مشخصات فیزیکی
جرم
کسری غلظت چگالی مولاریته pH ویسکوزیته خاص
بخار حرارتی
فشار جوش
نقطه ذوب
نقطه
kg HCl/kg kg HCl/m3 Baumé kg/L mol/L mPa·s kJ/(kg·K) kPa °C °C
10% 104.80 6.6 1.048 2.87 -0.5 1.16 3.47 1.95 103 -18
20% 219.60 13 1.098 6.02 -0.8 1.37 2.99 1.40 108 -59
30% 344.70 19 1.149 9.45 -1.0 1.70 2.60 2.13 90 -52
32% 370.88 20 1.159 10.17 -1.0 1.80 2.55 3.73 84 -43
34% 397.46 21 1.169 10.90 -1.0 1.90 2.50 7.24 71 -36
36% 424.44 22 1.179 11.81 -1.1 1.99 2.46 14.5 61 -30
38% 451.82 23 1.189 12.39 -1.1 2.10 2.43 28.3 48 -26
دما و فشار مرجع برای جدول فوق 20 درجه سانتی گراد و 1 اتمسفر (101.325 کیلو پاسکال) می باشد.
مقادیر فشار بخار از جداول بحرانی بین المللی گرفته شده و به فشار بخار کل محلول اشاره دارد.
دمای ذوب به عنوان تابعی از غلظت HCl در آب
خواص فیزیکی اسید کلریدریک مانند نقاط جوش و ذوب، چگالی و pH به غلظت یا مولاریته HCl در محلول آبی بستگی دارد. آنها از غلظت‌های آب در غلظت‌های بسیار پایین و نزدیک به 0% HCl تا مقادیر اسید هیدروکلریک بخار با بیش از 40% HCl متغیر هستند.
اسید کلریدریک به عنوان مخلوط دوتایی (دو جزئی) HCl و H2O دارای یک آزئوتروپ با جوش ثابت در 20.2? HCl و 108.6 درجه سانتیگراد (227 درجه فارنهایت) است. چهار نقطه یوتکتیک با کریستالیزاسیون ثابت برای اسید کلریدریک وجود دارد، بین شکل کریستالی [H3O]Cl (68? HCl)، [H5O2]Cl (51? HCl)، [H7O3]Cl (41? HCl)، [H3O] Cl·5H2O (25% HCl) و یخ (0% HCl). همچنین بین یخ و تبلور [H7O3]Cl، یک نقطه یوتکتیک متاپایدار در 24.8? وجود دارد.[28] همه آنها نمک هیدرونیوم هستند.
تولید
اسید کلریدریک معمولاً به صورت صنعتی با حل کردن کلرید هیدروژن در آب تهیه می شود. کلرید هیدروژن را می توان به روش های مختلفی تولید کرد و بنابراین چندین پیش ساز برای اسید هیدروکلریک وجود دارد. تولید در مقیاس بزرگ اسید کلریدریک تقریباً همیشه با تولید در مقیاس صنعتی سایر مواد شیمیایی، مانند فرآیند کلرآلکالی که هیدروکسید، هیدروژن و کلر تولید می‌کند، ترکیب می‌شود که می‌توان آنها را برای تولید HCl ترکیب کرد.
بازار صنعتی
اسید کلریدریک در محلول های تا 38% HCl (گرید غلیظ) تولید می شود. غلظت‌های بالاتر تا کمی بیش از 40 درصد از نظر شیمیایی امکان‌پذیر است، اما نرخ تبخیر آن‌قدر زیاد است که نگهداری و جابجایی آن به اقدامات احتیاطی بیشتری مانند فشار و خنک‌سازی نیاز دارد. بنابراین، درجه صنعتی فله 30? تا 35?، بهینه شده است تا کارایی حمل و نقل و از دست دادن محصول از طریق تبخیر را متعادل کند. در ایالات متحده، محلول های بین 20 تا 32 درصد به عنوان اسید موریاتیک فروخته می شود. محلول ها برای مصارف خانگی در ایالات متحده، عمدتاً تمیز کردن، معمولاً 10? تا 12? هستند، با توصیه های قوی برای رقیق کردن قبل از استفاده. در بریتانیا، جایی که به عنوان "ارواح نمک" برای تمیز کردن خانگی فروخته می شود، قدرت آن مانند درجه صنعتی ایالات متحده است.در کشورهای دیگر مانند ایتالیا، اسید کلریدریک برای نظافت خانگی یا صنعتی با نام "Acido Muriatico" به فروش می رسد و غلظت آن از 5? تا 32? است.
تولیدکنندگان عمده در سراسر جهان عبارتند از Dow Chemical با 2 میلیون تن در سال (2 میلیون تن در سال) که به عنوان گاز HCl محاسبه می شود، شرکت Georgia Gulf Corporation، Tosoh Corporation، Akzo Nobel و Tessenderlo هر کدام 0.5 تا 1.5 میلیون تن در سال. کل تولید جهانی، برای مقاصد مقایسه که به صورت HCl بیان می شود، 20 میلیون تن در سال، با 3 میلیون تن در سال از سنتز مستقیم، و بقیه به عنوان محصول ثانویه از سنتزهای آلی و مشابه برآورد شده است. تا حد زیادی، بیشتر اسید کلریدریک توسط تولید کننده مصرف می شود. اندازه بازار جهانی آزاد 5 میلیون تن در سال تخمین زده می شود.
برنامه های کاربردی
مقاله اصلی: هیدروژن کلرید
اسید کلریدریک یک اسید معدنی قوی است که در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند پالایش فلز استفاده می شود. برنامه اغلب کیفیت محصول مورد نیاز را تعیین می کند. کلرید هیدروژن، نه اسید کلریدریک، بیشتر در شیمی آلی صنعتی استفاده می شود، به عنوان مثال. برای وینیل کلرید و دی کلرواتان.
ترشی فولاد
یکی از مهمترین کاربردهای اسید کلریدریک در ترشی فولاد، برای حذف زنگ یا رسوب اکسید آهن از آهن یا فولاد قبل از پردازش بعدی، مانند اکستروژن، نورد، گالوانیزه کردن، و تکنیک های دیگر است. هیدروکلراید با کیفیت فنی با غلظت 18 درصد، متداول ترین عامل ترشی مورد استفاده برای ترشی گریدهای فولاد کربنی است.
{\displaystyle {\ce {Fe3O4 + Fe + 8 HCl -> 4 FeCl2 + 4 H2O}}}{\displaystyle {\ce {Fe3O4 + Fe + 8 HCl -> 4 FeCl2 + 4 H2O}}}
اسید مصرف‌شده مدت‌هاست که به‌عنوان محلول‌های کلرید آهن (II) (همچنین به عنوان کلرید آهن شناخته می‌شود) دوباره استفاده می‌شود، اما سطوح بالای فلزات سنگین در مشروب ترشی این عمل را کاهش داده است.
صنعت ترشی فولاد فرآیندهای بازسازی اسید هیدروکلریک را توسعه داده است، مانند روستر اسپری یا فرآیند بازسازی HCl بستر سیال، که امکان بازیابی HCl از مایع ترشی مصرف شده را فراهم می کند. رایج ترین فرآیند بازسازی، فرآیند پیروهیدرولیز است
s، با استفاده از فرمول زیر:
{\displaystyle {\ce {4 FeCl2 + 4 H2O + O2 -> 8 HCl + 2 Fe2O3}}}{\displaystyle {\ce {4 FeCl2 + 4 H2O + O2 -> 8 HCl + 2 Fe2O3}}}
با بازیابی اسید مصرف شده، یک حلقه اسید بسته ایجاد می شود. محصول جانبی اکسید آهن (III) فرآیند بازسازی ارزشمند است و در انواع صنایع ثانویه استفاده می شود.
تولید ترکیبات معدنی
مشابه استفاده از آن برای ترشی، اسید هیدروکلریک برای حل کردن بسیاری از فلزات، اکسیدهای فلزی و کربنات های فلزی استفاده می شود. تبدیل اغلب در معادلات ساده شده نشان داده می شود:
Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2
NiO + 2 HCl → NiCl2 + H2O
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
این فرآیندها برای تولید کلریدهای فلزی برای تجزیه و تحلیل یا تولید بیشتر استفاده می‌شوند.
کنترل و خنثی سازی pH
از اسید کلریدریک می توان برای تنظیم اسیدیته (pH) محلول ها استفاده کرد.
{\displaystyle {\ce {OH^- + HCl -> H2O + Cl^-}}}{\displaystyle {\ce {OH^- + HCl -> H2O + Cl^-}}}
در صنایعی که نیاز به خلوص (غذایی، دارویی، آب آشامیدنی) دارند، از اسید کلریدریک با کیفیت بالا برای کنترل pH جریان های آب فرآیند استفاده می شود. در صنایع کم تقاضا، اسید کلریدریک با کیفیت فنی برای خنثی کردن جریان های زباله و کنترل pH استخرها کافی است.
بازسازی مبدل های یونی
اسید هیدروکلریک با کیفیت بالا در بازسازی رزین های تبادل یونی استفاده می شود. تبادل کاتیونی به طور گسترده ای برای حذف یون هایی مانند Na+ و Ca2+ از محلول های آبی استفاده می شود و آب غیر معدنی تولید می کند. اسید برای شستشوی کاتیون‌ها از رزین‌ها استفاده می‌شود.[19] Na+ با H+ و Ca2+ با 2 H+ جایگزین می‌شود.
مبدل های یونی و آب غیر معدنی در تمام صنایع شیمیایی، تولید آب آشامیدنی و بسیاری از صنایع غذایی استفاده می شود.
استفاده آزمایشگاهی
از میان شش اسید معدنی قوی رایج در شیمی، اسید کلریدریک اسید مونوپروتیک است که کمترین احتمال را دارد که تحت یک واکنش تداخلی اکسیداسیون کاهش قرار گیرد. این یکی از کم خطرترین اسیدهای قوی برای رسیدگی است. با وجود اسیدیته، از یون کلرید غیر واکنشی و غیر سمی تشکیل شده است. محلول های اسید کلریدریک با قدرت متوسط ??پس از ذخیره سازی کاملاً پایدار هستند و غلظت خود را در طول زمان حفظ می کنند. این ویژگی ها، به علاوه این واقعیت که به عنوان یک معرف خالص در دسترس است، اسید هیدروکلریک را به یک معرف اسیدی عالی تبدیل می کند. همچنین ارزان است.
اسید هیدروکلریک اسید ترجیحی در تیتراسیون برای تعیین مقدار بازها است. تیترهای اسیدی قوی به دلیل نقطه پایانی متمایزتر، نتایج دقیق تری می دهند. اسید هیدروکلریک آزئوتروپیک یا "جوش ثابت" (تقریباً 20.2?) می تواند به عنوان استاندارد اولیه در تجزیه و تحلیل کمی استفاده شود، اگرچه غلظت دقیق آن به فشار اتمسفر هنگام تهیه بستگی دارد.
دیگر
اسید هیدروکلریک برای تعداد زیادی از کاربردهای در مقیاس کوچک، مانند پردازش چرم، تمیز کردن خانه، و ساخت و ساز ساختمان استفاده می شود. تولید نفت ممکن است با تزریق اسید هیدروکلریک به تشکیل سنگ چاه نفت، حل بخشی از سنگ و ایجاد ساختاری با منافذ بزرگ تحریک شود. اسیدی شدن چاه نفت یک فرآیند رایج در صنعت تولید نفت دریای شمال است.
اسید کلریدریک برای حل کردن کربنات کلسیم استفاده شده است. مواردی مانند رسوب زدایی کتری ها و تمیز کردن ملات از روی آجرکاری. هنگامی که در آجرکاری استفاده می شود، واکنش با ملات تنها تا زمانی ادامه می یابد که اسید تماماً تبدیل شود و کلرید کلسیم، دی اکسید کربن و آب تولید کند:
{\displaystyle {\ce {CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O}}}{\displaystyle {\ce {CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O}}}
بسیاری از واکنش‌های شیمیایی شامل اسید هیدروکلریک در تولید مواد غذایی، مواد غذایی و افزودنی‌های غذایی اعمال می‌شوند. محصولات معمولی عبارتند از آسپارتام، فروکتوز، اسید سیتریک، لیزین، پروتئین گیاهی هیدرولیز شده به عنوان تقویت کننده مواد غذایی و در تولید ژلاتین. اسید هیدروکلریک درجه غذایی (فرا خالص) را می توان در صورت نیاز برای محصول نهایی استفاده کرد.
منبع
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrochloric_acid