HcL -AXIT CLO HYDRIC

Liên hệ

 

 
+ Thông tin cơ bản
 
 
 
- Tên gọi: Axit Clohydric
 
- Công thức: HCl
 
- Hàm lượng: 30-31%
 
- Xuất xứ: Việt Nam
 
- Ừng dụng: trong hầu hết các nghành công nghiệp như: Nghành mạ, nghành xử lý nước, nhiệt điện…
 
 
 
+ Tính chất
 
 
 
- HCl là một chất lỏng, màu vàng nhạt, có mùi xốc rất độc, trọng lượng riêng 1,264 ở 17 oC (so với không khí). Nhiệt độ nóng chảy – 114,7 oC, Nhiệt độ sôi -85,2 oC. Nhiệt độ tới hạn 51,25 oC, áp suất tới hạn 86 at. Tỷ trọng HCl lỏng ở -113 oC là 1,267, ở - 110 oC là 1,206. Ngoài không khí ẩm bốc thành sa mù do tạo ra những hạt nhỏ axít clohydric. Tan rất nhiều trong nước và phát nhiệt.
 
- Khi đun nóng axít clohydric đặc thì đầu tiên khí Clorua bốc lên, còn nếu axít rất loãng thì trước hết hơi nước bốc lên và nồng độ axít tăng. Là axít vô cơ mạnh, làm cháy da, hoà tan phần lớn các kim loại thường tạo thành muối Clorua kim loại.
 
- Hơi HCl bay vào miệng nhiều lần lâu ngày sẽ làm hỏng răng, rơi vào mắt có thể bị mù.
 
 
 
+ Công dụng
 
 
 
- Dùng trong công nghiệp sản xuất muối vô cơ
 
- Tẩy rỉ kim loại trước khi hàn
 
- Rửa chai lọ thuỷ tinh
 
- Công nghiệp thuộc da nhuộm, mạ điện, tổng hợp hữu cơ.
 
- Loại tinh khiết dùng để chế biến thực phẩm
 
+ Bao bì, bảo quản, vận chuyển
 
- Đựng trong can nhựa, phi nhựa hoặc xitéc lót cao su đậy nút kín.
 
- Để nơi thoáng mát, bảo quản ở nhiệt độ thấp, nền kho rải 1 lớp cát.
 
- Thao tác bốc xếp, vận chuyển phải nhẹ nhàng, tránh gây vỡ, nếu bắn vào da phải rửa ngay.
 
- Khi tiếp xúc với HCl phải trang bị bảo hộ 
 
 
 
 
 
+ Trọng lượng tịnh : 30 kg/ can - 250kg/phy
 
Hóa tính
 
 
Chuẩn độ: Dung dịch chuẩn nhỏ giọt từ buret vào dung dịch analyte trong bình flask. Việc nhỏ giọt kết thúc khi chất chỉ thị màu thay đổi.
Axít clohiđric là một axít đơn, tức nó có thể phân ly cho ra một ion H+ và ion clo, Cl−. Khi hòa tan trong nước, H+ liên kết với phân tử nước tạo thành ion hydronium, H3O+:[11][12]
 
HCl + H2O → H3O+ + Cl−
Do phân ly hoàn toàn trong nước nên axít clohiđric được xếp vào nhóm axít mạnh.[11][12] Các axít monoproton có một hằng số điện ly, Ka, cho thấy mức độ phân ly của nó trong nước. Đối với các axít mạnh tương tự như HCl, thì Ka có giá trị lớn, và bên cạnh đó, cũng đã có nhiều nghiên cứu lý thuyết để xác định giá trị Ka đối với HCl.[13] Giá trị Ka thường được tính thông qua pKa, giá trị pKa của HCl, tùy theo nguồn, dao động trong khoảng -3 đến -7,[13]thậm chí đến -9,3.[14]
 
 
Khi cho các muối clorua như NaCl vào dung dịch HCl thì chúng không ảnh hưởng đến giá trị pH, điều này cho thấy rằng ion Cl− là một gốc bazơ liên hợpcực kỳ yếu và HCl bị phân ly hoàn toàn trong dung dịch. Đối với các dung dịch axít clohiđric trung bình đến mạnh, người ta cho rằng số mol H+ bằng với số mol HCl, với độ tin cậy 4 chữ số thập phân.[11][12]
 
Trong số sáu axít vô cơ mạnh phổ biến, axít clohiđric là một axít monoproton ít có khả năng tạo phản ứng giảm số oxy hóa. Nó là một trong những axít mạnh ít độc hại nhất khi tiếp xúc bằng tay; ngoài tính axít, nó còn bao gồm các ion clo không phản ứng và không độc hại. Các dung dịch axít clohiđric trung bình-mạnh thì khá ổn định khi lưu trữ.
 
Axít clohiđric thường được dùng phổ biến trong việc chuẩn độ dung dịch bazơ. Các axít chuẩn độ mạnh cho các kết quả chính xác hơn do có điểm cuối rõ ràng. Axít clohiđric dạng hỗn hợp đẳng phí (gần 20,2%) có thể được dùng như một tiêu chuẩn cơ bản trong phân tích định lượng, mặc dù nồng độ chính xác của nó phụ thuộc vào áp suất khí quyển khi điều chế nó.[15]
 
Axít clohiđric thường được dùng trong việc chuẩn bị mẫu trong hóa phân tích. Axít clohiđric đặc có thể hòa tan một số kim loại, tạo ra các khí hydro và clo. Nó phản ứng với các hợp chất bazơ như canxi cacbonat hoặc đồng(II) ôxít, tạo thành các dung dịch hòa tan có thể dùng để phân tích.[11][12]
 
Như các loại axít khác, HCl có khả năng tác dụng với:
 
Kim loại: Giải phóng khí hiđrô và tạo muối clorua (trừ các kim loại đứng sau hiđro trong dải hoạt động hóa học như Cu, Hg, Ag, Pt, Au).
Fe + 2HCl → FeCl2+ H2
Ôxít bazơ: Tạo muối clorua và nước.
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
Bazơ: Tạo muối clorua và nước.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Muối: tác dụng với các muối có gốc anion hoạt động yếu hơn tạo muối mới và axít mới.
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Ngoài ra, trong một số phản ứng HCl còn thể hiện tính khử bằng cách khử một số hợp chất như KMnO4(đặc), MnO2, KClO3 giải phóng khí clo.
 
2KMnO4(đặc) + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8 H2O
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Lý tính
Nồng độ Mật độ Nồng độ
mol pH Độ nhớt Nhiệt dung
riêng Áp suất hơi Điểm sôi Điểm
nóng chảy
kg HCl/kg kg HCl/m3 Baumé kg/l mol/dm3
mPa•s kJ/(kg•K) Pa °C °C
10% 104,80 6,6 1,048 2,87 −0,5 1,16 3,47 0,527 103 −18
20% 219,60 13 1,098 6,02 −0,8 1,37 2,99 27,3 108 −59
30% 344,70 19 1,149 9,45 −1,0 1,70 2,60 1.410 90 −52
32% 370,88 20 1,159 10,17 −1,0 1,80 2,55 3.130 84 −43
34% 397,46 21 1,169 10,90 −1,0 1,90 2,50 6.733 71 −36
36% 424,44 22 1,179 11,64 −1,1 1,99 2,46 14.100 61 −30
38% 451,82 23 1,189 12,39 −1,1 2,10 2,43 28.000 48 −26
Bảng trên sử dụng nhiệt độ 20 °C và áp suất 1 atm (101.325 kPa).
 
 
Nhiệt độ nóng chảy là một hàm của nồng độ HCl trong nước.[16][17]
Các tính chất vật lý của axít clohiđric như điểm sôi và điểm nóng chảy, mật độ, và pH phụ thuộc vào nồng độ mol của HCl trong dung dịch axít. Chúng thay đổi trong dung dịch với nồng độ phần trăm rất thấp từ 0% HCl đến hơn 40% HCl.[11][12][18]
 
Axít clohiđric ở dạng hỗn hợp hai hợp phần gồm HCl và H2O có điểm sôi hỗn hợp đẳng phí khi nồng độ 20,2% HCl và nhiệt độ 108,6 °C (227 °F). Có bốn điểm eutecti kết tinh cố định đối với HCl, giữa các dạng tinh thể của HCl•H2O (68% HCl), HCl•2H2O (51% HCl), HCl•3H2O (41% HCl), HCl•6H2O (25% HCl), và đóng băng (0% HCl). Cũng có điểm eutectic rất ổn định ở nồng độ 24,8% giữa dạng băng và HCl•3H2O kết tinh.[18]
 
Điều chế và sản xuất
 
Axít clohiđric được sản xuất với nồng độ lên đến 38% HCl (nồng độ phần trăm). Các mức nồng độ cao hơn khoảng 40% có thể được sản xuất về mặt hóa học nhưng sau đó tốc độ bay hơi cao đến mức việc cất giữ và sử dụng cần có những khuyến cáo đặc biệt, như trong môi trường áp suất và nhiệt độ thấp. Cấp công nghiệp sử dụng loại 30% đến 34%, nhằm tối ưu hóa trong việc vận chuyển và giảm thất thoát khí HCl ở dạng bay hơi. Các dung dịch sử dụng cho mục đích gia đình ở Hoa Kỳ, hầu hết là làm vệ sinh, thì có nồng độ nằm trong khoảng 10% đến 12%, với những khuyến cáo khi pha loãng. Ở Anh, chất này được bán ở dạng "Spirits of Salt" dùng cho làm vệ sinh trong nhà, với độ axít tương tự như cấp công nghiệp ở Mỹ.[7]
 
Hầu hết axít clohiđric được sản xuất ở Mỹ, Tây Âu và Nhật Bản ở dạng sản phẩm phụ theo phương pháp clo hóa chất hữu cơ.[19] Các nhà sản xuất chính trên thế giới gồm Dow Chemical,FMC, Tập đoàn Georgia Gulf, Tập đoàn Tosoh, Akzo Nobel, và Tessenderlo. Trong đó, Dow Chemical sản xuất 2 triệu tấn hàng năm tính theo khí HCl; và các công ty còn lại sản xuất từ 0,5 đến 1,5 triệu tấn/mỗi năm. Tổng sản lượng trên thế giới, tính theo HCl, ước tính 20 triệu tấn/năm, với 3 triệu tấn/năm từ việc tổng hợp trực tiếp, và phần còn lại là sản phẩm phụ từ các quá trình tổng hợp hữu cơ và tương tự. Cho đến nay hầu hết axít clohiđric được tiêu thụ chủ yếu bởi nhà sản xuất, làm nguyên liệu, phụ liệu để sản xuất các chế phẩm khác. Thị trường thế giới tiêu thụ khoảng 5 triệu tấn/năm.[7]
 
Axít clohiđric được sản xuất/điều chế theo các quy trình sau:
 
Tổng hợp từ các nguyên tố
 
 
 
Ngọn lửa tổng hợp HCl trong lò
Quá trình này tổng hợp trực tiếp từ khí clo và hiđro cho ra sản phẩm có độ tinh khiết cao.[20]
 
H2 + Cl2 → 2 HCl
(ΔH= -184,74 KJ/mol)[21]
Phản ứng diễn ra trong buồng đốt được cung cấp khí clo và hyđro ở nhiệt độ trên 2000°C có mặt ngọn lửa. Để đảm bảo rằng phản ứng diễn ra hoàn toàn, người ta cung cấp lượng hyđro cao hơn clo một chút (1-2%) để không còn clo trong sản phẩm.[22] Hỗn hợp của hyđro và clo có khả năng gây nổ do đó cần những thiết bị đặc biệt có khả năng chịu nhiệt cao, và một điểm không thuận lợi là các chất phản ứng có chi phí cao.
 
[sửa]Phản ứng với clorua kim loại
Phản ứng với clorua kim loại, đặc biệt là natri clorua (NaCl), với axítsulfuric H2SO4) hoặc hydro sulfat:[20] Quá trình này được sử dụng chủ yếu trong thế kỷ 18 hay còn gọi là quy trình Leblanc dùng trong sản xuất natri cacbonat. Phản ứng diễn ra gồm 2 giai đoạn: giai đoạn 1 ở nhiệt độ khoảng 150-250°C, và giai đoạn 2 ở nhiệt độ khoảng 500 đến 600°C :[23]
 
NaCl + H2SO4 đặc → NaHSO4 + HCl↑
NaCl + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl↑
Phản ứng tổng có thể được viết như sau:[24]
 
2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑
Chiều cân bằng phản ứng diễn ra theo hướng tạo khí HCl vì khí này được lấy ra liên tục. Phương pháp cho phép tạo ra các sản phẩm tinh khiết, thường được dùng trong phòng thí nghiệm. Phương pháp này không được dùng trong sản xuất thương mại vì axít sulfuric đắt hơn axít clohiđric.
 
Sản phẩm clo hóa trong sản xuất chất hữu cơ
Các phản ứng chính:
 
Nhiệt phân 1,2-dicloretan tạo thành vinyl clorua, 90% lượng axít clohiđric đường sản xuất ở Mỹ dùng phương pháp clo hóa này:[20]
C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2
C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl
Clorua hóa ankan:[25][26]
Cl2 + RH → RCl + HCl
với R-là gốc hydrocacbon.
phản ứng trao đổi gốc clo với HF. Phản ứng này được dùng để chuyển sản phẩm clo hóa (RCl) tạo ra HCl.[26]
RCl + HF → RF + HCl
Tổng hợp tetrafloreten từ việc nhiệt phân clodiflometan:
2 CHF2Cl → CF2=CF2 + 2 HCl
Từ đốt rác thải hữu cơ clo:[20][26]
C4H6Cl2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O + 2HCl
[sửa]Hydrat hóa clorua kim loại nặng
2FeCl3 + 6H2O → Fe2O3 + 3H2O + 6HCl
Sau quá trình tạo khí HCl, dòng khí chứa HCl đưa qua tháp hấp thụ, ở đây HCl lỏng đậm đặc được tạo ra bằng cách hấp thụ hơi HCl vào trong dung dịch axít clohiđric yếu và được tách ra. Trong khi đó, dòng khí cuối cùng được đưa tới thiết bị làm sạch để loại HCl tự do trước khi thải ra ngoài không khí. [20]
 
Ứng dụng
 
 
 
Axít HCl được sử dụng phổ biến trong phòng thí nghiệm.
Axít clohiđric là một axít mạnh được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Ứng dụng thường để xác định chất lượng sản phẩm theo yêu cầu.[7]
 
Tẩy gỉ thép
Một trong những ứng dụng quan trọng của axít clohiđric là dùng để loại bỏ gỉ trên thép, đó là các oxit sắt, trước khi thép được đưa vào sử dụng với những mục đích khác như cán, mạ điện và những kỹ thuật khác.[7][9] HCl dùng trong kỹ thuật có nồng độ 18% là phổ biến, được dùng làm chất tẩy gỉ của các loại thép cacbon.
 
Fe2O3 + Fe + 6 HCl → 3 FeCl2 + 3 H2O
Axít đã qua sử dụng được tái dùng nhiều lần gọi là các dung dịch sắt (II) clorua, nhưng mức độ các kim loại nặng cao trong dung dịch tẩy này làm giảm hiệu quả của phản ứng.
 
Công nghiệp tẩy thép đã phát triển các công nghệ "tái chế axít clohiđric", như công nghệ lò phun hoặc công nghệ tái sinh HCl tầng sôi, quá trình này cho phép thu hồi HCl từ chất lỏng đã tẩy rửa. Công nghệ tái chế phổ biến hất là pyrohydrolysis, thực hiện theo phản ứng sau:[7]
 
4 FeCl2 + 4 H2O + O2 → 8 HCl+ 2 Fe2O3
Bằng cách hồi phục đặc tính của axít đã qua sử dụng, người ta thực hiện theo một chu trình axít khép kín.[9] Sản phẩm phụ trong quá trình tái chế là sắt (III) ôxít được thu hồi và sử dụng vào nhiều mục đích trong công nghiệp.[7]
 
Sản xuất các hợp chất hữu cơ
Một ứng dụng quan trọng khác của axít clohiđric là được dùng để sản xuất các hợp chất hữu cơ như vinyl clorua và dicloroetan để sản xuất PVC. Quá trình này sử dụng các axít do doanh nghiệp sản xuất chứ không từ thị trường tự do. Các hợp chất hữu cơ khác được sản xuất từ HCl như bisphenol A sản xuất polycacbonat, than hoạt tính, và axít ascobic, cũng như trong một số sản phẩm của ngành dược.[9]
 
2 CH2=CH2 + 4 HCl + O2 → 2 ClCH2CH2Cl + 2 H2O
gỗ + HCl + nhiệt → than hoạt tính
Sản xuất các hợp chất vô cơ
Nhiều sản phẩm có thể được sản xuất từ axít clohiđric theo phản ứng axít-bazơ tạo ra các hợp chất vô cơ. Chúng bao gồm các hóa chất xử lý nước như sắt (III) clorua và polyaluminium clorua (PAC).
 
Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O (sắt (III) clorua từ magnetit)
Cả sắt (III) clorua và PAC đều được sử dụng làm chất keo tụ và chất đông tụ để làm lắng các thành phần trong quá trình xử lý nước thải, sản xuất nước uống, và sản xuất giấy.
 
Các hợp chất vô cơ khác được sản xuất dùng HCl như muối canxi clorua, niken (II) clorua dùng cho việc mạ điện và kẽm clorua cho công nghiệp mạ và sản xuất pin.[9]
 
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O (canxi clorua từ đá vôi)
Kiểm soát và trung hòa pH
Axít clohiđric có thể được dùng để điều chỉnh tính bazơ của dung dịch.
 
OH− + HCl → H2O + Cl−
Trong công nghiệp yêu cầu độ tinh khiết (thực phẩm, dược phẩm, nước uống), axít clohiđric chất lượng cao được dùng để điều chỉnh pH của nước cần xử lý. Trong ngành công nghiệp không yêu cầu độ tinh khiết cao, axít clohiđric chất lượng công nghiệp chỉ cần đủ để trung hòa nước thải và xử lý nước hồ bơi.[9]
 
Tái sinh bằng cách trao đổi ion
Axít HCl chất lượng cao được dùng để tái sinh các nhựa trao đổi ion. Trao đổi cation được sử dụng rộng rãi để loại các ion như Na+ và Ca2+ từ các dung dịch chứa nước, tạo ra nước khử khoáng. Axít này được dùng để rửa các cation từ các loại nhựa.[7]
 
Na+ bị thay thế bởi H+
Ca2+ bị thay thế bởi 2 H+
Trao đổi ion và nước khử khoáng được sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp hóa, sản xuất nước uống, và một số ngành công nghiệp thực phẩm.[6][7]
 
[sửa]Ứng dụng khác
Axít HCl được sử dụng nhiều ứng dụng ở quy mô nhỏ như: xử lý da, vệ sinh nhà cửa,[27] và xây dựng nhà.[9] Trong khai thác dầu, axít HCl có thể được dùng để bơm vào trong tầng đá củagiếng dầu nhằm hòa tan một phần đá hay còn gọi là "rửa giếng", và tạo các lỗ rỗng lớn hơn. Axít hóa giếng khoan là một quá trình phổ biến được sử dụng trong công nghiệp khai thác dầu biển Bắc.[7] Khi trộn dung dịch axít clohiđric đậm đặc và dung dịch axít nitric đậm đặc theo tỉ lệ mol 1:3 thì nó có khả năng hòa tan vàng và bạch kim, (xem nước cường toan).
 
Một số phản ứng hóa học liên quan đến axít HCl được ứng dung trong sản xuất thực phẩm, các thành phần thực phẩm và phụ gia thực phẩm. Các sản phẩm đặc trưng như aspartame, fructose,axít citric, lysine, thủy phân protein thực vật, và trong sản xuất gelatin. Axít HCl cấp thực phẩm (loại an toàn cho con người khi sử dụng) có thể được ứng dụng khi cần thiết trong sản phẩm cuối cùng.[7][9]
 
Trong sinh vật
 
Axít gastric là một trong những chất chính tiết ra từ dạ dày. Nó chứa chủ yếu là axít clohiđric và tạo môi trường axít trong dạ dày với pH từ 1 đến 2.[28]
 
Các ion clo (Cl−) và hydro (H+) được tiết ra riêng biệt trong vùng trên đỉnh dạ dày (stomach fundus) bởi các tế bào vách của niêm mạc dạ dày vào hệ tiết dịch gọi là tiểu quản (canaliculi) trước khi chúng đi vào lumen dạ dày.[29]
 
Axít gastric giữ vai trò là một chất kháng lại các vi sinh vật để ngăn ngừa nhiễm trùng và là yếu tố quan trọng để tiêu hóa thức ăn. pH dạ dày thấp làm biến tính các protein và do đó làm chúng bị dễ phân hủy bởi các enzym tiêu hóa như pepsin. pH thấp cũng kích hoạt các tiền enzym pepsinogen thành enzyme pepsin hoạt hóa bởi sự tự phân cắt (self-cleavage). Sau khi ra khỏi dạ dày, axít clohiđric của dịch sữa bị natri bicacbonat vô hiệu hóa trong tá tràng.[28]
 
Dạ dày tự nó được bảo vệ khỏi axít mạnh bằng cách tiết ra một một lớp chất nhầy mỏng để bảo vệ, và bằng cách tiết ra dịch tiết tố để tạo ra lớp đệm natri bicacbonat. Loét dạ dàycó thể xảy ra khi các cơ chế này bị hỏng. Các thuốc nhóm kháng histamine và ức chế bơm proton (proton pump inhibitor) có thể ức chế việc tiết axít trong dạ dày, và các chất kháng axít được sử dụng để trung hòa axít có mặt trong dạ dày.[28][30]
 
An toàn
 
Các nhãn hàng hóa nguy hiểm
 
Axít clohiđric đặm đặc tạo thành các sương mù axít. Cả dạng sương mù và dung dịch đều có khả hưởng ăn mòn các mô con người, có khả năng gây tổn thương cơ quan hô hấp, mắt, da và ruột. Khi trộn axít clohiđric với các chất ôxy hóa phổ biến khác như natri hypoclorit (NaClO) hoặc kali permanganat(KMnO4) làm giải phóng khí độc clo.
 
NaClO + 2 HCl → H2O + NaCl + Cl2
2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2 + 8 H2O + 2 KCl + 5 Cl2
Đồ bảo hộ như cao su, găng tay PVC, kính bảo vệ mắt, và quần áo, giày chống chất hóa học được sử dụng để giảm thiểu những tác tại của việc tiếp xúc với loại axít này.[6]
 
Mức độ nguy hiểm của dung dịch axít clohiđric phụ thuộc vào nồng độ của nó. Bảng bên dưới liệt kê theo cách phân loại của EU về nồng độ axít này.[31]
 
Nồng độ
khối lượng Phân loại Nhóm R
10–25% Kích thích (Xi) [R36/37/38] - gây kích thích mắt, hệ hô hấp và da
> 25% Ăn mòn (C) R34 - gây bỏng
R37 - gây kích thích hệ hô hấp
 
Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ xếp axít clohiđric vào nhóm chất độc.[32]
 
Xem thêm
Cung cấp bởi Sapo