„Muriatic” nu este un cuvânt pe care probabil că l-ați citit sau auzit, cu excepția cazului în care sunteți un student la istoria științei sau un alt fan al chimiei. Prin urmare, acid clorhidric nu este ceva cu care probabil să fiți familiarizat - cel puțin nu cu acest nume. Dar utilizările acidului muriatic sunt multe, după cum veți vedea.
Denumirea modernă și copleșitor de obișnuită a aceleiași substanțe este acidul clorhidric și, dacă ați lucrat vreodată cu el în mod intenționat, sunteți conștienți de efectele sale.
Clorhidric sau acid clorhidric are formula chimică HCl și este considerat un acid puternic. Deoarece este ieftin și ușor de obținut în cantități considerabile, această substanță este un pilon în industrie, în laboratoarele academice și în alte setări. Acidul muriatic pentru piscine este încă etichetat și vândut ca atare pe o bază largă, dar în cea mai mare parte, numele a fost mai puțin creativ, dar mai ușor de reținut. Utilizările acidului muriatic includ curățarea betonului, cum ar fi punțile de piscină sau trotuarele, de unde și disponibilitatea acestuia în magazinele de îmbunătățire a locuințelor.
Acidul clorhidric, în plus față de cel mai probabil, ajută la aspectele propriei digestii chiar și atunci când citiți acest lucru, este utilizat în producția de metale, produse petroliere, produse farmaceutice și multe altele.
Versatilitatea sa chimică îl face un reactiv extrem de obișnuit în reacțiile chimice și este ușor de produs în cantități de masă la o concentrație precisă și fiabilă. Citiți mai departe pentru a putea „digera” complet tot ce trebuie să știți despre această soluție apoasă versatilă.
Ce sunt acizii și bazele?
Un acid este o moleculă care donează un proton (H + sau un ion hidrogen) în soluție apoasă, adică atunci când este amestecat cu apă. H2Moleculele O pot accepta acești protoni pentru a deveni ioni de hidroniu (H3O +) deoarece protoni nu există singuri mult timp dacă există ceva cu care să se combine. A baza este o moleculă care acceptă un proton sau, echivalent din punct de vedere chimic, donează ioni hidroxid (OH-) în soluție.
Molecula sau elementul rămas când un acid donează un proton se numește baza conjugată a acidului. În cazul HCl, acesta este deci un ion clorură (Cl−). Cl este singurul element clor, un halogen.
Reacția gazului acidului muriatic cu apa în soluție apoasă este dată de
HCI (g) + H2O (l) ⟶ H3O+(aq) + CI−(aq)
Această reacție se apropie de finalizare în majoritatea condițiilor (adică, aproape tot HCI este dizolvat) deoarece acidul clorhidric este un acid puternic.
Istoria și descoperirea acidului muriatic
Acidul clorhidric a fost descoperit de alchimist Jabir ibn Hayyan cândva în jurul anului 800 e.n., sau acum peste 1200 de ani. Alchimia este astăzi înțeleasă a fi o „pseudoștiință”, dar practicienii săi au lucrat totuși cu substanțe reale și au obținut ocazional rezultate utile.
- Numele de acid muriatic provine din latinesc pentru „saramură”, ca și în sărat; apa sărată concentrată este un reactiv într-unul din procesele utilizate pentru fabricarea acidului clorhidric.
La momentul descoperirii sale, lumea era la multe secole distanță de a înțelege ce sunt chiar acizii. Dar orice substanță cu proprietățile acidului muriatic demonstrată rapid și cu forță a fost sigură că își asumă o mare importanță pentru civilizație și exact acest lucru s-a întâmplat cu HCl.
Proprietățile acidului muriatic
Clorura de hidrogen pe cont propriu există ca gaz incolor și inodor la temperatura camerei, dar acesta este în vid. În aer, HCl formează vapori albi groși, deoarece reacționează ușor cu moleculele de apă.
Acidul clorhidric este foarte coroziv și extrem de toxic. Dacă manipulați această substanță, indiferent de molaritate (o măsură a concentrației), ar trebui să purtați protecție pentru ochi și piele.
HCI are o greutate moleculară (MW) de 36,46 grame pe mol (g / mol). Peste 95% din această masă este consumată de atomul de clor, totuși există un număr egal de atomi de H și Cl sub formă conjugată (intactă) a acidului. Nu este ușor combustibil, așa că, în ciuda celorlalte pericole pentru sistemele biologice, este foarte puțin probabil să ia foc.
Producția de acid muriatic
HCl poate fi sintetizat în mai multe moduri. O sinteză industrială obișnuită implică arderea hidrogenului gazos și a clorului în interiorul unei camere în care gazele sunt introduse sub presiune printr-o duză.
Gazul acid clorhidric astfel produs este apoi treptat și atent răcit la starea lichidă și diluat la orice concentrație solicită specificațiile. Această reacție este reprezentată de formula:
H2 + Cl2 ⟶ 2HCl
HCI poate fi, de asemenea, produs industrial prin reacția clorurii de sodiu și a acidului sulfuric:
2NaCl + H2ASA DE4 ⟶ 2HCI + Na2ASA DE4
HCI poate fi, de asemenea, sintetizat din clorură de sodiu, dioxid de sulf, aer și vapori de apă:
4NaCl + 2SO2 + 2H2O + O2 ⟶ 2Na2ASA DE4 + 4HCl
Utilizări ale acidului muriatic
Aceleași proprietăți care fac HCl periculos să lucreze cu excepția cazului în care se acordă atenție sunt avantajoase în anumite setări. La fel cum cuțitele sunt potențial foarte periculoase, dar și instrumente extrem de utile și universale, calitățile corozive ale acidului clorhidric pot fi folosite în condiții atent controlate.
Următoarea listă este o analiză a unora dintre principalele utilizări ale acidului clorhidric în societatea modernă. Rețineți că, de obicei, este încă etichetat „acid muriatic” atunci când este vândut pentru utilizare cu piscine (vezi mai jos).
Producția de oțel și metal: Industria oțelului și a metalelor folosește acidul muriatic pentru a „mura” oțelul pentru a îndepărta oxizii de suprafață. Majoritatea oțelului este, de asemenea, curățat în acid înainte de zincare, cosire și alte aplicații de acoperire.
Producția farmaceutică: Industria farmaceutică folosește HCl într-o varietate de roluri. Poate servi ca catalizator sau ca reactant în reacțiile chimice. Este excelent pentru a ajuta la controlul precis al pH-ului; acest lucru este important pentru unele medicamente pentru a putea accesa în mod adecvat anumite spații fiziologice (de exemplu, sânge, lichid limfatic), deoarece unele dintre acestea sunt mai acide decât altele.
Aditivi alimentari și prelucrarea alimentelor: Industria alimentară folosește acid clorhidric într-o varietate de produse, deși marea majoritate a acestuia este producerea ingredientului alimentar „dulce” comun sirop de porumb cu conținut ridicat de fructoză (HFCS). HCl este, de asemenea, utilizat pentru a produce suplimente de vitamine.
Tratamentul apei: Una dintre utilizările acidului muriatic este de a regla pH-ul apei din piscină și cel al unor setări similare (de exemplu, „căzi cu hidromasaj”), precum și aciditatea apelor uzate industriale, astfel încât dăunează minim vieții acvatice pe căile navigabile în care se află dispuse.
Producția de petrol și gaze naturale: Industria petrolieră (petrol și gaze) folosește acidul muriatic pentru a acidifica puțurile de petrol și gaze. PH-ul mai scăzut crește producția de petrol și gaze prin dizolvarea mineralelor din roca de bază, separând burghiu de cariera lor.
Aceste minerale, carbonatul de calciu și carbonatul de magneziu, cedează locul pentru a produce pori în rocile care conțin ulei. Acidul muriatic se găsește și în fluidele proiectate pentru fracturarea hidraulică („fracking”) a formațiunilor de șisturi de roci pentru a accesa gazul natural și petrolul.
Demonstrație de reacție a acidului muriatic
Multe metale reacționează cu HCI pentru a produce cloruri ale acestor metale și eliberează hidrogen gazos în acest proces. Acest lucru are loc printr-o reacție de substituție sau o reacție cu o singură deplasare, în care un metal reactiv ia locul ionului hidrogen care este legat de ionul clorură.
Un exemplu este reacția magneziului elementar cu HCI pentru a produce clorură de magneziu și H menționat anterior2 gaz:
Mg (s) + 2 HCI (aq) ⟶ MgCl2(aq) + H2(g)