هیدروکلریک اسید چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟
هیدروکلریک اسید یک ترکیب شیمیایی پرکاربرد است که از دو عنصر هیدروژن و کلر تشکیل شده است. این ترکیب زمانی که در آب حل می شود اسیدیته آب را کاهش می دهد و قبل از حل شدن در آب به عنوان کلرید هیدروژن شناخته می شود. بسیاری از صنایع مصرف کنندگان اسید کلریدریک هستند.
هیدروکلریک اسید یک مایع شفاف است و بوی بسیار تند و آزار دهنده ای دارد. نام دیگر هیدروکلریک اسید شامل اسید کلریدریک، اسید موریاتیک، جوهر نمک و کلرید هیدرونیوم است. این اسید به هم صورت صنعتی و هم به صورت طبیعی تولید می شود و کاربرد گسترده ای دارد. ماندگاری این اسید حدود ۵ سال است البته این در صورتی است که محصول مطابق دستورالعمل سازنده در محل و شرایط مناسب ذخیره شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با این اسید پرکاربرد در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.
روش تولید هیدروکلریک اسید
هیدروکلریک اسید با روش های متعددی تولید می شود. اولین روش واکنش سوزاندن کلر در هیدروژن است. روش دوم واکنش اسید سولفوریک با کلرید سدیم است. در صنعت تولید اسید کلریدریک بدین صورت است که آن را از محصولات جانبی تولید می کنند مانند فرایند کلرزنی ترکیبات آلی.
از طریق هریک از این روش ها می توان انواع مختلفی از گریدهای اسید کلریدریک را تولید کرد. هیدروکلریک اسید کاملا خالص با استفاده از روش اول یا دوم تولید می شود و اسید کلریدریک صنعتی، که ناخالص تر است و مقدار کمی از ترکیبات آلی نیز در آن وجود دارد با استفاده از آخرین روش که کلرزنی ترکیبات آلی است بدست می آید.
در صنعت تولید اسید کلروهیدریک از واکنش مستقیم و به صورت چند مرحله ای انجام می شود. این روش به دلیل اینکه ناخالصی بسیار کمی دارد از کیفیت بالایی برخوردار است. این واکنش بسیار گرمازا است به این معنی که در طول مراحل تولید مقدار زیادی انرژی حرارتی آزاد می شود. به همین دلیل بهتراست یک خنک کننده نصب شود و اقدامات احتیاطی را رعایت کنید.
تاریخچه کشف هیدروکلریک اسید
اسید کلروهیدریک در حدود سال ۸۰۰ میلادی و از مخلوط کردن نمک معمولی با اسید سولفوریک توسط جابر بن حیان کشف شد. جابر بن حیان علاوه بر اسید کلریدریک بسیاری از مواد شیمیایی مهم را کشف کرده و این یافته ها را در بیش از ۲۰ کتاب ثبت کرده است.
این کتاب ها حاوی اطلاعات شیمیایی از اسید کلروهیدریک و دیگر مواد شیمیایی است که صدها سال از آن استفاده می شده است. در قرن پانزدهم این ترکیب شیمیایی توسط basilius valentius اسید موریاتیک نامیده شد این نامگذاری به این دلیل بود که از سنگ نمک و ویترول سبز تولید می شد.
سپس در قرن هفده هم توسط یوهان رودولف گلاوبر از واکنش نمک معمولی و اسید سولفوریک تولید شد. اما ترکیب فعلی برای اولین بار توسط libavius تولید شد و به وسیله شیمی دانانی مانند گلاوبر و دیوی و پریستلی در آزمایشات علمی مورد استفاده قرار گرفت.
خواص فیزیکی و شیمیایی هیدروکلریک اسید
شکل ساختار اسید کلروهیدریک خطی است و وزن مولکولی آن۳۶.۵گرم/مول است. هیدروکلریک اسید محلول در آب هیدروژن کلرید نامیده می شود چون غلظت کلرید هیدروژن در آب در هر یک از محلول های مختلف متفاوت است بنابراین خواص فیزیکی این اسید مانند چگالی، نقطه ذوب و جوش و … بستگی به غلظت هیدروژن کلرید محلول در آب دارد. اسید کلریدریک جزء اسیدهای قوی است و مانند الکترولیت عمل می کند.
تفاوت هیدروژن کلرید و هیدروکلریک اسید
این دو ترکیب هیچ تفاوتی باهم ندارند و فقط اسامی آنها با سیستم های مختلف نامگذاری شده است. شما می توانید هر یک از این اسامی را مورد استفاده قرار دهید.
واکنش های شیمیایی هیدروکلریک اسید
واکنش با فلزات فعال
اسید کلریدریک رقیق با آزاد شدن گاز هیدوژن با فلزات واکنش می دهد. چند نمونه از این واکنش ها به صورت زیر است:
Ca+2HCl→CaCl2+H2
Mg+2HCl→MgCl2+H2
Fe+2HCl→FeCl2+H2
Zn+2HCl→ZnCl2+H2
واکنش با بازها
هیدروکلریک اسید با بازها (مانند اکسیدهای فلزی، هیدروکسیدها) واکنش داده و آب و نمک تولید می کند. چنین واکنش هایی را واکنش های خنثی سازی می گویند. چند نمونه از این واکنش به صورت زیر است:
ZnO+2HCl→ZnCl2+H2O
MgO+2HCl→MgCl2+H2O
NaOH+HCl→NaCl+H2O
Ca(OH)2+HCl→CaCl2+2H2O
واکنش با کربنات های فلزی و بی کربنات ها
رقیق
هیدروکلریک اسید با کربنات فلز یا بی کربنات واکنش می دهد و گاز دی اکسید کربن آزاد می شود. نمونه ای از این واکنش ها به صورت زیر است:
Na2CO3+2HCl→۲NaCl+H2O+CO2
NaHCO3+HCl→۲NaCl+H2O+CO2
Ca(HCO3)2+2HCl→CaCl2+2H2O+2CO2
Mg(HCO3)2+2HCl→MgCl2+H2O+CO2
واکنش با سولفیت های فلزی و بی سولفیت ها
هیدروکلریک اسید رقیق با سولفیت های فلزی و بی سولفیت ها واکنش می دهد و گاز دی اکسید گوگرد آزاد می کند.
Ca(HCO3)2+2HCl→CaCl2+2H2O+2CO2
Mg(HCO3)2+2HCl→MgCl2+H2O+CO2
واکنش با سولفید فلزی
سولفید هیدوژن از طریق واکنش اسید هیدروکلریک با سولفید فلزی تولید می شود. این گاز بویی شبیه تخم مرغ گندیده دارد. نمونه های از این واکنش ها به صورت زیر است:
ZnSO3+2HCl→ZnCl2+H2O+SO2
Na2SO3+2HCl→۲NaCl+H2O+SO2
واکنش با نیترات نقره
هنگامی که هیدروکلریک اسید رقیق با نیترات نقره واکنش نشان می دهد یک رسوب سفید رنگ به نام کلرید نقره به دست می آید. این ماده در اسید نیتریک نامحلول است اما به دلیل تشکیل یک کمپلکس محلول به نام دی آمین کلرید نقره حل شده و هیدروکسید آمونیوم تشکیل می دهد.
AgNO3+ HCl → AgCl ↓ + HNO3
واکنش با نیترات سرب
هنگامی که اسید هیدروکلریک رقیق با نیترات سرب واکنش می دهد رسوب سفید گچی به نام کلرید سرب که در آب محلول است به دست می آید. معادله واکنش به صورت زیراست:
Pb(NO3)2+2HCl→PbCl2↓+۲HNO3
واکنش اسید کلریدریک با آمونیاک
هنگامی که یک میله شیشه ای آغشته به محلول آمونیاک را به بخارهای اسید کلریدریک نزدیک کنید، بخارات سفید متراکم کلرید آمونیوم ایجاد می کند.
هیدروکلریک اسید چه کاربردی دارد
تصفیه نمک و کنترل pH
نمک سفره را تصفیه می کند و در تنظیم اسیدیته محلول ها مفید است. همچنین برای کنترل pH محصولات دارویی، آب و غذاها استفاده می شود .در صنایع غذایی در محصولاتی مانند شربت کوکی، کراکر، سس نوشابه، غلات و محصولات کنسرو شده برای افزایش طعم و جلوگیری از فساد مورد استفاده قرار می گیرد. داروی هیدروکلریک اسید نیز برای بیماران فاقد اسیدکلریدریک معده در دسترس است.
عامل پاک کننده
هیدروکلریک اسید به دلیل ماهیت بسیار اسیدی به عنوان یک ماده شیمیایی مفید برای از بین بردن لکه ها و زنگ زدگی فلزاتی مانند مس و آهن استفاده می شود. همچنین برای نظافت کاشی حمام و آشپزخانه با عنوان جوهر نمک بسیار موثر است. در صنعت نساجی HCl برای سفید کردن لباس و برنزه کردن چرم استفاده می شود.
رفع زنگ زدگی فولاد
هیدروکلریک اسید رقیق در حذف زنگ زدگی یا اکسید آهن از فولاد و آهن قبل از تبدیل به تولید سیم، پوشش، ورق و نوار و محصولات دیگر مورد استفاده قرار می گیرد .این عمل برای همه محصولات فولادی که نیاز به پردازش دارند باید استفاده شود.
تولید ترکیبات آلی
اسید کلریدریک در تولید ترکیبات آلی مانند وینیل کلرید و دی کلرومتان که برای تولید PVC استفاده می شود مفید است. همچنین در انواع مختلفی از ترکیبات آلی مانند اسید اسکوربیک و محصولات دارویی نیز موثر است.
تولید ترکیبات معدنی
ترکیبات معدنی را می توان از واکنش ساده مبتنی بر اسید هیدروکلریک تولید کرد. اسید کلریدریک در تهیه ترکیباتی که به عنوان مواد شیمیایی برای تصفیه آب استفاده می شود مفید است. برای مثال کلرید پلی آلومینیوم (PAC) و اسید فریک در تصفیه آب مفید هستند.
کلرید روی در صنعت گالوانیزه و تولید باتری و کاربید کلسیم و کلرید نیکل برای آبکاری وهمچنین در بازسازی رزین های تبادل یونی استفاده می شوند. اسید کلروهیدریک در تولید ترکیبات آلی مانند وینیل کلرید و دی کلرومتان که برای تولید PVC استفاده می شود مفید است.
کلریدریک اسید معده
کلریدریک اسید معده به هضم غذا کمک می کند و جزء مهمی از فرآیند گوارش است. پپسینوژن غیر فعال توسط این اسید در معده به پپسین فعال تبدیل می شود و با فرآیند پروتئولیز پروتئین ها را هضم می کند.
تولید کلرید کلسیم
هیدروکلریک اسید در تولید ترکیبات آلی مانند وینیل کلرید و دی کلرومتان که برای تولید PVC استفاده می شود، مفید است. این اسید با سنگ آهک واکنش نشان می دهد و کلرید کلسیم تولید می شود که نوعی نمک است که برای یخ زدایی جاده ها استفاده می شود. کلرید کلسیم همچنین در تولید مواد غذایی به عنوان تثبیت کننده و قوام دهنده استفاده می شود. همچنین به عنوان یک ترکیب ضد میکروب کاربرد دارد.
استفاده در سلاح شیمیایی
اسید کلریدریک اگرچه بسیار مفید است ولی تاریخ تاریکی دارد. کلریدریک اسید در بدن توسط غدد معده ساخته می شود و آسیبی به بدن نمی رساند اما برای سایر اندام های بدن خطرناک است.
فسژن یک ماده شیمیایی خطرناک است که در جنگ جهانی اول مورد استفاده قرار گرفت. فسژن یک گاز بی رنگ با بویی شبیه یونجه است که از واکنش بین مونوکسید کربن تصفیه شده و گاز کلر در حضور کربن فعال به وجود می آید.
فسژن وقتی به جای گاز کلر به عنوان سلاح شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد عمیقا در غشاهای مخاطی ریه نفوذ کرده و در بدن هیدرولیز می شود. سپس به اسید کربنیک و اسید کلریدریک تبدیل می شود و باعث از بین رفتن اندام های داخلی خواهد شد. تخمین زده شده که در جنگ جهانی اول ۸۵%مرگ و میر به دلیل تنفس فسژن بوده است.
گاز خردل
این گاز به عنوان خردل گوگرد هم شناخته می شود این گاز نیز به عنوان سلاح شیمیایی در جنگ ها استفاده شده است و باعث به وجود آمدن تاول های شدید می شود. این تاول ها به دلیل نحوه تجزیه این گاز بوجود می آیند زیرا در تماس با آب گاز خردل تجزیه شده و به اسید کلریدریک تبدیل می شود.
برای این تبدیل به آب زیادی نیاز نیست، رطوبت چشم و ریه ها برای تجزیه این گاز کافی است بنابراین نه تنها باعث تاول بر روی پوست شما می شود بلکه با تنفس این گاز اندام های داخلی بدن نیز دچار تاول می شوند.
خطرات هیدروکلریک اسید
در هنگام استفاده از اسید کلریدریک باید احتیاط کرد زیرا اسید بسیار خطرناکی است. این اسید خورنده است و نوع غلیظ آن مه های اسیدی بسیار خطرناکی آزاد می کند. اگر مقدار کمی از آن را استنشاق کنیم در بینی، چشم، مجاری تنفسی و در بدن التهاب ایجاد می شود.
همچنین ممکن است در اثر تماس با دهان به مخاط دهان و معده آسیب وارد شود. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض این اسید می تواند منجر به برونشیت مزمن و ورم معده شود بنابراین استفاده از تجهیزات محافظتی ضروری است.
در صورت تماس این اسید با پوست بلافاصله محل را با آب شستشو داده و لباس های آلوده را عوض کنید. در صورت بلع ممکن است باعث استفراغ نشود ولی در هرصورت باید فورا به پزشک مراجعه کرد. در صورت تماس چشمی باید فورا ۱۵ دقیقه با مقدار زیادی آب چشم را شستشو داده و سریعا به پزشک مراجعه کنید.
در صورت استنشاق بخار اسید کلریدریک بهتر است بلافاصله به دنبال هوای تازه و مراقبت های پزشکی باشید. هنگام استفاده از این اسید با هر غلظتی باید از تجهیزات حفاظتی استفاده کنید.
قیمت هیدروکلریک اسید
این اسید در گریدهای مختلف در بازار موجود است و بر همین اساس قیمت خرید و فروش آن متفاوت است. نام تجاری هیدروکلریک اسید جوهر نمک است و شما می توانید به راحتی آن را فروشگاه های مختلف تهیه نمایید.
روش نگهداری هیدروکلریک اسید
اسید کلروهیدریک باید در یک مکان سرد، خشک و با تهویه مناسب نگهداری شود. این اسید باید از عوامل اکسید کننده، فلزات و مواد آلی دور باشد. ظرف نگهداری آن باید محکم باشد و در مکانی امن نگهداری شود.
