AXIT CLOHYDRIC (HCL): CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các axit clohiđric (HCl) hoặc axit lục thủy toan là một hợp chất vô cơ hình thành bởi giải trong nước của hydro clorua, dẫn đến hiđrôni ion (H ₃ O ⁺ ) và ion clorua (Cl ^- ). Cụ thể hơn, nó là hydracid của halogen clo với hydro.

HCl là một axit mạnh ion hóa hoàn toàn trong nước và các sản phẩm ion hóa của nó là ổn định. Sự ion hóa hoàn toàn của HCl được chứng minh bằng thực tế rằng pH của dung dịch HCl 0,1 M là 1.

Bởi Walkerma tại en.wikipedia, từ Wikimedia Commons

Phương pháp chính để sản xuất HCl trong công nghiệp là clo hóa các hợp chất hữu cơ để sản xuất, ví dụ, diclometan, tricloetylen, pecloetylen hoặc vinyl clorua. HCl là sản phẩm phụ của phản ứng clo hóa.

Nó được sử dụng để chuẩn độ bazơ trong nhiều phản ứng hóa học, trong quá trình phân hủy hóa học các hợp chất hữu cơ, v.v.

Hơi axit clohydric (hydro clorua) có thể làm tổn thương mắt nghiêm trọng. Ngoài ra, chúng có thể gây kích ứng và các vấn đề nghiêm trọng ở đường hô hấp.

Lòng dạ dày có pH axit (1-3) với nồng độ HCl cao. Sự hiện diện của axit giúp khử trùng thành phần dịch vị, làm bất hoạt nhiều vi khuẩn có trong thực phẩm. Điều này sẽ giải thích tình trạng viêm dạ dày ruột liên quan đến tình trạng achlorhydria.

Ngoài ra, HCl tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiêu hóa protein bằng cách kích hoạt enzyme phân giải protein pepsin.

Nó được sử dụng trong việc vệ sinh bể bơi, thông thường chất tẩy rửa thông thường là đủ nhưng có những vết bẩn bám giữa gạch, trong những trường hợp này cần sử dụng axit clohydric.

Nó được sử dụng để kiểm soát độ pH trong dược phẩm, thực phẩm và nước uống. Nó cũng được sử dụng để trung hòa các dòng thải có chứa chất kiềm.

Axit clohydric được sử dụng trong quá trình tái sinh nhựa trao đổi ion, được sử dụng để cô lập các ion kim loại hoặc các loại ion khác trong công nghiệp, trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu và trong quá trình lọc nước uống.

Mặt khác, cũng có thể nói rằng hiđro clorua, một hợp chất ở thể khí, là một phân tử tảo cát và các nguyên tử tạo thành nó được liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Trong khi đó, axit clohydric là một hợp chất ion mà trong dung dịch nước phân ly thành H ⁺ và Cl ^- . Tương tác giữa các ion này là tĩnh điện.

Cấu tạo hóa học

Hình 1: Axit clohydric được tạo thành bằng cách hòa tan HCl vào nước

Mỗi phân tử HCl được tạo thành từ một nguyên tử hydro và một nguyên tử clo. Mặc dù ở nhiệt độ phòng, HCl là chất khí độc và không màu, nhưng nếu nó tan trong nước sẽ tạo ra axit clohiđric.

Đào tạo

Hình 2: sự xuất hiện của axit clohydric.

-Nó có thể được sản xuất bằng cách điện phân NaCl (natri clorua) tạo ra H ₂ (g), Cl ₂ (g), 2Na (aq) và OH ^- (aq). Sau đó:

H ₂ + Cl ₂ => HCl 2

Đây là một phản ứng tỏa nhiệt.

-HCl được tạo ra bằng cách cho natri clorua phản ứng với axit sunfuric. Quy trình có thể được phác thảo theo cách sau:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCl

Sau đó thu được hiđro clorua và cho natri clorua tác dụng với natri bisulfit theo phản ứng sau:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl

Phản ứng này được đưa ra bởi Johan Glauber vào thế kỷ 17 để tạo ra axit clohiđric. Hiện nay nó được sử dụng chủ yếu trong các phòng thí nghiệm, vì tầm quan trọng của việc sử dụng nó trong công nghiệp đã giảm.

- Axit clohydric có thể được sản xuất như một sản phẩm phụ của quá trình clo hóa các hợp chất hữu cơ, ví dụ: trong sản xuất điclometan.

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

Phương pháp sản xuất HCl này được sử dụng nhiều hơn trong công nghiệp, tính ra rằng 90% lượng HCl được sản xuất ở Hoa Kỳ là theo phương pháp này.

-Và cuối cùng, HCl được tạo ra trong quá trình đốt chất thải hữu cơ được khử trùng bằng clo:

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

Nó nằm ở đâu?

Axit clohydric tập trung trong lòng dạ dày, nơi có độ pH = 1. Sự tồn tại của hàng rào chất nhầy, giàu bicarbonate, ngăn tế bào dạ dày bị tổn thương do pH dạ dày thấp.

Có ba kích thích sinh lý chính để tiết H ⁺ của các tế bào thành của cơ thể dạ dày: gastrin, histamine và acetylcholine.

Gastrin

Gastrin là một hormone được tiết ra ở vùng hang vị, có tác dụng làm tăng nồng độ Ca nội bào, một chất trung gian trong việc kích hoạt sự vận chuyển tích cực của H ⁺ đến lòng dạ dày.

Sự vận chuyển tích cực được thực hiện bởi một enzym ATPase sử dụng năng lượng có trong ATP để mang H ⁺ đến lòng dạ dày và đưa K ^{+ vào} .

Histamine

Nó được tiết ra bởi cái gọi là tế bào giống enterochromaffin (SEC) của cơ thể dạ dày. Hoạt động của nó được thực hiện qua sự gia tăng nồng độ AMP vòng và hoạt động bằng cách tăng, giống như gastrin, sự vận chuyển tích cực của H ⁺ đến lòng dạ dày qua trung gian của một máy bơm H ⁺ -K ⁺ .

Acetylcholine

Nó được tiết ra bởi các đầu cuối thần kinh phế vị, giống như gastrin làm trung gian cho hoạt động của nó bằng cách tăng Ca nội bào, kích hoạt hoạt động của bơm H ⁺ -K ⁺ .

H ⁺ của tế bào thành xuất phát từ phản ứng của CO ₂ với H ₂ O để tạo thành H ₂ CO ₃ (axit cacbonic). Điều này sau đó phân hủy thành H ⁺ và HCO ₃ ^- . H ⁺ được vận chuyển tích cực đến lòng dạ dày qua màng đỉnh dạ dày. Trong khi đó, HCO ₃ ^- được đưa vào máu cùng với sự xâm nhập của Cl ^- .

Cơ chế phản vận chuyển hoặc chống vận chuyển Cl ^- HCO ₃ ^- xảy ra ở màng đáy của tế bào thành tạo ra sự tích tụ nội bào của Cl ^- . Sau đó, ion đi vào lòng dạ dày cùng với H ⁺ . Dịch tiết HCl trong dạ dày được ước tính có nồng độ 0,15 M.

Các nguồn khác của HCl sinh học

Có những kích thích khác đối với sự tiết HCl của tế bào thành như caffein và rượu.

Loét dạ dày và tá tràng xảy ra khi hàng rào bảo vệ tế bào dạ dày khỏi tác động gây hại của HCl bị phá vỡ.

Bằng cách loại bỏ hành động bảo vệ được đề cập bởi vi khuẩn Helicobacter pylori, axit acetylsalicylic và thuốc chống viêm không steroid (NSAID) góp phần tạo ra vết loét.

Dịch tiết axit có chức năng loại bỏ vi sinh vật có trong thức ăn và khởi động quá trình tiêu hóa protein, thông qua hoạt động của pepsin. Các tế bào chính của dạ dày tiết ra pepsinogen, một loại proenzyme được biến đổi thành pepsin nhờ pH thấp của lòng dạ dày.

Các tính chất vật lý và hóa học

Trọng lượng phân tử

36,458 g / mol.

Màu sắc

Nó là một chất lỏng không màu hoặc hơi vàng.

Mùi

Đó là một mùi chát khó chịu.

Nếm thử

Ngưỡng nếm trong nước tinh khiết là nồng độ 1,3 x 10 ^-4 mol / l.

Điểm sôi

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

Độ nóng chảy

-174º F (-13,7º F) đối với dung dịch HCl 39,7% w / w trong nước), -114,22º C.

Khả năng hòa tan trong nước

Dung dịch HCl có thể là 67% w / p ở 86 ° F; 82,3 g / 100 g nước ở 0 ° C; 67,3 g / 100 g nước ở 30º C và 63,3 g / 100 g nước ở 40º C.

Độ hòa tan trong metanol

51,3 g / 100 g dung dịch ở 0 ° C và 47 g / 100 g dung dịch ở 20 ° C

Độ hòa tan trong etanol

41,0 / 100 g dung dịch ở 20º C

Độ hòa tan trong ete

24,9 g / 100 dung dịch ở 20ºC.

Tỉ trọng

1,059 g / ml ở 59 ° F trong dung dịch 10,17% w / w.

Mật độ khí

1.00045 g / L

Mật độ hơi

1,268 (liên quan đến không khí được coi là 1)

Áp suất hơi

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

Ổn định

Nó có độ ổn định nhiệt cao.

Tự động nhận dạng

Nó không dễ cháy.

Sự phân hủy

Nó phân hủy khi đun nóng thải ra khói clo độc hại.

Độ nhớt: 0,405 cPoise (lỏng ở 118,6 º K), 0,0131 cPoise (hơi ở 273,06 º K).

Ăn mòn

Nó có tính ăn mòn cao đối với nhôm, đồng và thép không gỉ. Tấn công tất cả các kim loại (thủy ngân, vàng, bạch kim, bạc, tantali trừ một số hợp kim nhất định).

Sức căng bề mặt

23 mN / cm ở 118,6º K.

Sự trùng hợp

Anđehit và epoxit trải qua quá trình trùng hợp mạnh khi có mặt axit clohiđric.

Các tính chất vật lý như độ nhớt, áp suất hơi, điểm sôi và điểm nóng chảy bị ảnh hưởng bởi nồng độ phần trăm w / w của HCl.

Các ứng dụng

Axit clohydric có nhiều ứng dụng ở nhà, trong các ngành công nghiệp khác nhau, trong các phòng thí nghiệm giảng dạy và nghiên cứu, v.v.

Công nghiệp và gia đình

- Axit clohydric được sử dụng trong chế biến luyện kim thủy lực, ví dụ trong sản xuất alumin và titan đioxit. Nó được sử dụng để kích hoạt sản xuất các giếng dầu.

Việc phun axit làm tăng độ xốp xung quanh dầu, do đó có lợi cho quá trình chiết xuất dầu.

-Nó được sử dụng để loại bỏ cặn CaCO ₃ (canxi cacbonat) bằng cách chuyển nó thành CaCl ₂ (canxi clorua) dễ hòa tan hơn và dễ loại bỏ hơn. Tương tự như vậy, nó được sử dụng công nghiệp trong quá trình chế biến thép, một loại vật liệu có nhiều công dụng và ứng dụng, cả trong công nghiệp, xây dựng và gia đình.

-Những người thợ xây dùng dung dịch HCl để rửa và làm sạch gạch. Nó được sử dụng trong nhà để làm sạch và khử trùng phòng tắm và cống rãnh. Ngoài ra, axit clohydric được sử dụng trong các bản khắc bao gồm các hoạt động làm sạch kim loại.

- Axit clohydric có ứng dụng trong việc loại bỏ lớp oxit sắt mốc tích tụ trên thép, trước khi xử lý tiếp theo trong ép đùn, cán, mạ kẽm, v.v.

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

-Mặc dù có tính ăn mòn cao, nó được sử dụng để loại bỏ các vết bẩn kim loại có trong sắt, đồng và đồng thau, sử dụng độ pha loãng 1:10 trong nước.

Tổng hợp và phản ứng hóa học

- Axit clohydric được sử dụng trong các phản ứng chuẩn độ của bazơ hoặc kiềm, cũng như trong việc điều chỉnh độ pH của dung dịch. Ngoài ra, nó được sử dụng trong nhiều phản ứng hóa học, ví dụ như trong quá trình tiêu hóa protein, một quy trình trước khi nghiên cứu hàm lượng axit amin và xác định chúng.

- Ứng dụng chính của axit clohiđric là sản xuất các hợp chất hữu cơ, chẳng hạn như vinyl clorua và điclometan. Axit là chất trung gian trong quá trình sản xuất polycacbonat, than hoạt tính và axit ascorbic.

-Nó được sử dụng trong sản xuất keo. Trong khi trong ngành công nghiệp dệt, nó được sử dụng để tẩy trắng vải. Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp thuộc da, can thiệp vào quá trình chế biến của nó. Nó cũng được sử dụng làm phân bón và sản xuất clorua, chất tạo màu, v.v. Nó cũng được sử dụng trong mạ điện, nhiếp ảnh và công nghiệp cao su.

-Nó được sử dụng trong sản xuất tơ nhân tạo, tinh chế dầu, mỡ và xà phòng. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong các phản ứng trùng hợp, đồng phân hóa và alkyl hóa.

Rủi ro và Độc tính

Nó có tác dụng ăn mòn da và niêm mạc, gây bỏng. Những loại này nếu nghiêm trọng có thể gây lở loét, để lại sẹo lồi và sẹo lõm. Tiếp xúc với mắt có thể gây giảm hoặc mất thị lực toàn bộ do giác mạc bị tổn thương.

Khi axit đi đến mặt, nó có thể gây ra các chu kỳ nghiêm trọng làm biến dạng khuôn mặt. Tiếp xúc thường xuyên với axit cũng có thể gây viêm da.

Nuốt phải axit clohydric sẽ làm bỏng miệng, họng, thực quản và đường tiêu hóa, gây buồn nôn, nôn mửa và tiêu chảy. Trong trường hợp nghiêm trọng, có thể xảy ra thủng thực quản và ruột, gây ngừng tim và tử vong.

Mặt khác, hơi axit tùy theo nồng độ có thể gây kích ứng đường hô hấp, gây viêm họng, phù thanh môn, thu hẹp phế quản gây viêm phế quản, tím tái và phù phổi (tích tụ quá nhiều dịch trong phổi) và trong trường hợp nghiêm trọng, tử vong.

Tiếp xúc với nồng độ cao của khói axit có thể gây ra sưng và co thắt cổ họng dẫn đến ngạt thở.

Các vết hoại tử răng xuất hiện ở răng mất bóng cũng thường xuyên; chúng chuyển sang màu hơi vàng và mềm, và cuối cùng vỡ ra.

Axit clohydric ngăn ngừa thiệt hại

Có một bộ quy tắc về sự an toàn của những người làm việc với axit clohydric:

-Người có tiền sử mắc các bệnh về đường hô hấp và tiêu hóa không nên làm việc trong môi trường có axit.

- Công nhân phải mặc quần áo chống axit, thậm chí có mũ trùm đầu; kính bảo vệ mắt, bảo vệ cánh tay, găng tay chống axit và giày có cùng đặc điểm. Họ cũng nên đeo mặt nạ phòng độc và trong trường hợp tiếp xúc nghiêm trọng với hơi axit clohydric, nên sử dụng thiết bị thở khép kín.

-Môi trường làm việc cũng phải có vòi hoa sen khẩn cấp và vòi phun nước để rửa mắt.

-Ngoài ra, còn có các tiêu chuẩn về môi trường làm việc, chẳng hạn như loại sàn, mạch điện kín, bảo vệ thiết bị điện, v.v.

Người giới thiệu

1. Học hỏi. (2018). Axit clohydric (HCl): Công dụng và ứng dụng quan trọng. Lấy từ: studiousguy.com
2. Ganong, WF (2003). Tổng quan về Sinh lý y tế. Ấn bản lần thứ 21. Công ty McGraw-Hill INC.
3. PubChem. (2018). Axit hydrochloric. Lấy từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. Axit hydrochloric. Lấy từ: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. Bảng dữ liệu an toàn axit clohydric. . Lấy từ: uacj.mx