کلریدریک اسید چیست ؟

کلریدریک اسید یا HCL 

اسید کلریدریک یکی از مهم‌ترین اسیدهای معدنی و پرکاربرد در صنایع مختلف است. این اسید که با فرمول شیمیایی HCl شناخته می‌شود، از حل شدن گاز هیدروژن کلرید در آب به‌دست می‌آید. محلول حاصل، مایعی بی‌رنگ تا زرد کم‌رنگ با بوی تند و زننده است که خاصیت خورندگی بسیار بالایی دارد. اسید کلریدریک در طبیعت نیز به مقدار کم در شیره معده انسان و بسیاری از جانوران وجود دارد و نقش مهمی در هضم غذا ایفا می‌کند.

از نظر شیمیایی، اسید کلریدریک یک اسید قوی محسوب می‌شود. این ویژگی به دلیل تفکیک کامل آن در آب و آزاد شدن یون‌های هیدروژن (H⁺) و کلرید (Cl^–) است. به همین دلیل، این اسید در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند با فلزات، بازها و کربنات‌ها واکنش نشان دهد. برای مثال، وقتی با فلزاتی مانند روی یا آهن ترکیب شود، گاز هیدروژن تولید می‌کند.

هیدروکلریک اسید یا کلریدریک اسید یک اسید قوی با ph بین 1 تا 2 است که از ترکیب هیدروژن و کلر بدست می آید. از نام های دیگر هیدورکلریک اسید میتوان به مواردی همچون : مورباتیک، کلرید هیدرونیوم، کلران، ارواح نمک یا اسیدوم سالیس اشاره کرد. هیدروکلریدریک اسید به صورت طبیعی به عنوان اسید معده در بدن وجود دارد و  برای هضم غذا به کار میرود.

این اسید در صنایع مختلفی همچون ساختمان، پزشکی، سفیدکننده ها یا صنایع شیمیایی، نفت و…. کاربردهای زیادی دارد. در حالی که کاربردهای فراوانی دارد باید در استفاده از آن نیز محتاط باشیم و نکات ایمنی مربوط به آن را رعایت کنیم. پیوند کوولانسی هیدروکلریک اسید یا اسید معده به شکل زیر است:

کلریدریک اسید چیست؟

هیدروکلریک اسید مایعی بی رنگ و شفاف دارای بوی تند تحریک پذیر است. هنگام حل شدن در آب بخاری تند و تحریک پذیر تولید میکند. این گاز اسیدی از هوا سنگین تر و غیرقابل اشتعال بوده اما در مجاورت با هوا بخارهای سفید خورنده تولید میکند.

ویژگی ها و مشخصات کلریدریک اسید

هیدروکلریک اسید یا کلریدریک اسید دارای ویژگی ها و مشخصات شیمیایی و فیزیکی است که این مشخصات به شرح زیر است:

• دارای جرم مولی 36/46 g/mpl است.
• در دمای اتاق اسید کلریدریک بی رنگ و مایل به زرد است و از هوا سنگین تر است.
• دارای چگالی 1.18 گرم بر سانتی متر مکعب است.
• انحلال پذیری این اسید در آب و اتانول بسیار بالا است و این یکی از ویژگی های بسیار خوب آن است.
• دارای نقطه ذوب -85 درجه سانتی گراد است به همین خاطر اکثرا به صورت مایع و گاز وجود دارد.
• هنگام سوختن بسیاری از پلاستیک ها هیدروکلریک اسید میتواند تشکیل شود.
• از ویژگی های دیگر این اسید این است که بدون آب به صورت گاز بی رنگ بوده و در رطوبت به شدت دود میکند.
• برای فلزات بسیار خورنده است و برای چشم و دستگاه تنفسی بسیار مضر است.

ویژگی‌های فیزیکی

۱. حالت فیزیکی: در دمای اتاق، اسید کلریدریک به صورت محلول آبی وجود دارد. غلظت‌های تجاری آن معمولاً بین ۳۰ تا ۳۷ درصد وزنی است.

۲. رنگ: محلول خالص آن بی‌رنگ است، اما ناخالصی‌ها (به‌ویژه مقداری کلر یا ترکیبات آهن) می‌توانند باعث ایجاد رنگ زرد تا قهوه‌ای شوند.

۳. بو: دارای بوی تند و خفه‌کننده مشخصی است که ناشی از بخارات هیدروژن کلرید است.

۴. چگالی: چگالی آن بسته به غلظت متفاوت است. محلول‌های غلیظ‌تر، چگالی بیشتری دارند. برای مثال، چگالی محلول ۳۷٪ آن حدود ۱.۱۹ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

۵. نقطه جوش و انجماد: نقطه جوش و انجماد محلول HCl به غلظت آن بستگی دارد. محلول‌های غلیظ آن نقطه جوش بالاتری نسبت به آب دارند و مخلوط آزئوتروپیک آن (حدود ۲۰.۲٪ HCl) در دمای ۱۰۸.۶ درجه سانتی‌گراد می‌جوشد.

۶. هدایت الکتریکی: به دلیل تفکیک کامل به یون‌ها، محلول اسید کلریدریک رسانای بسیار خوبی برای جریان الکتریسیته است.

ویژگی‌های شیمیایی

۱. اسید قوی: HCl یک اسید قوی است، به این معنی که در آب به طور کامل تفکیک شده و یون‌های ⁺H3O (یون هیدرونیوم) و ⁻Cl (یون کلرید) را تشکیل می‌دهد:

HCl(aq)+H2O(l)→H3O⁺(aq)+Cl⁻(aq)

این خاصیت باعث pH پایین و واکنش‌پذیری بالای آن می‌شود.

۲. واکنش با فلزات: با فلزاتی که فعال‌تر از هیدروژن در سری گالوانی هستند، واکنش داده و گاز هیدروژن تولید می‌کند:

Zn(s)+2HCl(aq)→ZnCl2(aq)+H2(g)

البته با فلزاتی مانند طلا و پلاتین که نجیب هستند، واکنش نمی‌دهد.

۳. واکنش با بازها: با بازها (مانند هیدروکسید سدیم) واکنش خنثی‌سازی داده و نمک و آب تولید می‌کند:

NaOH(aq)+HCl(aq)→NaCl(aq)+H2O(l)

۴. واکنش با کربنات‌ها و بیکربنات‌ها: با کربنات‌ها و بیکربنات‌ها واکنش داده و گاز دی‌اکسید کربن تولید می‌کند:

CaCO3(s)+2HCl(aq)→CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)

۵. خورندگی: به دلیل ماهیت اسیدی قوی، قابلیت خورندگی بالایی دارد و می‌تواند بسیاری از مواد، از جمله فلزات، سنگ‌ها و بافت‌های زنده را تخریب کند.

۶. تشکیل آب‌مقدس (Aqua Regia): مخلوط اسید کلریدریک غلیظ و اسید نیتریک غلیظ (با نسبت ۳:۱) معروف به آب‌مقدس، توانایی حل کردن فلزات نجیب مانند طلا و پلاتین را دارد.

واکنش پذیری هیدروکلریک اسید با مواد مختلف

از آنجایی که کلریدریک اسید یک اسید با انحلال پذیری بالا در آب و اتانول است با مواد مختلف دیگر نیز واکنش میدهد که در اینجا به واکنش پذیری این اسید با مواد مختلف آشنا میشویم. هیدروکلریک اسید با موادی مثل انیدریک استیک، فلزات فعال، آمین های آلیفاتیک و بسیاری از مواد دیگر واکنش میدهد که در اینجا با مهمترین آنها آشنا میشویم.

واکنش اسید کلریدریک با فلزات مختلف

تمامی اسیدها و بازها واکنش پذیری بالایی با فلزات دارند و واکنش هیدروکلریک اسید با انواع فلزات مختلف از نوع واکنش جابجایی یگانه است و این اسید با فلزات مختلف قلیایی مثل لیتیم، سدیم و پتاسیم و همینطور فلزات قلیایی خاکی مثل بریلیم، منیزیم ، کلسیم و استرانسیم و همینطور دیگر فلزات واکنش میدهد. در پایین از هر کدام یک مثال آورده ایم:

واکنش این اسید با فلزات قلیایی مثل سدیم:

2HCL + 2NA¹⁺ = 2NACL + H₂

در این واکنش دو مولکول هیدروژه کلراید با دو مولکول سدیم واکنش داده و دو مولکول سدیم کلراید و یک هیدروژن تولید شده.

واکنش هیدروکلریک اسید با فلزات قلیایی خاکی مثل منیزیم:

2HCL + Mg²⁺ = MGCL₂ + H₂

در این واکنش از دو مولکول کلریدریک اسید با یک مولکول منیزیم ، یک منیزیم کلراید و یک هیدروژن تولید شده.

واکنش دیگر فلزات مثل اهن با هیدروکلریک به شکل زیر است:

2Fe³⁺ +6HCL = 2FeCL₃ + 3H₂

در واکنش دو مولکول آهن با شش مولکول از این اسید پرکاربرد، دو مولکول آهن کلراید و سه هیدروژن تشکیل شده است.

واکنش پذیری اسید کلریدریک با بازها

به واکنش بین اسید و باز واکنش خنثی سازی میگویند و محصول در واکنش اسید و باز یک نمک و آب است.در واکنش اسید و باز اگر اسید قوی و بازقوی با هم واکنش دهند محصول خنثی بوده اما اگر یک اسید قوی با باز ضعیف واکنش دهد محصول کمی اسیدی و اگر باز قوی با اسید ضعیف واکنش دهد محصول کمی بازی خواهد بود.

 از آنجایی که هیدروکلریک اسید یک اسید قوی است واکنش پذیری آن با بازها بالا بوده و در اینجا به چندتا از این موارد اشاره میکنیم.

HCL + NAOH = NACL + H₂O

https://chemibazar.com/chloridic-acid-37-perc/

در این واکنش از آنجایی که یک اسید قوی با یک باز قوی واکنش داده است ، عمل خنثی سازی رخ داده است و محصول نمک و آب است.

روش های تولید هیدروکلریک اسید

هیدروژن کلراید به روش های مختلفی تولید میشود که در اینجا به چند روش مرسوم آن اشاره میکنیم. رایج ترین روش تولید هیدروژن کلراید واکنش هیدروژن با کلر است : H₂ + 2CL = 2HCL

تولید با استفاده از سدیم کلرید و سولفوریک اسید

با واکنش سدیم کلرید و سولفوریک اسید با هم هیدروکلریک اسید و سدیم هیدروژن سولفات تشکیل میشود و پس از آن با واکنش سدیم هیدروژن سولفات با سدیم کلرید ، سدیم سولفات تشکیل میشود. در این واکنش دومرحله ای هیدروکلریک اسید از محصولات یا فراورده های فرعی به حساب می آید که در مرحله اول تولید شده واکنش آن به شکل زیر است:

NACL + H₂SO₄ = NAHSO4 + HCL

NaHSO₄ + NaCl → Na₂SO₄ + HCl

­­—————————————–

۲NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl

تولید کلریدریک اسید با استفاده از راکتورهای مانهایم

در روش راکتورهای مانهایم ، کلریدریک اسید با استفاده از واکنش نمک و یک اسید تولید میشود که در یک راکتور این واکنش انجام میشود و واکنشی دومرحله ای به شکل زیر است:

H₂SO₄+NaCl→ NaHSO₄+HCl

NaHSO₄+NaCl→ Na₂SO₄+HCl

سولفوریک اسید با دارا بودن غلظتی بیش از 98 درصد بهترین اسید برای تهیه هیدروکلریک اسید در راکتور است . در این روش از مبدل های حرارتی پوسته لوله استفاده میشود که جنس لوله آنها ضد اسید است و همینطور برج های آکنه استفاده میشود. از آنجایی که کار یک راکتور پیچیده است وارد جزئیات نحوه کار آنها نمیشویم.

سنتز مستقیم (روش اصلی صنعتی):

• این روش شامل واکنش مستقیم گاز هیدروژن (H₂) و گاز کلر (Cl₂) در دمای بالا (حدود ۴۰۰-۴۵۰ درجه سانتی‌گراد) است:

H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g)

• گاز هیدروژن کلرید حاصل، سپس در آب خالص جذب شده و اسید کلریدریک تولید می‌شود. این روش، اسید کلریدریک با خلوص بالا و بدون ناخالصی تولید می‌کند.

محصول جانبی در فرآیندهای کلرزنی آلی:

• بسیاری از فرآیندهای صنعتی که در آن‌ها ترکیبات آلی کلردار تولید می‌شوند (مانند تولید وینیل کلراید برای PVC)، به عنوان محصول جانبی، گاز هیدروژن کلرید (HCl) تولید می‌کنند.
• این گاز HCl جمع‌آوری شده و سپس در آب حل می‌شود تا اسید کلریدریک با غلظت‌های مختلف به دست آید. این روش یکی از منابع اصلی تأمین HCl در صنعت است.

کاربردهای اسید کلریدریک

کاربردهای هیدروکلریک اسید بسیار زیاد است و در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارد که در اینجا در مورد کاربردهای این اسید در هریک از صنایع را به شما میگوییم.

کاربرد کلریدریک اسید در صنعت

یکی از کاربردهای کلریدریک اسید ، کاربرد این اسید در صنعت های مختلف است که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

اسید کلریدریک به عنوان اسیدشو در صنعت فولاد

یکی از مهمترین کاربردهای اسید کلریدریک ، استفاده از آن در اسید شویی فولاد است و برای رفع زنگ آهن روی آهن و فولاد استفاده میشود. در اسیدشویی فولادهای کربنی از HCL با غلظت 18 درصد استفاده میشود و این اسید با این غلظت در اسیدشویی رایج تر است.

صنایع اسیدشویی فولاد بهبودهای زیادی در بازسازی هیدروکلریک اسید ایجاد کرده است و برای تولید هیدروکلریک اسید از این روش نیز استفاده میشود.

کاربرد کلریدریک اسید در تولید ترکیبات آلی

از دیگر کاربردهای این اسید ، کاربرد آن در تهیه و تولید ترکیبات آلی است مثل وینیل کلراید و دی کلرواتان برای پلی وینیل کلراید یا pvc است. محصولات آلی مثل کربن فعال و اسید اسکوربیک محصولاتی هستند که با استفاده از کلریدریک اسید تولید میشوند.

کاربرد هیدروکلریک اسید در تولید ترکیبات غیر آلی

محصولات زیادی توسط هیدروکلریک اسید طی یک واکنش اسید و باز طبیعی منجر به ترکیبات معدنی (غیرآلی) تولید می‌شوند و هم چنین مواد شیمیایی درگیر با آب مثل کلرید آهن (III) و پلی آلومینیوم کلراید  (PAC). واکنش آن هم به شکل زیر است:

    Fe₂O₃ + 6 HCl → 2 FeCl₃ + 3 H₂O  (کلرید آهن (III) از مگنتیت)

کلرید آهن (III) و PAC هر دو به عنوان عوامل لخته سازی و انعقاد در تصفیه آب و فاضلاب، تولید آب آشامیدنی و تولید کاغذ به کار می‌روند. دیگر ترکیبات معدنی تولید شونده با هیدروکلریک اسید شامل کلرید کلسیم، نمک پخش در جاده، کلرید نیکل (II) برای آبکاری الکتریکی و کلرید روی برای صنعت گالوانی کردن و تولید باتری هستند. در پایین واکنش کلرید کلسیم از سنگ آهک را برای شما می آوریم:

CaCO₃ + 2 HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

کاربرد اسید کلریدریک در خنثی سازی و کنترل PH

از دیگر مزایای کلریدریک اسید خاصیت خنثی سازی و کنترل PH اسیدی موارد مختلف است.

کاربرد هیدروکلریک اسید در سفیدکننده ها و مواد شیمیایی

یکی از کاربردهای جالب این اسید مزایای منحصر به فرد آن در خانه است که میتوان به مواردی مثل جوهر نمک و.. اشاره کرد. محلول های HCL در  غلظت های پایین تر که خورندگی کمتری دارند برای تمیزکردن موادی مثل آهن، مس ، برنج و دیگر فلزات بکار میروند.

کاربرد این اسید در صنایع غذایی

کلریدریک اسید نیز در اسیدی کردن بعضی موادغذایی یا حتی برای نوآوری آنها استفاده میشود. از این اسید در فراوری مواد غذایی مثل: بیسکوییت ها، کراکر، سس گوجه و غلات استفاده میشود. اسید کلریدریک به عنوان اسیدی کننده برای طعم دهندگی و کاهش فساد در مواداست. مثل : کنسروها، آب سبزیجات و سس ها به کار میرود.

یکی از کاربردهای دیگر این اسید ، نقش مهمش در معده به عنوان اسید معده است که دارای PH حدودا 1 و نیم است.

• تنظیم pH: برای تنظیم اسیدیته در تولید برخی مواد غذایی.
• تولید ژلاتین: در فرآیند استخراج ژلاتین از کلاژن.
• پردازش نشاسته و شربت ذرت: برای هیدرولیز نشاسته.

 اسید کلریدریک در جنگ و سلاح های شیمیایی

از خطرناکترین کاربردهای هیدروکلریک اسید ، کاربردش در سلاح های شیمیایی و استفاده آن در جنگ است. یکی از مرسوم ترین آن گاز خردل پخش شده با این سلاح است که دارای گوگرد و سمی است. معمولاً کشنده نیست، مگر اینکه قرار گرفتن در معرض این ماده با غلظت های بالا در فواصل منظم رخ دهد. این عامل تاول زا ،به پوست و غشاهای مخاطی دستگاه تنفسی و دستگاه گوارش حمله می کند و باعث سوختگی، تورم، تحریک و تاول های پر از چرک می شود. گاز خردل همچنین باعث جهش در DNA می شود و یک عامل سرطان زای  شناخته شده است و هیچ پادزهری برای این ماده خطرناک وجود ندارد.

روش های متفاوتی برای تولید گازخردل وجود دارد که یکی از این روش ها استفاده از هیدروکلریک اسید است. البته یکی دیگر از گازهای سمی مورد استفاده در جنگ گاز فسژن است اما در تهیه آن کلریدریک اسید نقشی ندارد.

تولید مواد شیمیایی:

• تولید کلریدها: برای تولید انواع نمک‌های کلرید فلزی (مانند کلرید آهن، کلرید روی، کلرید نیکل) که در صنایع مختلف کاربرد دارند.
• تولید پلی وینیل کلراید (PVC): به عنوان ماده اولیه در تولید برخی مونومرها و ترکیبات مورد نیاز برای ساخت PVC.
• تولید سایر مواد شیمیایی: مانند بیسفنول A، کربن سیاه و …

صنایع داروسازی:

• تولید داروها: به عنوان واکنش‌دهنده یا تنظیم‌کننده pH در سنتز برخی داروها.
• تولید نمک‌های دارویی: برای تبدیل بازهای دارویی به نمک‌های محلول‌تر (مانند هیدروکلرایدها).

صنایع نفت و گاز:

• تمیزکاری چاه‌های نفت: برای حل کردن سنگ آهک و رسوبات کربناته در چاه‌های نفت و افزایش جریان نفت.

تصفیه آب و فاضلاب:

• تنظیم pH: برای کنترل اسیدیته آب.
• احیای رزین‌های تبادل یونی: برای بازیابی قابلیت رزین‌های مورد استفاده در تصفیه آب.

لوازم خانگی:

• پاک‌کننده‌ها: در برخی پاک‌کننده‌های قوی برای از بین بردن رسوبات آهکی و زنگ‌زدگی (البته با احتیاط فراوان).

تماس پوست ، چشم و بدن با هیدروکلریک باعث ایجاد چه عوارضی میشود؟

عوارض ناشی از تنفس این گاز

• تنگی قفسه سینه و احساس خفگی.
• لب ها و ناخن های شما آبی رنگ یشود.
• سرگیجه و فشار خون پایین از عوارض دیگر آن است.
• سرفه کردن خون و همینطور داشتن ضعف از عوارض تنفس هیدروکلریک است.

عوارض ناشی از تماس این اسید با پوست

• پوست دچار تاول زدگی میشود.
• داشتن احساس درد و سوزش
• در صورت تماس آن با چشم ممکن است بینایی خود را از دست دهید.

عوارض ناشی از استشمام یا مصرف تصادفی هیدروکلریک 

• احساس سوزش در دهان و گلو
• دچار مشکلات تنفسی میشوید به دلیل متورم شدن گلو
• استفراغ خونین
• درد شدید شکم و قفسه سینه نیز از عوارض مصرف این اسید است.

محیط زیست:

باعث آلودگی و اسیدی شدن آب و خاک و آسیب به موجودات زنده می‌شود.

استفاده از تجهیزات حفاظتی مانند دستکش، عینک و ماسک هنگام کار با این ماده الزامی است.

هنگام بروز عوارض اسید کلریدریک (HCl):

• تماس پوستی: لباس‌ها را درآورده و محل تماس را حداقل ۱۵-۲۰ دقیقه با آب فراوان بشویید. سپس به پزشک مراجعه کنید.
• تماس چشمی: چشم‌ها را باز نگه داشته و حداقل ۱۵-۲۰ دقیقه با آب تمیز شستشو دهید. فوراً به اورژانس پزشکی مراجعه کنید.
• استنشاق بخارات: فرد را به هوای تازه ببرید. در صورت مشکل تنفسی، او را در وضعیت راحت قرار دهید. در صورت قطع تنفس، احیای قلبی ریوی را انجام دهید. به پزشک مراجعه کنید.
• بلع: هرگز استفراغ ایجاد نکنید. اگر فرد هوشیار است، دهان را بشویید و کمی آب یا شیر بنوشد. فوراً به اورژانس پزشکی مراجعه کنید.