Ácido clorídrico (HCl): estrutura, propriedades e usos

O ácido clorídrico (HCl) ou ácido muriático é um composto inorgânico formado por dissolução em água de cloreto de hidrogénio, que resulta de iões hidrónio (H 3 O + ) e de iões cloreto (Cl ). Mais especificamente, é o cloro cloridrato de halogênio com hidrogênio.

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

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Por Walkerma em en.wikipedia [Domínio público], do Wikimedia Commons

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 vinila. O HCl é um subproduto da reação de cloração.

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

Os vapores do ácido clorídrico (cloreto de hidrogênio) podem causar graves lesões oculares. Além disso, eles podem causar irritação e problemas graves nas vias aéreas.

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

Além disso, o HCl facilita a digestão de proteínas, ativando a enzima proteolítica pepsina de ação.

É utilizado na limpeza de piscinas, geralmente um detergente comum é suficiente, mas há manchas que aderem entre os ladrilhos, exigindo nesses casos o uso de ácido clorídrico.

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

O ácido clorídrico é usado na regeneração de resinas de troca iônica, usadas 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 se pode dizer que o cloreto de hidrogênio, um composto gasoso, é uma molécula diatômica 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 eletrostática.

Estrutura quimica

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Figura 1: O ácido clorídrico é formado dissolvendo HCl em água

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 dissolvido em água, é administrado ácido clorídrico.

Treinamento

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Figura 2: aparência do ácido clorídrico.

Ele pode ser produzido por electrólise de cloreto de sódio (cloreto de sódio) que provoca H 2 (g), Cl 2 (g), 2Na (aq) e OH (aq). Então:

H 2 + Cl 2 => 2 HCl

Esta é uma reação exotérmica.

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

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

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

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

Essa 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 subproduto da cloração de compostos orgânicos, como: na produção de diclorometano.

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

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

Esse método de produção de HCl é mais utilizado industrialmente, calculando que 90% do HCl produzido nos Estados Unidos é calculado 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 na luz gástrica, onde é atingido um pH 1. A existência de uma barreira mucosa, rica em bicarbonato, impede que as células gástricas sejam danificadas devido ao baixo pH gástrico.

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

Gastrin

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 + para o lúmen gástrico.

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

Histamina

É secretada pelas chamadas células tipo enterocromafina (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 a luz gástrica mediada por uma bomba de H + -K + .

Acetilcolina

É secretada pelos terminais nervosos vagais, pois a gastrina medeia sua ação por um aumento no Ca intracelular, ativando a ação da bomba H + -K + .

Os H + células parietais derivados a partir da reacção de CO 2 com H 2 O para formar H 2 CO 3 (ácido carbónico). Este é posteriormente dividido em H + e HCO 3 . O H + é transportado ativamente 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 de Cl HCO 3 que ocorre na membrana basal das células parietais produz o acúmulo intracelular de Cl . Posteriormente, o íon passa para a luz gástrica 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 cafeína e álcool.

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

Ao eliminar a ação protetora mencionada, a bactéria Helicobacter pilori, o ácido acetilsalicílico e os anti-inflamatórios não esteróides (AINEs) contribuem para a produção de úlceras.

A secreção ácida tem como função a eliminação de micróbios presentes nos alimentos e inicia a digestão de proteínas, através da ação da pepsina. As principais células do corpo gástrico secretam pepsinogênio, uma pró-enzima que é transformada em pepsina pelo baixo pH da luz gástrica.

Propriedades físicas e químicas

Peso molecular

36.458 g / mol.

Cor

É um líquido incolor ou ligeiramente amarelado.

Cheiro

É um cheiro irritante e ácido.

Sabor

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

Ponto de ebulição

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

Ponto de fusão

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

Solubilidade em 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 30 ° C e 63,3 g / 100 g de água a 40 ° C.

Solubilidade em metanol

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

Solubilidade em etanol

41,0 / 100 g de solução a 20 ° C

Solubilidade do Éter

Solução de 24,9 g / 100 a 20º C.

Densidade

1.059 g / ml a 59 ° F em uma solução a 10,17% p / p.

Densidade de 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 F; 760 mmHg a -120,6 º F

Estabilidade

Possui alta estabilidade térmica.

Autoignição

Não é inflamável.

Decomposição

Decompõe-se no aquecimento emitindo uma fumaça tóxica de cloro.

Viscosidade: 0,405 cPoise (líquido a 118,6 º K), 0,0131 cPoise (vapor a 273,06 º K).

Corrosividade

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

Tensão superficial

23 mN / cm a 118,6º K.

Polimerização

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

Propriedades físicas, tais como viscosidade, pressão de vapor, ponto de ebulição e ponto de fusão, são influenciadas pela porcentagem p / p de concentração de HCl.

Usos

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

Industrial e residencial

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

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

-É utilizado para a remoção de depósitos de CaCO 3 (carbonato de cálcio) através da sua transformação em CaCl 2 (cloreto de cálcio), mais solúvel e fácil de remover. Da mesma forma, é utilizado industrialmente no processamento de aço, material com diversos usos e aplicações, tanto nas indústrias, como na construção civil 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 esgotos. Além disso, o ácido cloídrico é usado em gravuras, 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, antes de seu subsequente processamento em extrusão, laminação, galvanização, etc.

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

-Embora seja altamente corrosivo, é usado para remover manchas de metal presentes em ferro, cobre e latão, usando uma diluição de 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, procedimento anterior aos estudos sobre o 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 utilizado na fabricação de cola. Enquanto na indústria têxtil, é usado no clareamento de tecidos. É utilizado na indústria de curtimento de couro que intervém no seu processamento. Também encontra uso como fertilizante e na produção de cloretos, corantes, etc. Também é usado em galvanoplastia, fotografia e indústria de borracha.

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

Riscos e toxicidade

Possui ação corrosiva na pele e membranas mucosas, causando queimaduras. Se forem 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 ciclistas sérios que desfiguram o rosto. O contato frequente com o ácido também pode causar dermatites.

A ingestão de ácido clorídrico causa queimação da boca, garganta, esôfago e trato gastrointestinal, causando náusea, vômito e diarréia. Em casos extremos, pode ocorrer perfuração do esôfago e do intestino, com parada cardíaca e morte.

Por outro lado, os vapores ácidos, dependendo de sua concentração, podem causar irritação do trato respiratório, causando faringite, edema da glote, bronquite 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 na garganta com a consequente asfixia.

Também são frequentes as necrose dentária que se manifesta nos dentes com a perda de brilho; eles ficam amarelados e macios e, finalmente, quebram.

Prevenção de danos ao ácido clorídrico

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

-As pessoas com histórico de doenças respiratórias e digestivas não devem trabalhar em ambientes com presença de ácido.

-Os trabalhadores devem usar roupas resistentes a ácidos, mesmo com capuz; lentes de proteção ocular, protetores de braço, luvas e sapatos resistentes a ácidos com as mesmas características. Eles também devem usar máscaras de gás e, nos casos de exposição severa aos vapores do ácido clorídrico, recomenda-se o uso de equipamento respiratório autônomo.

-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 tipo de piso, circuitos fechados, proteção de equipamentos elétricos, etc.

Referências

  1. StudiousGuy. (2018). Ácido clorídrico (HCl): usos e aplicações importantes. Retirado de: studiousguy.com
  2. Ganong, WF (2003). Revisão de Fisiologia Médica. Vigésima primeira edição. O McGraw-Hill Companies INC.
  3. PubChem (2018). Ácido Clorídrico. Retirado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Weebly Ácido clorídrico Retirado de: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
  5. CTR Ficha de dados de segurança de ácido clorídrico. [PDF]. Retirado de: uacj.mx

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