هيكل حمض الهيدروكلوريك (HCl) ، خواصه ، مخاطره واستخداماته

ال حمض الهيدروكلوريك (حمض الهيدروكلوريك) هو مركب غير عضوي يتكون من ذوبان في الماء من كلوريد الهيدروجين ، منشؤها أيون الهيدرونيوم (H₃O⁺) وأيون كلوريد (Cl^-). وبشكل أكثر تحديدا ، هو هيدرازيد كلور الهالوجين مع الهيدروجين.

حمض الهيدروكلوريك هو حمض قوي مؤين بالكامل في الماء ومنتجاته المؤينة مستقرة. إن التأين الكامل للهيدروكلوروفلوروكربون يدعمه حقيقة أن الرقم الهيدروجيني لمحلول حمض الهيدروكلوريك 0.1 م هو 1.

تتمثل الطريقة الرئيسية للإنتاج الصناعي من حمض الهيدروكلوريك في كلورة المركبات العضوية لإنتاجها ، على سبيل المثال ثنائي كلورو الميثان أو ثلاثي كلورو إيثيلين أو بيركلور إيثيلين أو كلوريد الفينيل. حمض الهيدروكلوريك هو نتيجة ثانوية لتفاعل الكلورة.

يتم استخدامه في المعايرة الأساسية في العديد من التفاعلات الكيميائية ، في الهضم الكيميائي للمركبات العضوية ، إلخ..

يمكن أن تسبب أبخرة حمض الهيدروكلوريك (كلوريد الهيدروجين) إصابة خطيرة للعينين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يسبب تهيج ومشاكل حادة في الجهاز التنفسي.

يحتوي ضوء المعدة على درجة الحموضة الحمضية (1-3) ذات التركيز العالي من حمض الهيدروكلوريك. يفضل وجود الحمض تعقيم محتوى المعدة ، مما يعطل البكتيريا الموجودة في الغذاء. هذا من شأنه أن يفسر التهاب المعدة والأمعاء المرتبطة بحالة achlorhydria.

بالإضافة إلى ذلك ، حمض الهيدروكلوريك يسهل هضم البروتينات من خلال تفعيل البيبسين انزيم البروتين.

يستخدم في تنظيف الأحواض ، وعادة ما يكون المنظف الشائع كافياً ولكن هناك بقع تلتصق بين البلاط ، وتتطلب في هذه الحالات استخدام حمض الهيدروكلوريك.

يتم استخدامه في السيطرة على درجة الحموضة في المنتجات الصيدلانية والمواد الغذائية ومياه الشرب. كما أنها تستخدم في تحييد تيارات النفايات التي تحتوي على مواد قلوية.

يستخدم حمض الهيدروكلوريك في تجديد راتنجات التبادل الأيوني ، ويستخدم في عزل أيونات المعادن أو أنواع أخرى من الأيونات في الصناعة ، وفي مختبرات البحوث وفي تنقية مياه الشرب..

من ناحية أخرى ، يمكن القول أيضًا أن كلوريد الهيدروجين ، وهو مركب غازي ، هو جزيء ثنائي الذرات والذرات التي تشكله مرتبطة برابطة تساهمية. وفي الوقت نفسه ، فإن حمض الهيدروكلوريك هو مركب أيوني ينحل في محلول مائي في H⁺ و Cl^-. التفاعل بين هذه الأيونات هو من النوع الكهربائي.

مؤشر

• 1 التركيب الكيميائي
• 2 التدريب
• 3 أين هو؟?
  • 3.1 غاسترين
  • 3.2 الهستامين
  • 3.3 الأسيتيل كولين
  • 3.4 مصادر أخرى من حمض الهيدروكلوريك البيولوجي
• 4 الخواص الفيزيائية والكيميائية
  • 4.1 الوزن الجزيئي
  • 4.2 اللون
  • 4.3 الرائحة
  • 4.4 طعم
  • 4.5 نقطة الغليان
  • 4.6 نقطة الانصهار
  • 4.7 الذوبان في الماء
  • 4.8 الذوبان في الميثانول
  • 4.9 الذوبان في الإيثانول
  • 4.10 الذوبان في الأثير
  • 4.11 الكثافة
  • 4.12 كثافة الغاز
  • 4.13 كثافة البخار
  • 4.14 ضغط البخار
  • 4.15 الاستقرار
  • 4.16 Autoignition
  • 4.17 التحلل
  • 4.18 التآكل
  • 4.19 التوتر السطحي
  • 4.20 البلمرة
• 5 الاستخدامات
  • 5.1 الصناعية والمنزلية
  • 5.2 التوليفات والتفاعلات الكيميائية
• 6 المخاطر والسمية
• 7 منع التلف بواسطة حمض الهيدروكلوريك
• 8 المراجع

التركيب الكيميائي

يتشكل كل جزيء من حمض الهيدروكلوريك بواسطة ذرة الهيدروجين وذرة الكلور. على الرغم من أن حمض الهيدروكلوريك في درجة حرارة الغرفة سامة وغاز عديم اللون ، إذا تم ذوبانه في الماء ، يتم إعطاء حمض الهيدروكلوريك.

تدريب

-يمكن أن تنتج عن طريق التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم) الذي ينشأ H₂ (ز) ، Cl₂ (ز) ، 2Na (ac) و OH^- (آق). ثم:

H₂ +  الكلورين₂ => 2 حمض الهيدروكلوريك

هذا رد فعل طارد للحرارة.

-يتم إنتاج حمض الهيدروكلوريك عن طريق تفاعل كلوريد الصوديوم مع حمض الكبريتيك. العملية التي يمكن تخطيطها بالطريقة التالية:

كلوريد الصوديوم + ح₂SW₄  => NaHSO₄   +   حمض الهيدروكلوريك

بعد ذلك يتم جمع كلوريد الهيدروجين ويتفاعل كلوريد الصوديوم مع ثنائي كبريتيت الصوديوم وفقًا للتفاعل التالي:

NaCl + NaHSO₄ => نا₂SW₄   +    حمض الهيدروكلوريك

قدم هذا التفاعل بواسطة يوهان غلوبر في القرن السابع عشر لإنتاج حمض الهيدروكلوريك. يستخدم حاليا بشكل رئيسي في المختبرات ، حيث انخفضت أهمية استخدامه الصناعي.

-يمكن إنتاج حمض الهيدروكلوريك كنتيجة ثانوية لكلورة المركبات العضوية ، على سبيل المثال: في إنتاج ثنائي كلورو الميثان.

C₂H₄   +   الكلورين₂  => جيم₂H₄الكلورين₂

C₂H₄الكلورين₂  => جيم₂H₃Cl + حمض الهيدروكلوريك

يتم استخدام هذه الطريقة لإنتاج حمض الهيدروكلوريك بشكل صناعي ، بحساب أن 90 ٪ من حمض الهيدروكلوريك المنتج في الولايات المتحدة هو عن طريق هذه المنهجية.

-وأخيراً ، يتم إنتاج حمض الهيدروكلوريك في حرق النفايات العضوية المكلورة:

C₄H₆الكلورين₂      +       5 يا₂   => 4 CO₂    +     2 ساعة₂O + 2 حمض الهيدروكلوريك

اين هو?

يتركز حمض الهيدروكلوريك في تجويف المعدة حيث يتم الوصول إلى درجة الحموضة 1. ويحول وجود حاجز مخاط غني بالبيكربونات دون تعرض خلايا المعدة لأضرار بسبب انخفاض درجة الحموضة في المعدة.

هناك ثلاثة محفزات فسيولوجية رئيسية لإفراز H⁺ من الخلايا الجدارية للجسم المعدة: gastrin ، الهستامين والأسيتيل كولين.

غاسترين

غاسترين هو هرمون يفرز في منطقة انتروم المعدة ويعمل على زيادة التركيز داخل الخلايا من الكالسيوم ، وسيط تنشيط التنشيط النشط لـ H⁺ نحو التجويف في المعدة.

يتم إجراء النقل النشط بواسطة إنزيم ATPase الذي يستخدم الطاقة الموجودة في ATP لنقل H⁺ نحو تجويف المعدة وأدخل K⁺.

الهستامين

يفرز من قبل ما يسمى خلايا تشبه المعوية (SEC) من الجسم في المعدة. يتوسط نشاطه بزيادة تركيز AMP الدوري ويعمل عن طريق زيادة ، مثل gastrin ، النقل الفعال لـ H⁺ نحو ضوء المعدة بوساطة مضخة H⁺-K⁺.

أستيل

يتم إفرازه بواسطة أطراف العصب المبهم ، مثل التوسط في عمل gastrin بزيادة الكالسيوم داخل الخلايا ، تنشيط نشاط المضخة H⁺-K⁺.

ح⁺ من الخلايا الجدارية يأتي من رد فعل CO₂ مع ح₂أو لتشكيل ح₂CO₃  (حمض الكربونيك). هذا يتحلل في وقت لاحق في H⁺ و HCO₃^-. ح⁺ يتم نقله بنشاط إلى تجويف المعدة من خلال الغشاء القمي في المعدة. وفي الوقت نفسه ، فإن HCO₃^- يؤخذ إلى الدم إلى جانب دخول Cl^-.

آلية مكافحة النقل أو النقل المضادة^-HCO₃^- التي تحدث في الغشاء القاعدي للخلايا الجدارية تنتج تراكم CL داخل الخلايا^-. بعد ذلك ، ينتقل الأيون إلى تجويف المعدة المصاحب لـ H⁺. ويقدر أن إفراز المعدة من حمض الهيدروكلوريك لديه تركيز 0.15 م.

مصادر أخرى من حمض الهيدروكلوريك البيولوجي

هناك محفزات أخرى لإفراز حمض الهيدروكلوريك من الخلايا الجدارية مثل الكافيين والكحول.

تحدث قرحة المعدة والاثني عشر عند كسر الحاجز الذي يحمي خلايا المعدة من التأثير الضار لـ HCl.

من خلال القضاء على الإجراء الوقائي المذكور أعلاه للبكتيريا Helicobacter pilori ، يسهم حمض الصفصاف والعقاقير المضادة للالتهابات غير الستيرويدية (NSAIDs) في إنتاج القرحة.

إفراز حمض لديه وظيفة القضاء على الميكروبات الموجودة في الغذاء وبدء هضم البروتينات ، من خلال عمل البيبسين. تفرز الخلايا الرئيسية في الجسم المعدي البيبسينوجين ، وهو أنزيم يتحول إلى بيبسين عن طريق انخفاض درجة الحموضة في تجويف المعدة..

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

الوزن الجزيئي

36458 جم / مول.

اللون

إنه سائل عديم اللون أو مصفر قليلاً.

رائحة

إنها رائحة كريهة مزعجة.

نكهة

الحد الأدنى لتذوقك هو الماء النقي وهو تركيز 1.3 × 10^-4 الشامات / لتر.

نقطة الغليان

-121º F إلى 760 مم زئبق. -85.05º C إلى 760 مم زئبق.

نقطة انصهار

-174 درجة فهرنهايت (-13.7 درجة فهرنهايت) لمحلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 39.7٪ وزن / وزن في الماء) ، -114.22 درجة مئوية.

الذوبان في الماء

يمكن أن يحتوي محلول HCl على 67٪ وزن / وزن عند 86 درجة فهرنهايت ؛ 82.3 جم / 100 جم ماء عند 0 درجة مئوية ؛ 67.3 جم / 100 جم ماء عند 30 درجة مئوية و 63.3 جم / 100 جم ماء عند 40 درجة مئوية.

الذوبان في الميثانول

51.3 جم / 100 جم من المحلول عند 0 درجة مئوية و 47 جم / 100 محلول عند 20 درجة مئوية

الذوبان في الإيثانول

41.0 / 100 جم من المحلول عند 20 درجة مئوية

الذوبان في الأثير

24.9 جم / 100 محلول عند 20 درجة مئوية.

كثافة

1،059 جم / مل عند 59 درجة فهرنهايت في محلول 10.17 ٪ وزن / وزن.

كثافة الغاز

100045 جم / لتر

كثافة البخار

1،268 (فيما يتعلق بالهواء تؤخذ 1)

ضغط البخار

32،452 مم زئبق عند 70 درجة فهرنهايت ؛ 760 مم زئبق عند -120.6 درجة فهرنهايت

استقرار

لديها استقرار حراري عالي.

الاشتعال الذاتي

انها ليست قابلة للاشتعال.

التحلل

يتحلل عن طريق تسخين انبعاث دخان الكلور السام.

اللزوجة: 0.405 cPoise (سائل عند 118.6 º K) ، 0.0131 c Poise (بخار عند 273.06 º K).

التآكل

إنه شديد التآكل للألومنيوم والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ. يهاجم جميع المعادن (الزئبق ، الذهب ، البلاتين ، الفضة ، التنتالوم باستثناء بعض السبائك).

التوتر السطحي

23 مليون نيوتن / سم عند 118.6 درجة مئوية.

التبلمر

تخضع الألدهيدات والإيبوكسيدات إلى بلمرة عنيفة في وجود حمض الهيدروكلوريك.

تتأثر الخواص الفيزيائية ، مثل اللزوجة وضغط البخار ونقطة الغليان ونقطة الانصهار ، بنسبة تركيز ث / ث من حمض الهيدروكلوريك.

تطبيقات

يستخدم حمض الهيدروكلوريك في المنزل ، في صناعات مختلفة ، في مختبرات التدريس والبحث ، إلخ..

الصناعية والمنزل

-يستخدم حمض الهيدروكلوريك في معالجة المعادن الهيدرولوجية ، على سبيل المثال ، في إنتاج الألومينا وثاني أكسيد التيتانيوم. يتم استخدامه في تنشيط إنتاج آبار النفط.

يزيد حقن الحامض من المسامية المحيطة بالزيت ، مفضلاً بذلك استخراجه.

-يتم استخدامه لإزالة ودائع CaCO₃ (كربونات الكالسيوم) عن طريق التحول إلى CaCl₂ (كلوريد الكالسيوم) وهو أكثر قابلية للذوبان ويسهل إزالته. وبالمثل ، يتم استخدامه صناعيا في معالجة الصلب ، المواد ذات الاستخدامات والتطبيقات العديدة ، سواء في الصناعات ، كما في المباني والمنزل.

-يستخدم Bricklayers حلول HCl لغسل وتنظيف الطوب. يستخدم في المنزل في تنظيف وتطهير الحمامات ومصارفها. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام حمض الهيدروكلوريك في النقوش بما في ذلك عمليات تنظيف المعادن.

-يستخدم حمض الهيدروكلوريك في إزالة طبقة أكسيد الحديد المتعفن التي تتراكم على الفولاذ ، قبل معالجتها اللاحقة في البثق ، التصفيح ، الجلفنة ، إلخ..

إيمان₂O₃    +    Fe + 6 HCl => 3 FeCl₂     +      H₂O

-على الرغم من كونه شديد التآكل ، فإنه يستخدم لإزالة بقع المعادن الموجودة في الحديد والنحاس والنحاس الأصفر ، وذلك باستخدام التخفيف 1:10 في الماء.

التوليفات والتفاعلات الكيميائية

-يستخدم حمض الهيدروكلوريك في تفاعلات المعايرة للقواعد أو القلويات ، وكذلك في ضبط المحاليل الأس الهيدروجينية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في العديد من التفاعلات الكيميائية ، على سبيل المثال في هضم البروتينات ، قبل دراسة محتوى الأحماض الأمينية وتحديد هويتها..

-الاستخدام الرئيسي لحمض الهيدروكلوريك هو إنتاج المركبات العضوية ، مثل كلوريد الفينيل وثنائي كلورو ميثان. حمض هو وسيط في إنتاج البولي والكربون المنشط وحمض الأسكوربيك.

-يتم استخدامه في صناعة المواد اللاصقة. بينما في صناعة الغزل والنسيج يتم استخدامه في تبييض الأقمشة. يتم استخدامه في صناعة دباغة الجلود التي تتدخل في معالجتها. كما أنها تستخدم كسماد وفي إنتاج كلوريد ، أصباغ ، إلخ. كما أنها تستخدم في الطلاء الكهربائي والتصوير الفوتوغرافي وفي صناعة المطاط.

-يتم استخدامه في إنتاج الحرير الصناعي ، في تكرير الزيوت والدهون والصابون. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في تفاعلات البلمرة ، الأيزومير و الألكلة.

المخاطر والسمية

له تأثير تآكل على الجلد والأغشية المخاطية التي تنتج الحروق. هذه ، إذا كانت شديدة ، يمكن أن تسبب التقرحات ، وترك ندبات الجدرة والسحب. يمكن أن يسبب ملامسة العينين تقليلًا أو فقدًا تامًا للرؤية بسبب تلف القرنية.

عندما يصل الحمض إلى الوجه ، يمكن أن يتسبب في تشوهات قاسية تشوه الوجه. الاتصال المتكرر مع الحمض يمكن أن يسبب التهاب الجلد.

يسبب تناول حمض الهيدروكلوريك حروق في الفم والحلق والمريء والجهاز الهضمي ، مما يسبب الغثيان والقيء والإسهال. في الحالات القصوى يمكن أن يحدث ثقب في المريء والأمعاء ، مع السكتة القلبية والموت.

من ناحية أخرى ، يمكن لأبخرة الحمض ، اعتمادًا على تركيزها ، أن تحدث تهيجًا في الجهاز التنفسي ، مما يسبب التهاب البلعوم ، وذمة الجلطة ، وتضييق الشعب الهوائية بالتهاب الشعب الهوائية ، وزرقة وذمة رئوية (التراكم المفرط للسوائل في الرئتين) وفي الحالات القصوى ، الموت.

التعرض لمستويات عالية من الأبخرة الحمضية يمكن أن يسبب تورم وتشنج في الحلق مع اختناق نتيجة لذلك.

نخر الأسنان الذي يتجلى في الأسنان مع فقدان السطوع متكرر أيضًا ؛ تصبح صفراء وناعمة ، وأخيرا تنكسر.

منع التلف بواسطة حمض الهيدروكلوريك

هناك مجموعة من القواعد لسلامة الأشخاص الذين يعملون مع حمض الهيدروكلوريك:

-الأشخاص الذين لديهم تاريخ من أمراض الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي يجب ألا يعملوا في البيئات التي يوجد فيها حمض.

-يجب على العمال ارتداء ملابس مقاومة للأحماض ، حتى مع الأغطية. عدسات حماية العين ، واقيات الذراع ، والقفازات والأحماض المقاومة للأحماض ذات الخصائص ذاتها. يجب عليهم أيضًا استخدام أقنعة الغاز وفي حالات التعرض الشديد لأبخرة حمض الهيدروكلوريك ، يوصى باستخدام أجهزة التنفس القائمة بذاتها..

-يجب أن تحتوي بيئة العمل أيضًا على وحدات دش طوارئ ونوافير لغسل العينين.

-بالإضافة إلى ذلك ، هناك معايير لبيئات العمل ، مثل نوع الأرض ، والدوائر المغلقة ، وحماية المعدات الكهربائية ، إلخ..

مراجع

1. StudiousGuy. (2018). حمض الهيدروكلوريك (حمض الهيدروكلوريك): الاستخدامات والتطبيقات الهامة. مأخوذة من: studiousguy.com
2. Ganong، W. F. (2003). استعراض علم وظائف الأعضاء الطبية. الطبعة الحادية والعشرون. شركة McGraw-Hill Companies INC.
3. بوب كيم. (2018). حمض الهيدروكلوريك. مأخوذة من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. W ث ebly. حمض الهيدروكلوريك. مأخوذة من: psa- hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. ورقة بيانات السلامة لحمض الهيدروكلوريك. [PDF]. مأخوذة من: uacj.mx