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Structure, propriétés, risques et utilisations de l'acide chlorhydrique (HCl)
Le acide chlorhydrique (HCl) est un composé inorganique formé par la dissolution dans l'eau du chlorure d'hydrogène, à l'origine de l'ion hydronium (H3O+) et l'ion chlorure (Cl-). Plus précisément, il s'agit de l'hydrazide de l'halogène chloré avec de l'hydrogène.
HCl est un acide fort qui est complètement ionisé dans l'eau et ses produits d'ionisation sont stables. L'ionisation complète de HCl est corroborée par le fait que le pH d'une solution de HCl 0,1 M est de 1.
La principale méthode de production industrielle de HCl est la chloration de composés organiques pour produire, par exemple, du dichlorométhane, du trichloroéthylène, du perchloroéthylène ou du chlorure de vinyle. HCl est un sous-produit de la réaction de chloration.
Il est utilisé dans les titrages de base dans de nombreuses réactions chimiques, dans la digestion chimique de composés organiques, etc.
Les vapeurs d'acide chlorhydrique (chlorure d'hydrogène) peuvent causer de graves blessures aux yeux. De plus, ils peuvent provoquer des irritations et des problèmes graves dans les voies respiratoires.
La lumière gastrique a un pH acide (1-3) avec une concentration élevée de HCl. La présence d'acide favorise la stérilisation du contenu gastrique, inactivant de nombreuses bactéries présentes dans les aliments. Cela expliquerait la gastro-entérite associée à la maladie d'achlorhydrie.
En outre, HCl facilite la digestion des protéines en activant l'enzyme pepsine par action protéolytique.
Il est utilisé dans le nettoyage des piscines, généralement un détergent commun suffit, mais il existe des taches qui collent entre les tuiles, nécessitant dans ces cas l’utilisation d’acide chlorhydrique.
Il est utilisé dans le contrôle du pH dans les produits pharmaceutiques, les aliments et l'eau potable. Il est également utilisé dans la neutralisation des flux de déchets contenant des matériaux alcalins.
L'acide chlorhydrique est utilisé dans la régénération des résines échangeuses d'ions, utilisées pour séquestrer les ions métalliques ou d'autres types d'ions dans l'industrie, dans les laboratoires de recherche et dans la purification de l'eau potable.
D'autre part, on peut également mentionner que le chlorure d'hydrogène, composé gazeux, est une molécule diatomique et que les atomes qui le forment sont liés par une liaison covalente. L’acide chlorhydrique est un composé ionique qui, en solution aqueuse, se dissocie dans H+ et Cl-. L'interaction entre ces ions est du type électrostatique.
Index
- 1 structure chimique
- 2 formation
- 3 Où est-ce?
- 3.1 gastrine
- 3.2 Histamine
- 3.3 Acétylcholine
- 3.4 Autres sources de HCl biologique
- 4 propriétés physiques et chimiques
- 4.1 Poids moléculaire
- 4.2 Couleur
- 4.3 Odeur
- 4.4 Goût
- 4.5 Point d'ébullition
- 4.6 Point de fusion
- 4.7 Solubilité dans l'eau
- 4.8 Solubilité dans le méthanol
- 4.9 Solubilité dans l'éthanol
- 4.10 Solubilité dans l'éther
- 4.11 Densité
- 4.12 Densité de gaz
- 4.13 Densité de vapeur
- 4.14 pression de vapeur
- 4.15 Stabilité
- 4.16 Auto-allumage
- 4.17 Décomposition
- 4.18 Corrosivité
- 4.19 Tension de surface
- 4.20 Polymérisation
- 5 utilisations
- 5.1 Industriel et à domicile
- 5.2 Synthèses et réactions chimiques
- 6 Risques et Toxicité
- 7 Prévention des dommages par l'acide chlorhydrique
- 8 références
Structure chimique
Chaque molécule d'HCl est formée d'un atome d'hydrogène et d'un atome de chlore. Bien qu'à température ambiante, le HCl soit toxique et qu'un gaz incolore, s'il est dissous dans l'eau, donne de l'acide chlorhydrique.
La formation
-Il peut être produit par électrolyse de NaCl (chlorure de sodium) qui provient de H2 (g), Cl2 (g), 2Na (ac) et OH- (ac). Alors:
H2 + Cl2 => 2 HCl
C'est une réaction exothermique.
Le HCl est produit en faisant réagir du chlorure de sodium avec de l'acide sulfurique. Processus pouvant être schématisé de la manière suivante:
NaCl + H2SO4 => NaHSO4 + HCl
Le chlorure d'hydrogène est ensuite recueilli et le chlorure de sodium est mis à réagir avec du bisulfite de sodium selon la réaction suivante:
NaCl + NaHSO4 => Na2SO4 + HCl
Cette réaction a été introduite par Johan Glauber au 17ème siècle pour produire de l'acide chlorhydrique. Il est actuellement utilisé principalement dans les laboratoires, l’importance de son utilisation industrielle ayant diminué.
- L'acide chlorhydrique peut être produit en tant que sous-produit de la chloration de composés organiques, comme par exemple dans la production de dichlorométhane.
C2H4 + Cl2 => C2H4Cl2
C2H4Cl2 => C2H3Cl + HCl
Cette méthode de production de HCl est plus utilisée industriellement, en calculant que 90% de l'HCl produit aux Etats-Unis est par cette méthodologie.
-Et enfin, l'HCl est produit lors de l'incinération des déchets organiques chlorés:
C4H6Cl2 + 5 o2 => 4 CO2 + 2 h2O + 2 HCl
Où est-ce?
L'acide chlorhydrique est concentré dans la lumière gastrique où un pH de 1 est atteint.L'existence d'une barrière muqueuse, riche en bicarbonate, empêche les cellules gastriques de subir des dommages dus à un faible pH gastrique.
Il existe trois principaux stimuli physiologiques pour la sécrétion de H+ par les cellules pariétales du corps gastrique: gastrine, histamine et acétylcholine.
Gastrin
La gastrine est une hormone sécrétée dans la région de l'antre gastrique qui augmente la concentration intracellulaire de Ca, intermédiaire de l'activation du transport actif de H+ vers la lumière gastrique.
Le transport actif est effectué par une enzyme ATPase qui utilise l’énergie contenue dans l’ATP pour transporter H+ vers la lumière gastrique et entrez K+.
L'histamine
Il est sécrété par les cellules dites entérochromaffines (SEC) du corps gastrique. Son action est médiée par une augmentation de la concentration en AMP cyclique et agit en augmentant, comme la gastrine, le transport actif de H+ vers la lumière gastrique médiée par une pompe H+-K+.
Acétylcholine
Il est sécrété par les terminaisons nerveuses vagales, comme la gastrine intervient dans son action par une augmentation du Ca intracellulaire, activant l'action de la pompe H+-K+.
Le H+ des cellules pariétales provient de la réaction du CO2 avec le H2Ou pour former H2CO3 (acide carbonique). Cela se décompose plus tard en H+ et HCO3-. Le H+ il est activement transporté à la lumière gastrique par la membrane apicale gastrique. Pendant ce temps, le HCO3- est amené au sang couplé à l'entrée Cl-.
Le mécanisme de contre-transport ou anti-transport Cl-HCO3- qui se produit dans la membrane basale des cellules pariétales produit l'accumulation intracellulaire de Cl-. Ensuite, l'ion passe dans la lumière gastrique accompagnant le H+. On estime que la sécrétion gastrique de HCl a une concentration de 0,15 M.
Autres sources de HCl biologique
Il existe d'autres stimuli pour la sécrétion de HCl par les cellules pariétales telles que la caféine et l'alcool.
Les ulcères gastriques et duodénaux surviennent lorsque la barrière qui protège les cellules gastriques de l'action néfaste du HCl est rompue.
En éliminant l'action protectrice susmentionnée de la bactérie Helicobacter pilori, l'acide acétylsalicylique et les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) contribuent à la production d'ulcères.
La sécrétion acide a pour fonction d'éliminer les microbes présents dans les aliments et de commencer la digestion des protéines par l'action de la pepsine. Les principales cellules du corps gastrique sécrètent du pepsinogène, une proenzyme qui est transformée en pepsine par le faible pH de la lumière gastrique.
Propriétés physiques et chimiques
Poids moléculaire
36 458 g / mol.
Couleur
C'est un liquide incolore ou légèrement jaunâtre.
Odeur
C'est une odeur irritante et piquante.
Le goût
Le seuil pour votre dégustation est de l'eau pure à une concentration de 1,3 x 10-4 moles / l.
Point d'ébullition
-121º F à 760 mmHg. -85,05 ° C à 760 mmHg.
Point de fusion
-174º F (-13,7º F) pour une solution de HCl à 39,7% p / p dans l'eau, -114,22º C.
Solubilité dans l'eau
La solution de HCl peut avoir 67% en poids / poids à 86 ° F; 82,3 g / 100 g d'eau à 0 ° C; 67,3 g / 100 g d'eau à 30 ° C et 63,3 g / 100 g d'eau à 40 ° C
Solubilité dans le méthanol
51,3 g / 100 g de solution à 0 ° C et 47 g / 100 de solution à 20 ° C
Solubilité dans l'éthanol
41,0 / 100 g de solution à 20 ºC
Solubilité dans l'éther
24,9 g / 100 de solution à 20 ° C
Densité
1,059 g / ml à 59 ° F dans une solution à 10,17% en poids / poids.
Densité de gaz
1,00045 g / l
Densité de vapeur
1,268 (par rapport à l'air pris comme 1)
Pression de vapeur
32 452 mmHg à 70 F; 760 mmHg à -120,6 º F
La stabilité
Il a une grande stabilité thermique.
Auto-allumage
Ce n'est pas inflammable.
Décomposition
Il se décompose par chauffage en émettant une fumée de chlore toxique.
Viscosité: 0,405 cPoise (liquide à 118,6 º K), 0,0131 c Poise (vapeur à 273,06 K).
Corrosivité
Il est très corrosif pour l'aluminium, le cuivre et l'acier inoxydable. Attaque tous les métaux (mercure, or, platine, argent, tantale à l'exception de certains alliages).
Tension superficielle
23 mN / cm à 118,6º K.
Polymérisation
Les aldéhydes et les époxydes subissent une polymérisation violente en présence d'acide chlorhydrique.
Les propriétés physiques, telles que la viscosité, la pression de vapeur, le point d'ébullition et le point de fusion, sont influencées par le pourcentage de concentration en poids de HCI.
Utilise
L'acide chlorhydrique a de nombreux usages à la maison, dans différentes industries, dans les laboratoires d'enseignement et de recherche, etc.
Industriel et Maison
- L'acide chlorhydrique est utilisé dans le traitement hydrométallurgique, par exemple dans la production d'alumine et de dioxyde de titane. Il est utilisé dans l'activation de la production de puits de pétrole.
L'injection de l'acide augmente la porosité autour de l'huile, favorisant ainsi son extraction.
-Il est utilisé pour l'élimination des dépôts de CaCO3 (carbonate de calcium) par sa transformation en CaCl2 (chlorure de calcium) qui est plus soluble et facile à éliminer. En outre, il est utilisé industriellement dans le traitement de l'acier, des matériaux avec de nombreuses utilisations et applications, tant dans les industries, que dans les bâtiments et à la maison.
-Les maçons utilisent des solutions de HCl pour laver et nettoyer les briques. Il est utilisé à la maison pour le nettoyage et la désinfection des salles de bain et de leurs drains. En outre, l'acide chlorhydrique est utilisé dans les gravures, y compris les opérations de nettoyage des métaux.
-L'acide chlorhydrique a une application dans l'élimination de la couche d'oxyde de fer moisi qui s'accumule sur l'acier, avant son traitement ultérieur en extrusion, laminage, galvanisation, etc.
La foi2O3 + Fe + 6 HCl => 3 FeCl2 + H2O
-En dépit de sa forte corrosion, il est utilisé pour éliminer les taches de métaux présents dans le fer, le cuivre et le laiton, en utilisant une dilution à 1:10 dans l'eau.
Synthèse et réactions chimiques
-L'acide chlorhydrique est utilisé dans les réactions de titrage des bases ou des alcalis, ainsi que dans l'ajustement du pH des solutions. En outre, il est utilisé dans de nombreuses réactions chimiques, par exemple dans la digestion de protéines, une procédure préalable à l’étude de la teneur en acides aminés et à leur identification.
-Une utilisation principale de l'acide chlorhydrique est la production de composés organiques tels que le chlorure de vinyle et le dichlorométhane. L'acide est un intermédiaire dans la production de polycarbonates, de charbon actif et d'acide ascorbique.
-Il est utilisé dans la fabrication des adhésifs. Alors que dans l'industrie textile, il est utilisé dans le blanchiment des tissus. Il est utilisé dans l'industrie du tannage du cuir intervenant dans son traitement. Il est également utilisé comme engrais et dans la production de chlorure, de colorants, etc. Il est également utilisé dans la galvanoplastie, la photographie et l'industrie du caoutchouc.
-Il est utilisé dans la production de soie artificielle, dans le raffinage des huiles, des graisses et des savons. En outre, il est utilisé dans les réactions de polymérisation, d'isomérisation et d'alkylation.
Risques et Toxicité
Il a une action corrosive sur la peau et les muqueuses, produisant des brûlures. Celles-ci, si elles sont graves, peuvent causer des ulcérations, laissant des cicatrices chéloïdes et rétractables. Le contact avec les yeux peut entraîner une réduction ou une perte totale de la vision due à des dommages à la cornée.
Lorsque l'acide atteint le visage, il peut en résulter de sévères cicitrices qui défigurent le visage. Un contact fréquent avec l'acide peut également causer une dermatite.
L'ingestion d'acide chlorhydrique provoque des brûlures de la bouche, de la gorge, de l'œsophage et du tractus gastro-intestinal, provoquant des nausées, des vomissements et des diarrhées. Dans les cas extrêmes, une perforation de l'œsophage et de l'intestin peut survenir, avec arrêt cardiaque et mort.
En outre, les vapeurs acides, en fonction de sa concentration peut causer une irritation des voies respiratoires, ce qui provoque la pharyngite, l'oedème de la glotte, le rétrécissement de la bronchite bronchique, une cyanose et un œdème pulmonaire (accumulation excessive de liquide dans les poumons) et dans les cas extrêmes, la mort.
L'exposition à des niveaux élevés de vapeurs acides peut provoquer un gonflement et un spasme de la gorge avec pour conséquence une suffocation.
La nécrose dentaire qui se manifeste par des dents présentant une perte de luminosité est également fréquente; ils deviennent jaunes et mous et finalement ils se cassent.
Prévention des dommages par l'acide chlorhydrique
Il existe un ensemble de règles pour la sécurité des personnes qui travaillent avec de l'acide chlorhydrique:
- Les personnes ayant des antécédents de maladies respiratoires et digestives ne devraient pas travailler dans des environnements où il y a présence d'acide.
-Les travailleurs doivent porter des vêtements résistants aux acides, même avec des cagoules; des lunettes de protection, des protège-bras, des gants résistants à l'acide et des chaussures présentant les mêmes caractéristiques. également être utilisés dans des masques à gaz et des cas d'exposition sévère à des vapeurs acides clorhídtico l'utilisation d'un appareil respiratoire est recommandée.
-L'environnement de travail devrait également avoir des douches d'urgence et des fontaines pour se laver les yeux.
En outre, il existe des règles pour les environnements de travail tels que le type de sol, des circuits fermés, la protection des équipements électriques, etc.
Références
- Studieuxguy (2018). Acide chlorhydrique (HCl): utilisations et applications importantes. Tiré de: studiousguy.com
- Ganong, W. F. (2003). Examen de la physiologie médicale. Vingt et unième édition. Les sociétés McGraw-Hill INC.
- PubChem. (2018). Acide chlorhydrique. Tiré de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Très bien. Acide chlorhydrique. Tiré de: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
- CTR. Fiche de données de sécurité pour l'acide chlorhydrique. [PDF] Tiré de: uacj.mx