atsirandanti hydronium jonų (H ₃ O ⁺ ) ir chlorido jonų (Cl ^- ). Tiksliau sakant, tai yra halogeno chloro hidracidas su vandeniliu.

HCl yra stipri rūgštis, kuri visiškai jonizuojasi vandenyje, o jos jonizacijos produktai yra stabilūs. Visišką HCl jonizavimą patvirtina faktas, kad 0,1 M HCl tirpalo pH yra 1.

Autorius Walkerma iš en.wikipedia, iš „Wikimedia Commons“

Pagrindinis pramoninės HCl gamybos būdas yra organinių junginių chlorinimas, kad būtų, pavyzdžiui, dichlormetanas, trichloretilenas, perchloretilenas arba vinilchloridas. HCl yra šalutinis chlorinimo reakcijos produktas.

Jis naudojamas titruojant bazes daugelyje cheminių reakcijų, chemiškai skaidant organinius junginius ir kt.

Vandenilio chlorido rūgšties (vandenilio chlorido) garai gali rimtai sužeisti akis. Be to, jie gali sudirginti ir sukelti rimtų problemų kvėpavimo takuose.

Skrandžio liumenas turi rūgštinį pH (1–3) su didele HCl koncentracija. Rūgštingumas skatina skrandžio turinio sterilizavimą, inaktyvuodamas daugelį maiste esančių bakterijų. Tai paaiškintų gastroenteritą, susijusį su achlorhidrijos būkle.

Be to, HCl palengvina baltymų virškinimą, suaktyvindamas proteolitinį fermentą pepsiną.

Jis naudojamas valant baseinus, paprastai pakanka įprasto ploviklio, tačiau tarp plytelių yra lipnių dėmių, todėl tokiais atvejais reikia naudoti druskos rūgštį.

Jis naudojamas kontroliuojant pH farmacijoje, maiste ir geriamajame vandenyje. Jis taip pat naudojamas neutralizuojant atliekų srautus, turinčius šarminės medžiagos.

Druskos rūgštis naudojama jonų mainų dervų regeneracijai, naudojama metalų jonams ar kitokio tipo jonams atskirti pramonėje, tyrimų laboratorijose ir geriamajam vandeniui valyti.

Kita vertus, taip pat galima sakyti, kad vandenilio chloridas, dujinis junginys, yra diatominė molekulė ir ją sudarantys atomai yra sujungti kovalentiniu ryšiu. Tuo tarpu druskos rūgštis yra joninis junginys, kuris vandeniniame tirpale disocijuojasi su H ⁺ ir Cl ^- . Šių jonų sąveika yra elektrostatinė.

Cheminė struktūra

1 pav. Vandenilio chlorido rūgštis susidaro ištirpinant HCl vandenyje

Kiekvieną HCl molekulę sudaro vandenilio atomas ir chloro atomas. Kambario temperatūroje HCl yra nuodingas ir bespalvis dujos, jei jis ištirpsta vandenyje, jis suteikia druskos rūgštį.

Mokymai

2 paveikslas: druskos rūgšties išvaizda.

-Jis gali būti gaminamas elektrolize NaCl (natrio chlorido), kuris yra kilęs H ₂ (g), Cl ₂ (g), 2NA (vand) ir OH ^- (aq). Tada:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCl,

Tai egzoterminė reakcija.

-HCl gaunamas reaguojant natrio chloridui su sieros rūgštimi. Procesas, kurį galima apibūdinti taip:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCl,

Tada surenkamas vandenilio chloridas ir natrio chloridas reaguojamas su natrio bisulfitu pagal šią reakciją:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl,

Šią reakciją Johanas Glauberis pristatė XVII amžiuje, kad gautų druskos rūgštį. Šiuo metu jis daugiausia naudojamas laboratorijose, nes pramoninio naudojimo svarba sumažėjo.

- Vandenilio chlorido rūgštis gali būti gaunama kaip organinių junginių chlorinimo šalutinis produktas, pavyzdžiui: gaminant dichlormetaną.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ = & gt; C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

Šis HCl gamybos būdas yra labiau naudojamas pramoniniu būdu, apskaičiuojant, kad 90% Jungtinėse Valstijose pagaminto HCl yra naudojama pagal šią metodiką.

- Galiausiai, HCl susidaro deginant chloruotas organines atliekas:

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

Kur tai yra?

Druskos rūgštis yra koncentruota skrandžio liumenuose, kur pH yra 1. Esant gleivių barjerui, kuriame gausu bikarbonato, neleidžiama pažeisti skrandžio ląstelių dėl žemo skrandžio pH.

Yra trys pagrindiniai skrandžio kūno parietalinių ląstelių H ⁺ sekrecijos fiziologiniai dirgikliai : gastrinas, histaminas ir acetilcholinas.

Gastrinas

Gastrinas yra hormonas, išsiskiriantis iš skrandžio antrosios srities, kuris veikia padidindamas tarpląstelinę Ca, tarpininko, aktyvinančio aktyvų H ⁺ pernešimą į skrandžio spindį, koncentraciją.

Aktyvų pernešimą vykdo fermentas ATPazė, kuris naudoja ATP energiją H ⁺ nešimui į skrandžio liumeną ir K ⁺ įvedimui .

Histaminas

Jį išskiria vadinamosios į enterochromaffiną panašios skrandžio kūno ląstelės (SEC). Jos veikimą sąlygoja padidėjusi ciklinio AMP koncentracija ir jis, kaip ir gastrinas, padidina aktyvų H ⁺ pernešimą į skrandžio liumenus, kurį sukelia H ⁺ -K ⁺ pompa .

Acetilcholinas

Jį išskiria nerviniai nerviniai terminalai, lygiai taip pat kaip gastrinas tarpininkauja jo veikimui padidinant tarpląstelinę Ca, suaktyvinant H ⁺ -K ⁺ pompos veikimą .

Parietalinių ląstelių H ⁺ susidaro dėl CO ₂ reakcijos su H ₂ O ir susidaro H ₂ CO ₃ (anglies rūgštis). Vėliau tai suskyla į H ⁺ ir HCO ₃ ^- . H ⁺ aktyviai pernešamas į skrandžio liumeną per skrandžio viršūninę membraną. Tuo tarpu HCO ₃ ^- į kraują patenka kartu su Cl ^- patekimu .

Skaitiklis-transporto arba anti-transporto mechanizmas Cl ^- HCO ₃ ^- , kad įvyksta membranos iš parietalinėse ląstelėse gamina sankaupą ląstelėje Cl ^- . Vėliau jonas patenka į skrandžio spindį, lydintį H ⁺ . Apskaičiuota, kad skrandžio HCl sekrecija yra 0,15 M.

Kiti biologinio HCl šaltiniai

Yra ir kitų parietalinių ląstelių, skatinančių HCl sekreciją, tokių kaip kofeinas ir alkoholis.

Skrandžio ir dvylikapirštės žarnos opos atsiranda, kai sutrinka barjeras, apsaugantis skrandžio ląsteles nuo žalingo HCl veikimo.

Pašalindami Helicobacter pylori bakterijų minimą apsauginį poveikį, acetilsalicilo rūgštis ir nesteroidiniai vaistai nuo uždegimo (NVNU) prisideda prie opų susidarymo.

Rūgšties sekrecijos funkcija yra pašalinti maiste esančius mikrobus ir pradėti virškinti baltymus, veikiant pepsinui. Pagrindinės skrandžio kūno ląstelės išskiria pepsinogeną - proenzimą, kuris žemu skrandžio spindžio pH virsta pepsinu.

Fizinės ir cheminės savybės

Molekulinė masė

36,458 g / mol.

Spalva

Tai bespalvis arba šiek tiek gelsvas skystis.

Kvapas

Tai erzinantis aštrus kvapas.

Skonis

Paragavimo gryname vandenyje riba yra 1,3 x ^10–4 mol / l.

Virimo taškas

Nuo -121º F iki 760 mmHg. Nuo -85,05 ° C iki 760 mmHg.

Lydymosi temperatūra

39,7% (m / m) HCl tirpalo vandenyje -174ºF (-13,7ºF)), -114,22ºC.

Tirpumas vandenyje

HCl tirpalas gali būti 67% m / p esant 86 ° F; 82,3 g / 100 g vandens 0 ° C temperatūroje; 67,3 g / 100 g vandens 30 ° C temperatūroje ir 63,3 g / 100 g vandens 40 ° C temperatūroje.

Tirpumas metanolyje

51,3 g / 100 g tirpalo esant 0 ° C ir 47 g / 100 tirpalo esant 20 ° C

Tirpumas etanolyje

41,0 / 100 g tirpalo esant 20 ° C

Tirpumas eteryje

24,9 g / 100 tirpalo esant 20ºC.

Tankis

1,059 g / ml, esant 59 ° F, 10,17% m / m tirpale.

Dujų tankis

1 00045 g / l

Garų tankis

1,268 (oro atžvilgiu imama kaip 1)

Garų slėgis

32,452 mmHg, esant 70 ° F; 760 mmHg esant -120,6º F

Stabilumas

Jis pasižymi dideliu šiluminiu stabilumu.

Savaiminis prisijungimas

Tai nėra degi.

Skilimas

Jis suyra kaitinant, išskirdamas toksiškus chloro dūmus.

Klampumas: 0,405 cPoise (skystis esant 118,6 ºK), 0,0131 cPoise (garai esant 273,06 ºK).

Ėsdinimas

Tai labai ėsdina aliuminį, varį ir nerūdijantį plieną. Atstato visus metalus (gyvsidabrį, auksą, platiną, sidabrą, tantalą, išskyrus tam tikrus lydinius).

Paviršiaus įtempimas

23 mN / cm esant 118,6º K.

Polimerizacija

Aldehidai ir epoksidai smarkiai polimerizuojasi esant druskos rūgščiai.

Fizikinėms savybėms, tokioms kaip klampumas, garų slėgis, virimo temperatūra ir lydymosi temperatūra, turi įtakos procentinė HCl koncentracija.

Programos

Vandenilio chlorido rūgštis gali būti naudojama namuose, įvairiose pramonės šakose, mokymo ir tyrimų laboratorijose ir kt.

Pramonė ir namai

- Vandenilio chlorido rūgštis naudojama hidrometalurgijos procesuose, pavyzdžiui, aliuminio oksido ir titano dioksido gamyboje. Jis naudojamas aktyvinant naftos gręžinių gamybą.

Rūgšties įpurškimas padidina aplink aliejų esančią poringumą, tokiu būdu skatinant jo išgavimą.

-Tai naudojamas siekiant panaikinti Caco ₃ (kalcio karbonatas) indėlius pagal transformuojasi į jį CaCl ₂ (kalcio chlorido), kuris yra daugiau tirpių ir lengviau pašalinti. Panašiai, jis pramoniniu būdu naudojamas perdirbant plieną - medžiagą, kuri gali būti daug naudojama ir naudojama pramonėje, statyboje ir namuose.

-Mūrininkai plytų plovimui ir valymui naudoja HCl tirpalus. Jis naudojamas namuose valyti ir dezinfekuoti vonios kambarius ir jų kanalizaciją. Be to, druskos rūgštis naudojama graviūrose, įskaitant metalų valymo operacijas.

- Vandenilio chlorido rūgštis naudojama pašalinant suformuotą geležies oksido sluoksnį, kuris kaupiasi ant plieno, prieš tai jį perdirbant ekstruzijos, valcavimo, cinkavimo ir kt.

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

Nepaisant to, kad jis yra labai ėsdinantis, jis naudojamas geležies, vario ir žalvario metalinėms dėmėms pašalinti, naudojant 1:10 skiedimą vandenyje.

Sintezė ir cheminės reakcijos

- Vandenilio chlorido rūgštis naudojama titruojant bazių ar šarmų reakcijas, taip pat koreguojant tirpalų pH. Be to, jis naudojamas daugelyje cheminių reakcijų, pavyzdžiui, virškinant baltymus, prieš atliekant aminorūgščių kiekio tyrimus ir jų identifikavimą.

- Pagrindinis druskos rūgšties panaudojimas yra organinių junginių, tokių kaip vinilo chloridas ir dichlormetanas, gamyba. Rūgštis yra tarpinis produktas gaminant polikarbonatus, aktyvintą anglį ir askorbo rūgštį.

-Jis naudojamas gaminant klijus. Tekstilės pramonėje jis naudojamas balinant audinius. Jis naudojamas odos rauginimo pramonėje, įsiterpiant į jos apdirbimą. Jis taip pat naudojamas kaip trąša ir gaminant chloridą, dažiklius ir kt. Jis taip pat naudojamas galvanizavimo, fotografijos ir gumos pramonėje.

-Jis naudojamas dirbtinio šilko gamyboje, rafinuojant aliejus, riebalus ir muilus. Be to, jis naudojamas polimerizacijos, izomerizacijos ir alkilinimo reakcijose.

Rizika ir toksiškumas

Jis ėsdina odą ir gleivinę, sukelia nudegimus. Tai, jei rimti, gali sukelti opas, paliekant keloidinius ir atitraukiamus randus. Dėl sąlyčio su akimis dėl ragenos pažeidimo gali sumažėti arba visiškai prarasti regėjimas.

Kai rūgštis pasiekia veidą, tai gali sukelti rimtus veido deformacijos ciklus. Dažnas kontaktas su rūgštimi taip pat gali sukelti dermatitą.

Nurijus druskos rūgštį, dega burna, gerklė, stemplė ir virškinimo traktas, atsiranda pykinimas, vėmimas ir viduriavimas. Ypatingais atvejais gali atsirasti stemplės ir žarnos perforacija, širdies sustojimas ir mirtis.

Kita vertus, rūgšties garai, atsižvelgiant į jų koncentraciją, gali sudirginti kvėpavimo takus, sukeldami faringitą, žandikaulio edemą, bronchų susiaurėjimą su bronchitu, cianozę ir plaučių edemą (per didelis skysčių kaupimasis plaučiuose). o kraštutiniais atvejais - mirtis.

Didelis rūgščių garų kiekis gali sukelti gerklės patinimą ir spazmą, o dėl to uždusti.

Taip pat dažnai pasitaiko dantų nekrozės, kurios atsiranda dantyse praradus blizgesį; jie pasidaro gelsvi ir minkšti, o galų gale suyra.

Druskos rūgšties pažeidimų prevencija

Žmonėms, dirbantiems su druskos rūgštimi, yra saugos taisyklių rinkinys:

-Žmonės, turintys kvėpavimo takų ir virškinimo ligų, neturėtų dirbti aplinkoje, kurioje yra rūgšties.

-Darbuotojai turi dėvėti rūgštims atsparius drabužius, net ir su gobtuvais; akių apsaugos akiniai, rankų apsaugos, rūgštims atsparios pirštinės ir batai, pasižymintys tomis pačiomis savybėmis. Jie taip pat turėtų dėvėti dujokaukes, o esant stipriam druskos rūgšties garų poveikiui, rekomenduojama naudoti autonominius kvėpavimo aparatus.

- Darbo aplinkoje taip pat turi būti avariniai dušai ir fontanai akims nusiplauti.

-Be to, galioja darbo aplinkos standartai, tokie kaip grindų tipas, uždaros grandinės, elektros įrangos apsauga ir kt.

Nuorodos

1. StudiousGuy. (2018 m.). Druskos rūgštis (HCl): svarbūs naudojimo būdai ir programos. Paimta iš: studiousguy.com
2. Ganongas, WF (2003). Medicininės fiziologijos apžvalga. Dvidešimt pirmasis leidimas. „McGraw-Hill Companies INC“.
3. „PubChem“. (2018 m.). Vandenilio chlorido rūgštis. Paimta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. Vandenilio chlorido rūgštis. Paimta iš: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. Vandenilio chlorido rūgšties saugos duomenų lapas. . Paimta iš: uacj.mx