حمض الهيدروكلوريك (HCL): التركيب والخصائص والاستخدامات - كيمياء - 2026

و حمض الهيدروكلوريك (حمض الهيدروكلوريك) أو حمض كلور الماء هو مركب غير العضوية التي شكلتها حل في الماء من كلوريد الهيدروجين، مما أدى أيون الهيدرونيوم (H ₃ O ⁺) وأيونات الكلوريد (الكلور ^-). وبشكل أكثر تحديدًا ، هو هيدرازيد كلور الهالوجين مع الهيدروجين.

حمض الهيدروكلوريك هو حمض قوي يتأين تمامًا في الماء ومنتجاته المؤينة مستقرة. يتم دعم التأين الكامل لـ HCl بحقيقة أن الرقم الهيدروجيني لمحلول 0.1 M HCl هو 1.

بواسطة Walkerma في en.wikipedia ، من ويكيميديا ​​كومنز

الطريقة الرئيسية للإنتاج الصناعي لـ HCl هي كلورة المركبات العضوية لإنتاج ، على سبيل المثال ، ثنائي كلورو ميثان ، ثلاثي كلورو إيثيلين ، فوق كلورو إيثيلين أو كلوريد الفينيل. حمض الهيدروكلوريك هو منتج ثانوي لتفاعل الكلورة.

يتم استخدامه في معايرة القواعد في العديد من التفاعلات الكيميائية ، في الهضم الكيميائي للمركبات العضوية ، إلخ.

يمكن لأبخرة حمض الهيدروكلوريك (كلوريد الهيدروجين) أن تصيب العين بجروح خطيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تسبب تهيجًا ومشاكل خطيرة في الجهاز التنفسي.

يحتوي تجويف المعدة على درجة حموضة حمضية (1-3) مع تركيز عالٍ من حمض الهيدروكلوريك. يساعد وجود الحمض على تعقيم محتوى المعدة ، مما يؤدي إلى تعطيل العديد من البكتيريا الموجودة في الطعام. هذا من شأنه أن يفسر التهاب المعدة والأمعاء المرتبط بحالة الكلورهيدريا.

بالإضافة إلى ذلك ، يسهل حمض الهيدروكلوريك هضم البروتينات عن طريق تنشيط إنزيم البيبسين المحلل للبروتين.

يستخدم في تنظيف حمامات السباحة وعادة ما يكون منظف شائع كافيا ولكن هناك بقع تلتصق بين البلاط مما يتطلب في هذه الحالات استخدام حمض الهيدروكلوريك.

يتم استخدامه في التحكم في درجة الحموضة في الأدوية والأغذية ومياه الشرب. كما أنها تستخدم في معادلة مجاري النفايات المحتوية على مادة قلوية.

يستخدم حمض الهيدروكلوريك في تجديد راتنجات التبادل الأيوني ، ويستخدم لعزل أيونات المعادن أو أنواع أخرى من الأيونات في الصناعة ، وفي المختبرات البحثية وفي تنقية مياه الشرب.

من ناحية أخرى ، يمكن القول أيضًا أن كلوريد الهيدروجين ، وهو مركب غازي ، هو جزيء ثنائي الذرة والذرات التي تشكله مرتبطة برابطة تساهمية. وفي الوقت نفسه ، حمض الهيدروكلوريك مركب أيوني يتفكك في محلول مائي إلى H ⁺ و Cl ^-. التفاعل بين هذه الأيونات هو كهرباء.

التركيب الكيميائي

الشكل 1: يتكون حمض الهيدروكلوريك عن طريق إذابة حمض الهيدروكلوريك في الماء

يتكون كل جزيء HCl من ذرة هيدروجين وذرة كلور. على الرغم من أن حمض الهيدروكلوريك في درجة حرارة الغرفة سام وعديم اللون ، إلا أنه إذا ذاب في الماء ، فإنه يعطي حمض الهيدروكلوريك.

تدريب

الشكل 2: ظهور حمض الهيدروكلوريك.

- يمكن أن ينتج عن طريق التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم) الذي ينشأ H ₂ (g) ، Cl ₂ (g) ، 2Na (aq) و OH ^- (aq). ثم:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCl

هذا هو رد فعل طارد للحرارة.

- يتم إنتاج حمض الهيدروكلوريك عن طريق تفاعل كلوريد الصوديوم مع حامض الكبريتيك. العملية التي يمكن تحديدها بالطريقة التالية:

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + حمض الهيدروكلوريك

بعد ذلك يتم جمع كلوريد الهيدروجين ويتفاعل كلوريد الصوديوم مع ثنائي كبريتيت الصوديوم وفقًا للتفاعل التالي:

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl

تم تقديم هذا التفاعل بواسطة Johan Glauber في القرن السابع عشر لإنتاج حمض الهيدروكلوريك. حاليًا يتم استخدامه بشكل أساسي في المختبرات ، حيث تراجعت أهمية استخدامه الصناعي.

- يمكن إنتاج حمض الهيدروكلوريك كمنتج ثانوي لكلورة المركبات العضوية ، على سبيل المثال: في إنتاج ثنائي كلورو ميثان.

C ₂ H ₄ + الكلور ₂ => C ₂ H ₄ الكلورين ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

تُستخدم طريقة إنتاج حمض الهيدروكلوريك هذه بشكل أكبر في الصناعة ، بحساب أن 90 ٪ من حمض الهيدروكلوريك المنتج في الولايات المتحدة يتم بهذه الطريقة.

- وأخيرًا ، يتم إنتاج حمض الهيدروكلوريك في حرق النفايات العضوية المكلورة:

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

أين هو موقعه؟

يتركز حمض الهيدروكلوريك في تجويف المعدة حيث يتم الوصول إلى الرقم الهيدروجيني 1. ووجود حاجز مخاطي غني بالبيكربونات يمنع تلف خلايا المعدة بسبب انخفاض درجة الحموضة في المعدة.

هناك ثلاثة محفزات فسيولوجية رئيسية لإفراز H ⁺ بواسطة الخلايا الجدارية لجسم المعدة: الغاسترين ، الهيستامين ، والأستيل كولين.

جاسترين

جاسترين هو هرمون يفرز في منطقة غار المعدة ويعمل عن طريق زيادة تركيز الكالسيوم داخل الخلايا ، وهو وسيط في تنشيط النقل النشط لـ H ⁺ إلى تجويف المعدة.

يتم إجراء النقل النشط بواسطة إنزيم ATPase الذي يستخدم الطاقة الموجودة في ATP لنقل H ⁺ إلى تجويف المعدة وإدخال K ⁺.

الهستامين

يتم إفرازه بواسطة ما يسمى بالخلايا الشبيهة بالأمعاء المعوية (SEC) في جسم المعدة. يتوسط تأثيره زيادة تركيز AMP الدوري ويعمل عن طريق زيادة النقل النشط لـ H ⁺ إلى تجويف المعدة بوساطة مضخة H ⁺ -K ^{+ ، مثل} الجاسترين.

أستيل كولين

يتم إفرازه عن طريق الأطراف العصبية المبهمة ، تمامًا كما يتوسط الجاسترين في تأثيره عن طريق زيادة الكالسيوم داخل الخلايا ، مما يؤدي إلى تنشيط عمل مضخة H ⁺ -K ⁺.

يأتي H ⁺ للخلايا الجدارية من تفاعل CO ₂ مع H ₂ O لتكوين H ₂ CO ₃ (حمض الكربونيك). يتحلل هذا لاحقًا إلى H ⁺ و HCO ₃ ^-. يتم نقل H ⁺ بنشاط إلى تجويف المعدة من خلال غشاء قمي المعدة. وفي الوقت نفسه، HCO ₃ ^- يتم إحضارها في الدم إلى جانب دخول الكلور ^-.

إن آلية النقل المضاد أو النقل المضاد Cl ^- HCO ₃ ^- التي تحدث في الغشاء القاعدي للخلايا الجدارية تنتج التراكم داخل الخلايا لـ Cl ^-. بعد ذلك ، يمر الأيون إلى تجويف المعدة المصاحب لـ H ⁺. يُقدّر أن تركيز إفراز حمض الهيدروكلوريك في المعدة يبلغ 0.15 م.

مصادر أخرى من حمض الهيدروكلوريك البيولوجي

هناك محفزات أخرى لإفراز حمض الهيدروكلوريك بواسطة الخلايا الجدارية مثل الكافيين والكحول.

تحدث قرحة المعدة والاثني عشر عندما يتم تعطيل الحاجز الذي يحمي خلايا المعدة من التأثير الضار لـ HCl.

من خلال القضاء على الإجراء الوقائي الذي ذكرته بكتيريا هيليكوباكتر بيلوري ، يساهم حمض أسيتيل الساليسيليك والعقاقير غير الستيرويدية المضادة للالتهابات (مضادات الالتهاب غير الستيرويدية) في إنتاج القرحة.

يعمل إفراز الحمض على القضاء على الميكروبات الموجودة في الطعام والبدء في هضم البروتينات ، من خلال عمل البيبسين. تفرز الخلايا الرئيسية لجسم المعدة مادة الببسينوجين ، وهو مادة طليعية يتم تحويلها إلى بيبسين عن طريق انخفاض درجة الحموضة في تجويف المعدة.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

الوزن الجزيئي الغرامي

36.458 جم / مول.

اللون

إنه سائل عديم اللون أو أصفر قليلاً.

رائحة

إنها رائحة نفاذة مزعجة.

المذاق

الحد الأدنى للتذوق في الماء النقي هو تركيز 1.3 × 10 ^-4 مول / لتر.

نقطة الغليان

-121 درجة فهرنهايت إلى 760 مم زئبق. -85.05 درجة مئوية إلى 760 ملم زئبق.

نقطة الانصهار

-174 درجة فهرنهايت (-13.7 درجة فهرنهايت) لمحلول حمض الهيدروكلوريك 39.7٪ وزن / وزن في الماء) ، -114.22 درجة مئوية.

الذوبان في الماء

يمكن أن يكون محلول HCl 67٪ وزن / ف عند 86 درجة فهرنهايت ؛ 82.3 جم / 100 جم من الماء عند 0 درجة مئوية ؛ 67.3 جم / 100 جم من الماء عند 30 درجة مئوية و 63.3 جم / 100 جم من الماء عند 40 درجة مئوية.

الذوبان في الميثانول

51.3 جم / 100 جم من المحلول عند 0 درجة مئوية و 47 جم / 100 من المحلول عند 20 درجة مئوية

الذوبان في الإيثانول

41.0 / 100 جم من المحلول عند 20 درجة مئوية

الذوبان في الأثير

24.9 جم / 100 محلول عند 20 درجة مئوية.

كثافة

1.059 جم / مل عند 59 درجة فهرنهايت في محلول 10.17٪ وزن / وزن.

كثافة الغاز

1،00045 جم / لتر

كثافة بخار

1،268 (بالنسبة للهواء المأخوذ كـ 1)

ضغط البخار

32452 مم زئبق عند 70 درجة فهرنهايت ؛ 760 مم زئبق عند -120.6 درجة فهرنهايت

المزيد

لديها ثبات حراري عالي.

الاشتعال الذاتي

إنه غير قابل للاشتعال.

تقسيم

يتحلل عند تسخين انبعاث دخان الكلور السام.

اللزوجة: 0.405 سنتموس (سائل عند 118.6 كلفن) ، 0.0131 سنتمبوز (بخار عند 273.06 كلفن).

تآكل

إنه شديد التآكل للألمنيوم والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ. يهاجم جميع المعادن (الزئبق ، الذهب ، البلاتين ، الفضة ، التنتالوم باستثناء بعض السبائك).

التوتر السطحي

23 م نيوتن / سم عند 118.6 درجة كلفن.

البلمرة

تخضع الألدهيدات والإيبوكسيدات إلى بلمرة عنيفة في وجود حمض الهيدروكلوريك.

تتأثر الخواص الفيزيائية مثل اللزوجة وضغط البخار ونقطة الغليان ونقطة الانصهار بنسبة تركيز حمض الهيدروكلوريك وزن / وزن.

التطبيقات

يحتوي حمض الهيدروكلوريك على العديد من الاستخدامات في المنزل ، وفي الصناعات المختلفة ، وفي مختبرات التدريس والبحث ، إلخ.

الصناعية والمنزلية

- يستخدم حمض الهيدروكلوريك في المعالجة المعدنية المائية ، على سبيل المثال في إنتاج الألومينا وثاني أكسيد التيتانيوم. يستخدم في تفعيل انتاج آبار النفط.

يزيد حقن الحمض من المسامية حول الزيت ، وبالتالي يفضل استخراجه.

- يستخدم للقضاء على رواسب كربونات الكالسيوم CaCO ₃ (كربونات الكالسيوم) عن طريق تحويله إلى CaCl ₂ (كلوريد الكالسيوم) وهو أكثر قابلية للذوبان وأسهل في الإزالة. وبالمثل ، يتم استخدامه صناعيًا في معالجة الفولاذ ، وهي مادة لها استخدامات وتطبيقات عديدة ، سواء في الصناعة أو في البناء أو في المنزل.

- يستخدم البناؤون محاليل حمض الهيدروكلوريك لغسل وتنظيف الطوب. يتم استخدامه في المنزل لتنظيف وتطهير الحمامات ومصارفها. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم حمض الهيدروكلوريك في النقوش بما في ذلك عمليات تنظيف المعادن.

- يستخدم حمض الهيدروكلوريك في إزالة طبقة أكسيد الحديد المتعفنة التي تتراكم على الفولاذ ، قبل معالجتها اللاحقة في البثق والدرفلة والجلفنة ، إلخ.

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

- على الرغم من كونها شديدة التآكل ، إلا أنها تستخدم لإزالة البقع المعدنية الموجودة في الحديد والنحاس والنحاس الأصفر ، باستخدام التخفيف بنسبة 1:10 في الماء.

التوليف والتفاعلات الكيميائية

- يستخدم حمض الهيدروكلوريك في تفاعلات المعايرة للقواعد أو القلويات ، وكذلك في تعديل الأس الهيدروجيني للمحاليل. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في العديد من التفاعلات الكيميائية ، على سبيل المثال في هضم البروتينات ، وهو إجراء سابق لدراسات محتوى الأحماض الأمينية وتحديدها.

- الاستخدام الرئيسي لحمض الهيدروكلوريك هو إنتاج المركبات العضوية ، مثل كلوريد الفينيل وثاني كلورو ميثان. الحمض هو وسيط في إنتاج البولي كربونات والكربون المنشط وحمض الأسكوربيك.

- يستخدم في صناعة الصمغ. بينما في صناعة النسيج يتم استخدامه في تبييض الأقمشة. يتم استخدامه في صناعة دباغة الجلود ويتدخل في معالجتها. كما يستخدم كسماد وفي إنتاج الكلوريد والملونات وما إلى ذلك. كما أنها تستخدم في الطلاء الكهربائي والتصوير وصناعة المطاط.

- يستخدم في صناعة الحرير الصناعي وتكرير الزيوت والدهون والصابون. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في تفاعلات البلمرة والأزمرة والألكلة.

المخاطر والسمية

له تأثير أكالة على الجلد والأغشية المخاطية ، مما يسبب الحروق. هذه ، إذا كانت خطيرة ، يمكن أن تسبب تقرحات ، مما يترك ندبات الجدرة والندبات الانكماشية. يمكن أن يؤدي ملامسة العينين إلى تقليل الرؤية أو فقدانها التام بسبب تلف القرنية.

عندما يصل الحمض إلى الوجه يمكن أن يتسبب في دورات خطيرة تشوه الوجه. يمكن أن يسبب التلامس المتكرر مع الحمض أيضًا التهاب الجلد.

يؤدي تناول حمض الهيدروكلوريك إلى حرق الفم والحلق والمريء والجهاز الهضمي ، مما يسبب الغثيان والقيء والإسهال. في الحالات القصوى ، يمكن أن يحدث ثقب في المريء والأمعاء ، مع توقف القلب والوفاة.

من ناحية أخرى ، يمكن للأبخرة الحمضية ، اعتمادًا على تركيزها ، أن تسبب تهيجًا في الجهاز التنفسي ، مما يتسبب في التهاب البلعوم ، وذمة المزمار ، وتضيق الشعب الهوائية مع التهاب الشعب الهوائية ، والزرقة والوذمة الرئوية (تراكم السوائل في الرئتين). وفي الحالات القصوى الموت.

قد يؤدي التعرض لمستويات عالية من الأبخرة الحمضية إلى تورم الحلق وتشنجه مع الاختناق.

نخر الأسنان الذي يظهر في الأسنان مع فقدان اللمعان متكرر أيضًا. يتحولون إلى اللون الأصفر واللين وينقسمون في النهاية.

منع تلف حمض الهيدروكلوريك

هناك مجموعة من القواعد لسلامة الأشخاص الذين يعملون بحمض الهيدروكلوريك:

- يجب على الأشخاص الذين لديهم تاريخ من أمراض الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي عدم العمل في بيئات بها حمض.

- يجب على العمال ارتداء ملابس مقاومة للأحماض ، حتى مع أغطية الرأس ؛ نظارات حماية العين ، واقيات الذراع ، والقفازات والأحذية المقاومة للأحماض بنفس الخصائص. يجب عليهم أيضًا ارتداء الأقنعة الواقية من الغازات ، وفي حالات التعرض الشديد لأبخرة حمض الهيدروكلوريك ، يوصى باستخدام جهاز التنفس المستقل.

-يجب أن تحتوي بيئة العمل على حمامات طارئة ونوافير لغسل العيون.

- بالإضافة إلى ذلك ، هناك معايير لبيئات العمل ، مثل نوع الأرضية والدوائر المغلقة وحماية المعدات الكهربائية وما إلى ذلك.

المراجع

1. StudiousGuy. (2018). حمض الهيدروكلوريك (HCl): الاستخدامات والتطبيقات الهامة. مأخوذة من: studiousguy.com
2. جانونج ، دبليو إف (2003). مراجعة علم وظائف الأعضاء الطبية. الطبعة الحادية والعشرون. شركة McGraw-Hill Companies INC.
3. بوبكيم. (2018). حامض الهيدروكلوريك. مأخوذة من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. حامض الهيدروكلوريك. مأخوذة من: psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. نسبة النقر إلى الظهور. ورقة بيانات سلامة حمض الهيدروكلوريك.. مأخوذة من: uacj.mx