Ácido Clorídrico (HCl): Estrutura, Propriedades, Riscos e Usos

O ácido clorídrico (HCl) é um composto inorgânico que é formado pela dissolução em água do cloreto de hidrogênio, originando o íon hidrônio (H 3 O +) e o íon cloreto (Cl-). Mais especificamente, é a hidrazida do cloro halogéneo com hidrogénio.

O HCl é um ácido forte que é completamente ionizado na água e seus produtos de ionização são estáveis. A ionização completa do HCl é corroborada pelo fato de que o pH de uma solução 0, 1 M de HCl é 1.

O principal método para a produção industrial de HCl é a cloração de compostos orgânicos para produzir, por exemplo, diclorometano, tricloroetileno, percloroetileno ou cloreto de vinilo. O HCl é um subproduto da reação de cloração.

É usado em titulações de base em inúmeras reações químicas, na digestão química de compostos orgânicos, etc.

Os vapores de ácido clorídrico (cloreto de hidrogênio) podem causar sérios danos aos olhos. Além disso, podem causar irritação e problemas graves no trato respiratório.

A luz gástrica tem um pH ácido (1-3) com uma alta concentração de HCl. A presença de ácido favorece a esterilização do conteúdo gástrico, inativando numerosas bactérias presentes nos alimentos. Isso explicaria a gastroenterite associada à condição de acloridria.

Além disso, o HCl facilita a digestão de proteínas pela ativação da enzima pepsina proteolítica.

É usado na limpeza de piscinas, normalmente é suficiente com um detergente comum, mas há pontos que ficam entre os azulejos, exigindo nestes casos o uso de ácido clorídrico.

É usado no controle do pH em produtos farmacêuticos, alimentos e água potável. É também utilizado na neutralização de fluxos de resíduos contendo material alcalino.

O ácido clorídrico é utilizado na regeneração de resinas de troca iônica, usado para seqüestrar íons metálicos ou outros tipos de íons na indústria, em laboratórios de pesquisa e na purificação de água potável.

Por outro lado, também pode ser dito que o cloreto de hidrogênio, um composto gasoso, é uma molécula di-atômica e os átomos que o formam são unidos por uma ligação covalente. Enquanto isso, o ácido clorídrico é um composto iônico que, em solução aquosa, se dissocia em H + e Cl-. A interação entre esses íons é do tipo eletrostático.

Estrutura química

Cada molécula de HCl é formada por um átomo de hidrogênio e um átomo de cloro. Embora à temperatura ambiente, o HCl seja venenoso e um gás incolor, se for dissolvido em água, é dado ácido clorídrico.

Treinamento

-Ele pode ser produzido por eletrólise de NaCl (cloreto de sódio), que origina H 2 (g), Cl 2 (g), 2Na (ac) e OH- (ac). Então:

H 2 + Cl 2 => 2 HCl

Esta é uma reação exotérmica.

-HCl é produzido pela reação de cloreto de sódio com ácido sulfúrico. Processo que pode ser esquematizado da seguinte maneira:

NaCl + H2SO4 => NaHSO4 + HCl

O cloreto de hidrogênio é então coletado e o cloreto de sódio é reagido com bissulfito de sódio de acordo com a seguinte reação:

NaCl + NaHSO 4 => Na 2 SO 4 + HCl

Esta reação foi introduzida por Johan Glauber no século XVII para produzir ácido clorídrico. Atualmente é utilizado principalmente em laboratórios, uma vez que a importância de seu uso industrial diminuiu.

- O ácido clorídrico pode ser produzido como um subproduto da cloração de compostos orgânicos, por exemplo: na produção de diclorometano.

C2H4 + Cl2 => C2H4Cl2

C 2 H 4 Cl 2 => C 2 H 3 Cl + HCl

Este método de produção de HCl é mais utilizado industrialmente, calculando que 90% do HCl produzido nos Estados Unidos é por essa metodologia.

E, finalmente, o HCl é produzido na incineração de resíduos orgânicos clorados:

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

Onde está?

O ácido clorídrico é concentrado no lúmen gástrico, onde é atingido um pH de 1. A existência de uma barreira mucosa rica em bicarbonato impede que as células gástricas sofram danos devido ao baixo pH gástrico.

Existem três principais estímulos fisiológicos para a secreção de H + pelas células parietais do corpo gástrico: gastrina, histamina e acetilcolina.

Gastrina

A gastrina é um hormônio secretado na região do antro gástrico que atua aumentando a concentração intracelular de Ca, intermediário da ativação do transporte ativo de H + em direção ao lúmen gástrico.

O transporte ativo é realizado por uma enzima ATPase que utiliza a energia contida no ATP para levar o H + ao lúmen gástrico e introduzir o K +.

Histamina

É secretado pelas chamadas células enterocromafins (SEC) do corpo gástrico. Sua ação é mediada por um aumento na concentração de AMP cíclico e atua aumentando, como a gastrina, o transporte ativo de H + para o lúmen gástrico mediado por uma bomba H + -K +.

Acetilcolina

É secretado pelos terminais nervosos vagais, como a gastrina medeia sua ação por um aumento de Ca intracelular, ativando a ação da bomba H + -K +.

O H + das células parietais vem da reação de CO 2 com H 2 O para formar H 2 CO 3 (ácido carbônico). Isto decompõe-se mais tarde em H + e HCO 3 -. O H + é ativamente transportado para o lúmen gástrico através da membrana apical gástrica. Enquanto isso, o HCO 3 - é levado ao sangue acoplado à entrada de Cl.

O mecanismo de contra-transporte ou anti-transporte Cl-HCO 3 - que ocorre na membrana basal das células parietais produz o acúmulo intracelular de Cl-. Subsequentemente, o íon passa para o lúmen gástrico que acompanha o H +. Estima-se que a secreção gástrica de HCl tenha uma concentração de 0, 15 M.

Outras fontes de HCl biológico

Existem outros estímulos para a secreção de HCl pelas células parietais, como a cafeína e o álcool.

As úlceras gástricas e duodenais ocorrem quando a barreira que protege as células gástricas da ação nociva do HCl é quebrada.

Ao eliminar a ação protetora da bactéria Helicobacter pilori, o ácido acetilsalicílico e os antiinflamatórios não esteroidais (AINEs) contribuem para a produção de úlceras.

A secreção ácida tem a função de eliminar os micróbios presentes nos alimentos e iniciar a digestão das proteínas, através da ação da pepsina. As principais células do corpo gástrico secretam pepsinogênio, uma proenzima que é transformada em pepsina pelo baixo pH do lúmen gástrico.

Propriedades físicas e químicas

Peso molecular

36, 458 g / mol.

Cor

É um líquido incolor ou levemente amarelado.

Cheirar

É um cheiro irritante e irritante.

Gosto

O limiar para a sua degustação é a água pura é uma concentração de 1, 3 x 10-4 moles / l.

Ponto de ebulição

-121ºF a 760 mmHg. -85, 05º C a 760 mmHg.

Ponto de fusão

-174ºF (-13, 7ºF) para uma solução de HCl de 39, 7% p / p em água), -114, 22º C.

Solubilidade na água

A solução de HCl pode ter 67% p / p a 86 ° F; 82, 3 g / 100 g de água a 0 ° C; 67, 3 g / 100 g de água a 30º C e 63, 3 g / 100 g de água a 40º C.

Solubilidade em metanol

51, 3 g / 100 g de solução a 0ºC e 47 g / 100 de solução a 20ºC

Solubilidade em etanol

41, 0 / 100 g de solução a 20º C

Solubilidade em éter

24, 9 g / 100 de solução a 20º C.

Densidade

1, 059 g / mL a 59 ° F numa solução a 10, 17% p / p.

Densidade do gás

1.00045 g / l

Densidade de vapor

1, 268 (em relação ao ar tomado como 1)

Pressão de vapor

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

Estabilidade

Tem uma alta estabilidade térmica.

Autoignição

Não é inflamável.

Decomposição

Decompõe-se por aquecimento emitindo um fumo de cloro tóxico.

Viscosidade: 0, 405 cPoise (líquido a 118, 6 ºK), 0, 0131 c Poise (vapor a 273, 06 ºK).

Corrosividade

É altamente corrosivo para alumínio, cobre e aço inoxidável. Ataca todos os metais (mercúrio, ouro, platina, prata, tântalo, exceto para certas ligas).

Tensão superficial

23 mN / cm a 118, 6º K.

Polimerização

Aldeídos e epóxidos sofrem polimerização violenta na presença de ácido clorídrico.

As propriedades físicas, como viscosidade, pressão de vapor, ponto de ebulição e ponto de fusão são influenciadas pela concentração percentual p / p de HCl.

Usos

O ácido clorídrico tem muitos usos em casa, em diferentes indústrias, em laboratórios de ensino e pesquisa, etc.

Industrial e residencial

- O ácido clorídrico é utilizado no processamento hidrometalúrgico, por exemplo, na produção de alumina e dióxido de titânio. É usado na ativação de produção de poços de petróleo.

A injeção do ácido aumenta a porosidade ao redor do óleo, favorecendo sua extração.

-Ele é usado para a eliminação de depósitos de CaCO 3 (carbonato de cálcio) através da sua transformação em CaCl 2 (cloreto de cálcio), que é mais solúvel e fácil de eliminar. Da mesma forma, é usado industrialmente no processamento de aço, material com numerosos usos e aplicações, tanto em indústrias, como em edifícios e em casa.

-Os pedreiros usam soluções de HCl para lavar e limpar os tijolos. É usado em casa na limpeza e desinfecção de banheiros e seus drenos. Além disso, o ácido clorídrico é utilizado em gravações, incluindo operações de limpeza de metais.

-O ácido clorídrico tem aplicação na eliminação da camada de óxido de ferro mofado que se acumula no aço, anteriormente ao seu posterior processamento em extrusão, laminação, galvanização, etc.

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

- Apesar de ser altamente corrosivo, ele é usado para remover manchas de metais presentes em ferro, cobre e latão, usando uma diluição 1:10 em água.

Síntese e reações químicas

-O ácido clorídrico é utilizado nas reações de titulação de bases ou álcalis, bem como no ajuste do pH das soluções. Além disso, é utilizado em inúmeras reações químicas, por exemplo, na digestão de proteínas, um procedimento prévio aos estudos do teor de aminoácidos e sua identificação.

-Um uso principal de ácido clorídrico é a produção de compostos orgânicos, como cloreto de vinila e diclorometano. O ácido é um intermediário na produção de policarbonatos, carvão ativado e ácido ascórbico.

-É usado na fabricação de adesivos. Enquanto na indústria têxtil é utilizado no branqueamento de tecidos. É utilizado na indústria de curtumes de couro, intervindo em seu processamento. Também é usado como fertilizante e na produção de cloreto, corantes, etc. Também é usado na eletrodeposição, na fotografia e na indústria da borracha.

-É usado na produção de seda artificial, no refino de óleos, gorduras e sabonetes. Além disso, é utilizado nas reações de polimerização, isomerização e alquilação.

Riscos e Toxicidade

Tem ação corrosiva na pele e membranas mucosas produzindo queimaduras. Estes, se graves, podem causar ulcerações, deixando cicatrizes quelóides e retráteis. O contato com os olhos pode causar redução ou perda total da visão devido a danos na córnea.

Quando o ácido atinge o rosto pode causar cicitrícios severos que desfiguram o rosto. O contato freqüente com o ácido também pode causar dermatite.

A ingestão de ácido clorídrico provoca queimadura da boca, garganta, esôfago e trato gastrointestinal, causando náuseas, vômitos e diarréia. Em casos extremos, pode ocorrer perfuração do esôfago e do intestino, com parada cardíaca e morte.

Por outro lado, os vapores do ácido, dependendo de sua concentração, podem produzir uma irritação do trato respiratório, causando faringite, edema da glote, estreitamento dos brônquios com bronquite, cianose e edema pulmonar (acúmulo excessivo de líquido nos pulmões). e em casos extremos, morte.

A exposição a altos níveis de vapores ácidos pode causar inchaço e espasmo da garganta com consequente sufocação.

Necrose dentária manifesta em dentes com perda de brilho também é frequente; eles se tornam amarelos e macios, e finalmente eles quebram.

Prevenção de danos pelo ácido clorídrico

Existe um conjunto de regras para a segurança das pessoas que trabalham com ácido clorídrico:

- Pessoas com história de doenças respiratórias e digestivas não devem trabalhar em ambientes com a presença de ácido.

-Os trabalhadores têm que usar roupas resistentes ao ácido, mesmo com capuzes; lentes de proteção ocular, protetores de braço, luvas resistentes ao ácido e sapatos com as mesmas características. Eles também devem usar máscaras antigásicas e, em casos de exposição severa a vapores de ácido clorídrico, recomenda-se o uso de aparelhos respiratórios autônomos.

-O ambiente de trabalho também deve ter chuveiros de emergência e fontes para lavar os olhos.

Além disso, existem padrões para ambientes de trabalho, como o tipo de piso, circuitos fechados, proteção de equipamentos elétricos, etc.