Druskos rūgštis (HCl): struktūra, savybės, rizika ir panaudojimas
Druskos rūgštis (HCl) yra neorganinis junginys, susidarantis ištirpinant vandenilio chlorido vandenį, kurio kilmės šalis yra hidronio jonas (H 3 O +) ir chlorido jonas (Cl-). Tiksliau, tai yra halogeno chloro hidrazidas su vandeniliu.
HCl yra stipri rūgštis, kuri yra visiškai jonizuota vandenyje, o jo jonizacijos produktai yra stabilūs. Visą HCl jonizaciją patvirtina tai, kad 0, 1 M HCl tirpalo pH yra 1.
Pagrindinis HCl gamybos būdas yra organinių junginių chloravimas, pavyzdžiui, dichlormetanas, trichloretilenas, perchloretilenas arba vinilo chloridas. HCl yra chloravimo reakcijos šalutinis produktas.
Jis naudojamas bazinių titracijų metu daugelyje cheminių reakcijų, organinių junginių cheminiam virškinimui ir kt.
Druskos rūgšties (vandenilio chlorido) garai gali sukelti rimtą akių sužalojimą. Be to, jie gali sukelti dirginimą ir sunkias kvėpavimo takų problemas.
Skrandžio šviesa turi rūgšties pH (1-3), turinčią didelę HCl koncentraciją. Rūgšties buvimas skatina skrandžio turinio sterilizavimą, inaktyvuodamas daug maiste esančių bakterijų. Tai paaiškintų gastroenteritą, susijusį su achlorhidrijos būkle.
Be to, HCl palengvina baltymų virškinimą aktyvuodamas fermentinį proteolitinį pepsiną.
Jis naudojamas plaukimo baseinų valymui. Paprastai jis yra pakankamas naudojant bendrą ploviklį, tačiau tarp plytelių yra dėmių, dėl kurių šiais atvejais reikia naudoti druskos rūgštį.
Jis naudojamas vaistų, maisto ir geriamojo vandens pH kontrolei. Jis taip pat naudojamas neutralizuoti atliekų srautus, turinčius šarminę medžiagą.
Vandenilio chlorido rūgštis naudojama regeneruojant jonų mainų dervas, naudojamus metaliniams jonams ar kitiems jonų tipams pramonėje, mokslinių tyrimų laboratorijose ir geriamojo vandens valymui.
Kita vertus, taip pat galima teigti, kad vandenilio chloridas, dujinis junginys, yra diatominė molekulė, o atomai, kurie sudaro jį, yra sujungti kovalentiniu ryšiu. Tuo tarpu vandenilio chlorido rūgštis yra joninis junginys, vandeniniame tirpale disocijuojantis į H + ir Cl-. Sąveika tarp šių jonų yra elektrostatinio tipo.
Cheminė struktūra
Kiekvieną HCl molekulę sudaro vandenilio atomas ir chloro atomas. Nors kambario temperatūroje HCl yra nuodingas ir bespalvė dujos, jei ji ištirpinama vandenyje, pateikiama druskos rūgštis.
Mokymas
-Jį galima pagaminti elektrolizuojant NaCl (natrio chloridas), kuris yra H2 (g), Cl2 (g), 2Na (ac) ir OH- (ac). Tada:
H2 + Cl2 => 2 HCl
Tai yra egzoterminė reakcija.
-HCl gaunamas natrio chlorido reaguojant su sieros rūgštimi. Procesas, kurį galima schematuoti taip:
NaCl + H2S04 => NaHS04 + HCl
Po to vandenilio chloridas surenkamas ir natrio chloridas reaguoja su natrio bisulfitu pagal šią reakciją:
NaCl + NaHS04 => Na2S04 + HCl
Šią reakciją Johan Glauber pristatė XVII a., Kad gamintų druskos rūgštį. Šiuo metu ji naudojama daugiausia laboratorijose, nes jos pramoninio naudojimo svarba sumažėjo.
- Druskos rūgštis gali būti gaunama kaip šalutinis organinių junginių chloravimo produktas, pavyzdžiui: dichlormetano gamyboje.
C2H4 + Cl2 => C2H4CI2
C2H4CI2 => C2H3CI + HCl
Šis HCl gamybos būdas yra labiau naudojamas pramonėje, apskaičiuojant, kad 90% Jungtinių Valstijų gaminamo HCl yra pagal šią metodiką.
- Galiausiai HCl yra gaminamas deginant chloruotas organines atliekas:
C4H6CI2 + 5O2 => 4CO2 + 2H20 + 2 HCl
Kur tai yra?
Vandenilio chlorido rūgštis koncentruojama skrandžio liumenyje, kur pasiekiamas pH 1, o gleivinės barjeras, turintis daug bikarbonato, neleidžia skrandžio ląstelėms patirti žalos dėl mažo skrandžio pH.
Yra trys pagrindiniai fiziologiniai stimulai H + išskyrimui skrandžio kūno parietalinėse ląstelėse: gastrinas, histaminas ir acetilcholinas.
Gastrinas
Gastrinas yra hormonas, išskiriamas skrandžio antrumo regione, kuris didina Ca ląstelės vidinę koncentraciją, aktyvų H + aktyvinimą į skrandžio liumeną.
Aktyvų transportavimą atlieka ATPazės fermentas, kuris naudoja ATP esančią energiją, kad H + patektų į skrandžio liumeną ir įvestų K +.
Histaminas
Ją išskiria vadinamosios skrandžio organizmo panašios į enterochromafiną ląstelės (SEC). Jo veikimą sąlygoja ciklinio AMP koncentracijos padidėjimas ir veikia, kaip ir gastrinas, aktyvų H + transportavimą į skrandžio liumeną, kurį sukelia siurblys H + -K +.
Acetilcholinas
Jį išskiria makšties nervų terminalai, tokie kaip gastrinas tarpininkauja savo veiklai didinant intracelulinį Ca, aktyvuojant siurblio H + -K + poveikį.
Parietalinių ląstelių H + gaunama iš CO 2 reakcijos su H2O, kad susidarytų H 2CO 3 (anglies rūgštis). Tai vėliau skilsta H + ir HCO 3 -. H + aktyviai pernešama į skrandžio liumeną per skrandžio apikos membraną. Tuo tarpu HCO 3 - į kraują, prijungtą prie Cl-įrašo.
Kontrastinio arba anti-transportavimo Cl-HCO3 mechanizmas, kuris atsiranda parietalinių ląstelių pagrindinėje membranoje, sukelia Cl-ląstelių kaupimąsi. Vėliau jonas patenka į H + skrandį. Apskaičiuota, kad HCl skrandžio sekrecijos koncentracija yra 0, 15 M.
Kiti biologinio HCl šaltiniai
Yra ir kitų stimulų HCl išskyrimui parietalinėmis ląstelėmis, tokiomis kaip kofeinas ir alkoholis.
Skrandžio ir dvylikapirštės žarnos opos atsiranda, kai yra pažeista skrandžio ląstelių nuo žalingo HCl poveikio užtvara.
Pašalinus minėtą apsauginį bakterijos poveikį Helicobacter pilori, acetilsalicilo rūgštis ir nesteroidiniai vaistai nuo uždegimo (NVNU) prisideda prie opų susidarymo.
Rūgščių sekrecijos funkcija yra pašalinti maisto produktuose esančius mikrobus ir pradėti pepsino poveikį baltymų virškinimui. Pagrindinės skrandžio kūno ląstelės išskiria pepsinogeną - proenzimą, kuris transformuojamas į pepsiną, esant žemam skrandžio liumenų pH.
Fizinės ir cheminės savybės
Molekulinė masė
36, 458 g / mol.
Spalva
Jis yra bespalvis arba šiek tiek gelsvas skystis.
Kvapas
Tai smarkus dirginantis kvapas.
Skonis
Jo skonio riba yra grynas vanduo - 1, 3 x 10-4 mol / l koncentracija.
Virimo temperatūra
-121–760 mmHg. -85, 05–760 mmHg.
Lydymosi temperatūra
-174 ° F (-13, 7 ° F), kai HCl tirpalas yra 39, 7 masės% vandenyje), -114, 22 ° C.
Tirpumas vandenyje
HCl tirpalas gali turėti 67% m / m 86 ° F temperatūroje; 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 0 ° C temperatūroje ir 47 g / 100 tirpalo 20 ° C temperatūroje
Tirpumas etanolyje
41, 0 / 100 g tirpalo 20 ° C temperatūroje
Tirpumas eteryje
24, 9 g / 100 tirpalo 20 ° C temperatūroje.
Tankis
1, 059 g / ml, esant 59 ° F temperatūrai, 10, 17 masės% tirpalo.
Dujų tankis
1, 00045 g / l
Garų tankis
1 268 (oro atžvilgiu 1)
Garų slėgis
32, 452 mmHg esant 70 ° F; 760 mmHg esant -120, 6 ° F
Stabilumas
Jis turi aukštą šiluminį stabilumą.
Automatizavimas
Jis nėra degus.
Skilimas
Jis skaidosi kaitinant toksiškus chloro dūmus.
Klampumas: 0, 405 cPoise (skystis esant 118, 6 ° K), 0.0131 c Poise (garai esant 273, 06 K K).
Korozija
Jis yra labai korozinis aliuminio, vario ir nerūdijančio plieno. Pakenčia visiems metalams (gyvsidabris, auksas, platina, sidabras, tantalas, išskyrus tam tikrus lydinius).
Paviršiaus įtampa
23 mN / cm esant 118, 6º K.
Polimerizacija
Aldehidai ir epoksidai smarkiai polimerizuojami, dalyvaujant druskos rūgščiai.
Fizines savybes, tokias kaip klampumas, garų slėgis, virimo temperatūra ir lydymosi temperatūra, įtakoja HCl procentinė koncentracija.
Naudojimas
Druskos rūgštis turi daug naudos namuose, įvairiose pramonės šakose, mokymo ir tyrimų laboratorijose ir kt.
Pramonės ir namų
- Druskos rūgštis naudojama hidrometalurgijos apdorojimui, pavyzdžiui, aliuminio oksido ir titano dioksido gamybai. Jis naudojamas naftos gręžinių gamybai.
Rūgšties įpurškimas padidina poringumą aplink aliejų, taip skatindamas jo ištraukimą.
-Jis naudojamas CaCO 3 (kalcio karbonato) nuosėdų pašalinimui per transformaciją į CaCl2 (kalcio chloridas), kuris yra labiau tirpus ir lengvai pašalinamas. Panašiai jis naudojamas pramonėje plieno apdirbimui, medžiagai, turinčiai daug naudos ir panaudojimo, tiek pramonėje, tiek pastatuose ir namuose.
- Mūrininkai naudoja HCl tirpalus plytų plovimui ir valymui. Jis naudojamas namuose valant ir dezinfekuojant vonios kambarius ir jų kanalizaciją. Be to, graviūrose, įskaitant metalo valymo operacijas, naudojama druskos rūgštis.
- Druskos rūgštis pašalina iš plieno susikaupusį pelėsių geležies oksido sluoksnį, prieš tai apdorojant ekstruzijos, laminavimo, cinkavimo ir kt.
Fe203 + Fe + 6 HCl => 3 FeCl2 + H20
- Nepaisant to, kad yra labai ėsdinantis, jis naudojamas metalų, esančių geležyje, varyje ir žalvaryje, dėmėms pašalinti, naudojant skiedimą vandeniu 1:10.
Sintezės ir cheminės reakcijos
- Druskos rūgštis naudojama bazių arba šarmų titravimui, taip pat tirpalų pH reguliavimui. Be to, jis naudojamas daugelyje cheminių reakcijų, pavyzdžiui, baltymų virškinimui, prieš pradedant aminorūgščių kiekio tyrimus ir jų identifikavimą.
- Vienas pagrindinių vandenilio chlorido rūgšties panaudojimas yra organinių junginių, tokių kaip vinilchloridas ir dichlormetanas, gamyba. Rūgštis yra tarpinis produktas, gaminant polikarbonatus, aktyvintą anglį ir askorbo rūgštį.
-Jis naudojamas klijų gamyboje. Tekstilės pramonėje ji naudojama audinių balinimui. Jis naudojamas odos rauginimo pramonėje, įsitraukiančioje į jos apdorojimą. Jis taip pat naudojamas kaip trąšos ir chlorido, dažiklių ir tt gamyba. Jis taip pat naudojamas galvanizavimui, fotografijai ir gumos pramonei.
-Jis naudojamas dirbtinio šilko gamybai, alyvų, riebalų ir muilo rafinavimui. Be to, jis naudojamas polimerizacijos, izomerizacijos ir alkilinimo reakcijose.
Rizika ir toksiškumas
Jis turi ėsdinimo poveikį odai ir gleivinėms, sukeliančioms nudegimus. Tai, jei sunku, gali sukelti opas, paliekant keloidinius ir įtraukiamus randus. Patekus į akis, gali sumažėti ar visiškai prarasti regėjimą dėl pažeidimo ragenos.
Kai rūgštis pasiekia veidą, gali sukelti rimtų ciklų, kurie išsklaido veidą. Dažnas kontaktas su rūgštimi taip pat gali sukelti dermatitą.
Vandenilio chlorido rūgšties nurijimas sukelia burnos, gerklės, stemplės ir virškinimo trakto nudegimą, sukelia pykinimą, vėmimą ir viduriavimą. Ekstremaliais atvejais gali pasireikšti stemplės ir žarnyno perforacija su širdies sustojimu ir mirtimi.
Kita vertus, rūgšties garai, priklausomai nuo jų koncentracijos, gali sukelti kvėpavimo takų dirginimą, sukelia faringitą, glottio edemą, bronchų susiaurėjimą bronchitu, cianozę ir plaučių edemą (pernelyg didelis skysčio kaupimasis plaučiuose). ir ekstremaliais atvejais - mirtis.
Didelis rūgšties garų kiekis gali sukelti gerklės patinimą ir spazmą, dėl to gali būti uždusimas.
Dantų nekrozė, pasireiškianti dantimis su ryškumo praradimu, taip pat yra dažna; jie tampa geltoni ir minkšti, ir pagaliau jie sulaužomi.
Sūdymo rūgšties pažeidimų prevencija
Yra daug žmonių, dirbančių su druskos rūgštimi, saugos taisyklių:
- Žmonės, sergantys kvėpavimo takų ir virškinimo ligomis, neturėtų veikti aplinkoje, kurioje yra rūgšties.
-Darbininkai turi dėvėti rūgštims atsparius drabužius, net ir su gaubtais; akių apsauginiai lęšiai, rankų apsaugai, atsparios rūgštims pirštinės ir batai su tokiomis pačiomis savybėmis. Jie taip pat turėtų naudoti priešgazines kaukes ir, esant dideliam druskos rūgšties garų poveikiui, rekomenduojama naudoti autonominius kvėpavimo aparatus.
- Darbo aplinka taip pat turi turėti avarinius dušus ir fontanus akių plovimui.
- Be to, yra darbo aplinkos standartų, tokių kaip grindų tipas, uždaros grandinės, elektros įrangos apsauga ir kt.
