Klorovodikova kislina: Razlika med redakcijama
Izbrisana vsebina Dodana vsebina
+ 4 categories; ±Kategorija:Klorove anorganske spojine→Kategorija:Kisline using HotCat |
m Bot: ko:염산 je dober članek; oblikovne spremembe |
||
Vrstica 11:
| molska_masa = 36,46 g/mol (HCl)
| videz = Brezbarvna do svetlo rumena tekočina
| talisce = −26
| vrelisce = 110
| topnost_voda = Zelo dobra
| kislost = −8,0
| viskoznost = 1,9 mPa·s pri 25
| opozorilni_znaki = [[Slika:Hazard C.svg|30px]] jedko (C)<br />[[Slika:Hazard T.svg|30px]] strupeno (T)
| tveganje_zauzitje = Razjeda sluznico, strupena
Vrstica 25:
'''Klorovodikova kislina''' je vodna [[raztopina]] [[vodikov klorid|vodikovega klorida]] (HCl). Je zelo [[Korozija|korozivna]] močna mineralna kislina, ki v vodi popolnoma disociira in ima široko rabo v industriji. V naravi jo najdemo kot sestavino želodčne kisline. V preteklosti so jo imenovali '''solna kislina'''<ref>''Leksikon kemije'', prevod Milica Kač, Mladinska knjiga Založba d. d., Ljubljana, 2001.</ref>, ker so jo pridobivali iz vitriola ([[žveplova kislina]]) in [[Natrijev klorid|kuhinjske soli]]. Prvič so jo pripravili v obdobju [[renesansa|renesanse]], potem pa so jo na široko uporabljali kemiki [[Johann Rudolf Glauber|Glauber]], [[Joseph Priestley|Priestley]] in [[Humphry Davy|Davy]] v svojih znanstvenih raziskavah.
Masovna proizvodnja se je začela v [[industrijska revolucija|industrijski revoluciji]]. V kemični industriji se je v velikih količinah uporabljala za proizvodnjo [[vinil klorid
== Etimologija ==
Evropski [[alkimija|alkimisti]] so klorovodikovo kislino imenovali ''spiritus salis'' (solni destilat ali solni špirit) ali ''acidum salis'' (solna kislina). Slednje ime se še vedno uporablja v slovenskem in drugih jezikih ([[nemščina|nemško]]: Salzsäure, [[holandščina|holandsko]]: Zoutzuur). Plinasti vodikov klorid so imenovali ''kisli morski zrak''.<ref name=HCl1>''Hydrochloric Acid''. Pridobljeno dne 16. septembra 2010.</ref>
== Zgodovina ==
[[Zlatotopka|Zlatotopko]] (''aqua regia''), zmes klorovodikove in [[dušikova kislina|dušikove kisline]], pripravljeno z raztapljanjem [[amonijev klorid|amonijevega klorida]] v dušikovi kislini, je že v 13. stoletju opisal evropski alkimist Psevdo-Geber.<ref>H. Bauer (2009), ''A history of chemistry'', BiblioBazaar, LLC, ISBN 978-1-103-35786-4, str. 31.</ref><ref>V. Karpenko, J.A. Norris (2001), ''Vitriol in the history of chemistry'', Chem. Listy '''96''', str. 997.</ref><ref name=HCl5>''Hydrochloric Acid'', Chemicals Economics Handbook, SRI International, 2001.</ref><ref>S. Norton (2008), ''A Brief History of Potable Gold'', Molecular Interventions '''8''' (3), str. 120–123, doi:10.1124/mi.8.3.1, PMID 18693188.</ref><ref>C.J.S. Thompson (2002), ''Alchemy and Alchemists'' , George G. Harrap and Co., London, 1932.</ref> Drugi viri navajajo, da je bila zlatotopka prvič omenjena v [[Bizantinsko cesarstvo|bizantinskih]] rokopisih s konca 13. stoletja.<ref name=Forbes8>R.J. Forbes (1970), ''A short history of the art of distillation: from the beginnings up to the death of Cellier Blumentha'', BRILL, ISBN 978-90-04-00617-1. Pridobljeno dne 19. avgusta 2010.</ref> Najstarejše odkritje klorovodikove kisline pripisujejo [[Arabci|arabskemu]] alkimistu Jābirju ibn Hayyānu (okoli leta 800).<ref>R.L. Myers (2007), ''The 100 most important chemical compounds: a reference guide'', Greenwood Publishing Group, str. 141. ISBN 978-0-313-33758-1.</ref><ref>N.C. Datta (2005), ''The story of chemistry'', Universities Press, str, 40. ISBN 978-81-7371-530-3.</ref><ref>''Arab Civilization'', Washington:Arab Information Center.</ref><ref>J. Pereira (1854), The elements of materia medica and therapeutics, Volume 1, Longman, Brown, Green, and Longmans, str. 387.</ref> Čisto klorovodikovo kislino je prvi uradno opisal Libavius v 16. stoletju. Kislino je pripravil s segravanjem kuhinjske soli v glinastih talilnih lončkih.<ref>H.M. Leicester (1971), ''The historical background of chemistry'', Courier Dover Publications, str, 99. ISBN 978-0-486-61053-5. Pridobljeno dne 19. avgusta 2010.</ref> Drugi avtorji trdijo, da jo je odkril nemški benediktinec Basil Valentine v 15. stoletju<ref>A.E. Waite (1992), ''Secret Tradition in Alchemy'', Kessinger Publishing.</ref> s segrevanjem kuhinjske soli in [[Galica|zelene galice]] (FeSO<sub>4</sub>.7H<sub>2</sub>O),<ref>E.S. von Meyer, S. Ernst (1891), ''A History of Chemistry from Earliest Times to the Present Day'', str 51.</ref> ostali pa, da ni nobenega trdnega dokaza, da je bila pripravljena pre koncem 16. stoletja.<ref name=Forbes8/>
Vrstica 37:
Med industrijsko revolucijo v Evropi je začela naraščati potreba po alkalnih snoveh. [[Nicolas Leblanc]] je razvil postopek za sintezo Soda|sode (natrijev karbonat, Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>), ki je omogočil njeno masovno proizvodnjo. Osnovne surovine v Leblancovem procesu so bile kuhinjska sol, žveplova kislina, [[apnenec]] in [[oglje]]. Stranski protizvod procesa je bil vodikov klorid, ki se je do sprejetja britanskega Alkali Act 1863 in podobnih zakonov v drugih državah izpuščal v ozračje. Po sprejetju omenjene zakonodaje je bil proizvajalec sode dolžan absorbirati vodikov klorid v vodi, s čemer se je začela masovna industrijska proizvodnja klorovodikove kisline.<ref name=HCl5/><ref name=Aftalion>F. Aftalion (1991), ''A History of the International Chemical Industry'', Philadelphia: University of Pennsylvania Press, ISBN 0-8122-1297-5.</ref>
V 20. stoletju je Leblancov postopek učinkovito zamenjal Solvayev postopek, v katerem ni stranskega proizvoda klorovodikove kisline. Ker je klorovodikova kislina medtem postala pomembna industijska kemikalija, so se začele iskati nove metode za njeno proizvodnjo. Nekatere od njih se uporabljajo še danes. Od leta 2000 se večina klorovodikove kisline proizvede z absorbcijo vodikovega klorida, ki nastaja kot stranski produkt v industrijaki proizvodnji [[Organska kemija|organskih]] spojin.<ref name=HCl5/><ref name=Aftalion/><ref name=Greenwood17>N. N. Greenwood, A. Earnshaw (1997), ''Chemistry of the Elements'', 2. izdaja, Butterworth-Heinemann. str. 946–948, ISBN
Klorovodikov kislina se uporablja v proizvodnji [[heroin]]a, [[kokain]]a in [[metamfetamin]]a, zato je po konvenciji ZN proti nezakonitemu prometu narkotičnih drog in psihotropskih substanc od leta 1988 uvrščena kot prekurzor v Tabelo II..<ref>''List of precursors and chemicals frequently used in the illicit manufacture of narcotic drugs and psychotropic substances under international control'', 11. izdaja, International Narcotics Control Board, januar 2007.</ref>
== Kemija ==
[[Slika:Hydrochloric acid 30 percent.jpg|150px|right|thumb|Klorovodikova kislina]]
Vodikov klorid (HCl) je enoprotonska kislina, se pravi, da lahko disociira (ionizira) samo enkrat in daje samo en H<sup>+</sup> ion ([[proton]]). V vodnih raztpinah se H<sup>+</sup> ion veže na molekulo vode, tako da nastane hidronijev ion H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>:<ref name=Lide19>D. Lide (2000), ''CRC Handbook of Chemistry and Physics'', 81. izdaja, CRC Press, ISBN 0-8493-0481-4.</ref><ref name=Perry20>R. Perry, D. Green, J. Maloney (1984), ''Perry's Chemical Engineers' Handbook'', 6. izdaja, McGraw-Hill Book Company, ISBN 0-07-049479-7.</ref>
Vrstica 51:
Enoprotonske kisline imajo eno samo disociacijsko konstanto, K<sub>a</sub>, s katero se izraža raven disociacije v vodi. Močne kisline imajo velike disociacijske konstante. K<sub>a</sub> klorovodikove kisline so poskušali ugotoviti z naslednjim poskusom:<ref>''Dissociation constants pK<sub>a</sub> and pK<sub>b</sub>'', ChemBuddy.com, pridobljeno dne 6. septembra 2008.</ref> v vodno raztopino HCl so dodajali kloridne soli, na primer NaCl, pri čemer se [[pH]] praktično ni spremenil. To pomeni, da je Cl<sup>-</sup> izjemno šibka konjugirana baza in da HCl v vodi popolnoma disociira. Trditev potrjuje tudi ujemanje med [[Molarna koncentracija|molarnostjo]] H<sup>+</sup> (koncentracija H<sup>+</sup>) in molarnostjo HCl (koncentracija HCl). V zmerno koncentriranih in zelo koncentriranih raztopinah se obe koncentraciji ujemata na štiri mesta natančno.<ref name=Lide19/><ref name=Perry20/>
Od šestih najpogostejših močnih mineralnih kislin je klorovodikova kislina najmanj podvržena [[Redoks reakcija|oskidacijsko-redukcijskim reakcijam]]
Klorovodikova kislina je v volumetriji preferenčna kislina za določanje vsebnosti [[Baza|baz]]. Titriranje z močnimi kislinami daje zaradi bolj razločnega preskoka bolj točne rezultate. [[Azeotropna zmes|Azeotropna]] klorovodikova kislina s približno 20,2 % HCl se lahko uporablja kot primarni standard v kvantitativni analizni kemiji, čeprav je njena koncentracija odvisna od [[zračni tlak|zračnega tlaka]] med pripravo.<ref>J. Mendham, R.C. Denney, J.D. Barnes, M.J.K. Thomas (2000), ''Vogel's Quantitative Chemical Analysis'', 6. izdaja, New York: Prentice Hall. ISBN 0-582-22628-7.</ref>
Vrstica 57:
Klorovodikova kislina se pogosto uporablja v [[analizna kemija|kemijski analizi]] za pripravo (razklop) vzorcev za analizo. Koncentrirana kislina raztaplja mnoge kovine in tvori oksidirane kovinske kloride in plinasti vodik. Reagira tudi z bazičnimi spojinami, na primer s kalcijevim karbonatom ([[apnenec]]) in bakrovim(II) oksidom, pri čemer nastanejo raztopine kloridov, ki se zlahka analizirajo.<ref name=Lide19/><ref name=Perry20/>
== Fizikalne lastnosti ==
<center>
{| border="1" cellspacing="0" cellpadding="3" align="center" style="background: #ffffff; border-collapse: collapse; margin-top: 0.5em; margin-bottom: 0.5em; clear: both;"
|- bgcolor="#ffdead" align="center"
| '''Koncentracija'''<br />[kg HCl/kg]
| '''Koncentracija'''<br />[kg HCl/m<sup>3</sup>]
| '''[[Gostota]]'''<br />[kg/l]
| '''[[Molarna koncentracija]]'''<br />[mol/l]
| ''' [[pH]]
| '''[[Viskoznost]]'''<br />[mPa·s]
| '''[[Specifična toplota]]'''<br />[kJ/(kg·K)]
| '''[[Parni tlak]]'''<br />[Pa]
| '''[[Vrelišče]]'''<br />[
| '''[[Tališče]]'''<br />[
|- align="center"
| bgcolor="#ffdead" | 10 % || 104,80 || 1,048 || 2,87 M || −0,5 || 1,16 || 3,47 || 0,527 || 103
|- align="center"
| bgcolor="#ffdead" | 20 % || 219,60 || 1,098 || 6,02 M || −0,8 || 1,37 || 2,99 || 27,3 || 108
|- align="center"
| bgcolor="#ffdead" | 30 % || 344,70 || 1,149 || 9,45 M || −1,0 || 1,70 || 2,60 || 1.410 || 90
|- align="center"
| bgcolor="#ffdead" | 32 % || 370,88 || 1,159 || 10,17 M || −1,0 || 1,80 || 2,55 || 3.130 || 84
|- align="center"
| bgcolor="#ffdead" | 34 % || 397,46 || 1,169 || 10,90 M || −1,0 || 1,90 || 2,50 || 6.733 || 71
|- align="center"
| bgcolor="#ffdead" | 36 % || 424,44 || 1,179 || 11,64 M || −1,1 || 1,99 || 2,46 || 14.100 || 61
|- align="center"
| bgcolor="#ffdead" | 38 % || 451,82 || 1,189 || 12,39 M || −1,1 || 2,10 || 2,43 || 28.000 || 48
|}
<small>Pogoja ([[temperatura]] in [[pritisk]]) za zgornjo tabelo sta 20
[[Slika:Phase diagram HCl H2O s l.PNG|300px|thumb|Temperatura tališča kot funkcija koncentracije vodne raztopine HCl<ref>''Systemnummer 6 Chlor'', Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie, Chemie Berlin, 1927.</ref><ref>''Systemnummer 6 Chlor'', Ergänzungsband Teil B – Lieferung 1, Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie, Chemie Weinheim, 1968.</ref>]]
Vrstica 92:
Fizikalne lastnosti klorovodikove kisline, na primer [[vrelišče]], [[tališče]], [[gostota]] in [[pH]], so odvisne od njene koncentracije.<ref name=Lide19/><ref name=Perry20/><ref name=Aspen25>A. Nobel, ''Aspen Properties, binary mixtures modeling software'', Aspen Technology. 2002–2003.</ref>
Klorovodikova kislina ima kot binarna (dvokomponentna) zmes HCl in H<sub>2</sub>O azeotrop s koncentracijo 20,2% HCl s konstantnim vreliščem pri 108,6
== Pridobivanje ==
Vrstica 106:
Masovna proizvodnja je skoraj vedno povezana z industrijsko proizvodnjo kakšne druge kemikalije, na primer klorobenzena.
=== Industrijska klorovodikova kislina ===
Klorovodikova kislina se proizvaja v koncentracijah do 38% HCl (koncentrirana kislina). Možne so tudi koncentracije malo nad 40%, vendar je v tem primeru hitrost izparevanja med skladiščenjem tako visoka, da so zato potrebni posebni varnostni ukrepi, na primer visok tlak in nizka temperatura. Večina industrijske klorovodikove kisline ima zato koncentracijo 30% do 34%, s čemer se optimirajo transportni stroški in omeji izgube zaradi izparevanja HCl. Raztopine za gospodinjsko rabo so bolj razredčene, običajno na 10% do 12%, s strogim priporočilom, da se pred uporabo še dodatno razredčijo.<ref name=HCl5/>
Celotna svetovna proizvodnja klorovodikove kisline, preračunana v plinasti HCl, je 20 Mt/leto. 3 Mt/leto se proizvede z neposredno sintezo, ostalo pa kot stranski protukt organskih in podobnih sintez. Največji potrošniki klorovodikove kisline so sami proizvajalci, tako da pride na prosto tržišče približno 5 Mt/leto.<ref name=HCl5/>
== Uporaba ==
Klorovodikova kislina se kot močna anorganska kislina uporablja v mnogih industrijskih procesih. Kakovost kisline je pogojena z namenom njene uporabe.<ref name=HCl5/>
=== Dekapiranje jekla ===
Ena od nnajpomembnejših aplikacij klorovodikove kisline je dekapiranje jekla, s katerim se z železnih in jeklenih polizdelkov pred nadaljnjo predelavo, na primer vlečenjem, valjanjem in galvaniziranjem, odstrani rja oziroma železovi oksidi.<ref name=HCl5/><ref name=Greenwood17/> Za dekapiranje ogljikovih jekel se običajno uporablja tehnična klorovodikova kislina s koncentracijo okoli 18%:
Vrstica 126:
Z rekuperacijo iztrošene kisline se kislinski krog zapre.<ref name=Greenwood17/>
=== Proizvodnja organskih spojin ===
Drugo veliko področje uporabe klorovodikove kisline je proizvodnja [[organska kemija|organskih spojin]], na primer [[vinil klorid
* Sinteza dikloroetana z oksikloriranjem [[eten]]a:
Vrstica 137:
::les + HCl + toplota → aktivirano oglje
=== Proizvodnja anorganskih spojin ===
Z običajnimi kislo-bazičnimi reakcijami se s klorovodikovo kislino lahko proizvede številne [[anorganska kemija|anorganske spojine]], na primer železov(III) klorid iz [[magnetit]]a:
Vrstica 150:
nikljev(II) klorid (NiCl<sub>2</sub>), ki se uporablja v [[galvanizacija]]h, in [[cinkov klorid]], ki se uporablja v galvanizacijah in proizvodnji [[Baterija|baterij]].<ref name=Greenwood17/>
=== Uravnavanje kislosti in nevtralizacija ===
Klorovodikova kislina se lahko uporablja za uravnavanje kislosti ([[pH]]) raztopin:
Vrstica 157:
V idustrijah, ki zahtevajo čistočo (prehrambena in farmacevtska industrija, priprava pitne vode), se uporablja zelo kakovstna klorovodikova kislina. V manj zahtevnih industrijah, na primer za nevtralizacijo odplak in obdelavo vode v kopalnih bazenih, zadostuje tehnična klorovodikova kislina.<ref name=Greenwood17/>
=== Regeneracija ionskih izmenjevalcev ===
Za regeneracijo [[ionska izmenjeva|ionskih izmenjevalcev]] se uporablja zelo kakovostna klorovodikova kislina. Kationski izmenjevalci se na široko uporabljajo za odstranjevanje na primer Na<sup>+</sup> in Ca<sup>2+</sup> ionov pri pripravi demineralizirane vode. Med izpiranjem kationov iz smol se<ref name=HCl5/>
Vrstica 165:
Ionski izmenjevalci in demineralizirana voda se uporabljajo v vseh kemičnih industrijah, v [[toplarna]]h in [[termoelektrarna]]h za pripravo kotlovne vode, proizvodnji pitne vode in mnogih prehrambenih industrijah.<ref name=HCl5/>
=== Drugo ===
Klorovodikova kislina se uporablja tudi v številnih drugih manj obsežnih področjih, na primer pri strojenju [[usnje|usnja]], čiščenju kuhinjske soli, v gospodinjskih čistilih<ref>R. Simhon (13. september 2003), [http://www.telegraph.co.uk/property/3317144/Household-plc-really-filthy-bathrooms.html Household plc: really filthy bathroom], London: Daily Telegraph. Pridobljeno dne 31. marca 2010.</ref> in gradbeništvu.<ref name=Greenwood17/> Z vbrizgavanje klorovodikove kisline v naftne vrtine se zaradi raztapljanja kamnin povečajo pore v kamninah in s tem olajša črpanje nafte. Kislinjenje vrtin je zelo pogosto v Severnem morju.<ref name=HCl5/>
Uporablja se tudi v proizvodnji hrane in njenih sestavin in prehranskih dodatkov. Značilni tovrstni proizvodi so [[aspartam]], [[fruktoza]], [[citronska kislina]], [[lizin]], hidrolizirani rastlinski [[protein]]i in [[želatina]]. V proizvodnji končnih proizvodov se uporablja zelo čista klorovodikova kislina.<ref name=HCl5/><ref name=Greenwood17/>
== Prisotnost v živih organizmih ==
[[Slika:Stomach mucosal layer labeled.svg|right|thumb|Shematski prerez želodčne sluznice in njenega obrambnega mehanizma]]
Vrstica 177:
Kloridni ioni (Cl<sup>-</sup>) in vodikovi ioni (H<sup>+</sup>) se izločajo ločeno v področju fundusa v zgornjem delu želodca. [[Acidogena celica|Acidogene celice]] v epiteliju želodca jih najprej izločijo v mrežo kanalov, od koder preidejo v želodec.<ref name="arthur">{{Cite book |last=Arthur |first=C. |coauthors=M.D. Guyton, John E. Hall |title=Textbook of Medical Physiology |publisher=W.B. [[Saunders]] Company |edition=10th |year=2000 |isbn=0-7216-8677-X}}</ref>
Želodčna kislina deluje kot zapora proti mikroorganizmom, s čemer preprečuje infekcije, pomembna pa je tudi za prebavljanje hrane. Proteini se pri tako nizkem pH delno razgradijo in postanejo sprejemljivi za delovanje prebavnih [[encim]]ov, na primer [[pepsin]]a. Nizek pH aktivira tudi encimski prekurzor [[pepsin
Želodec sam se pred agresivno kislino ščiti z debelo želodčno sluznico in [[Pufer|pufranjem]] z natrijevim bikarbonatom. Če obrambni mehanizem zataji, se pojavi [[zgaga]] ali celo [[peptična razjeda|peptične razjede]]. Tvorjenje želodčne kisline lahko inhibirajo [[Histamin|antihistaminiki]] in inhibitorji protonske črpalke, za nevtralizacijo že nastale kisline pa se uporabljajo [[antacid]]i.<ref name='maton'/><ref>{{Cite web |url=http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/gi/secretin.html |title=Control and Physiologic Effects of Secretin |publisher=Colorado State University |author=Bowen, R. |date=18 March 2003 |accessdate=16. marca 2009.}}</ref>
== Varnost ==
<div style="float: right; margin-left: 0.5em">[[
</div>
{| class="wikitable" style="float: right; clear: right;"
|-
! Masna<br />koncentracija
! Razvrstitev<ref name='67/548/eec'>{{Cite web |title=Council Directive 67/548/EEC of 27 June 1967 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions relating to the classification, packaging and labelling of dangerous substances |url=http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:31967L0548:EN:HTML |publisher=EUR-lex |accessdate = 2. septembra 2008}}</ref>
! [[Seznam stavkov R|Stavki R]]
Vrstica 209:
[[UN število]] ali DOT število klorovodikove kisline je 1789. Število je izpisano na nalepkah na vseh embalažnih enotah.
== Sklici ==
{{opombe|2}}
== Vir ==
* W. Schröter, K.-H. Lautenschläger, H. Bibrack, A. Schnabel. KEMIJA, Splošni priročnik. [[Tehniška založba Slovenije]], Ljubljana 1993.
Vrstica 227:
{{Link FA|en}}
{{Link FA|tr}}
{{Link GA|ko}}
| |||