염산 (HCL) : 구조, 특성 및 용도 - 화학 - 2026

염산 (HCL) 또는 염화 수소 산은 염화수소, 얻어진 히드로 늄 이온 (H의 물에 용해하여 형성된 무기 화합물 ₃ O ⁺ )과 염소 이온 (CL ^- ). 보다 구체적으로는 할로겐 염소와 수소의 수소산이다.

HCl은 물에서 완전히 이온화되는 강산이며 이온화 생성물은 안정적입니다. HCl의 완전한 이온화는 0.1 M HCl 용액의 pH가 1이라는 사실에 의해 확증됩니다.

Wikimedia Commons에서 en.wikipedia의 Walkerma 작성

HCl을 산업적으로 생산하는 주요 방법은 유기 화합물을 염소화하여 예를 들어 디클로로 메탄, 트리클로로 에틸렌, 퍼 클로로 에틸렌 또는 염화 비닐을 생산하는 것입니다. HCl은 염소화 반응의 부산물입니다.

수많은 화학 반응에서 염기의 적정, 유기 화합물의 화학적 분해 등에 사용됩니다.

염산 (염화수소) 증기는 눈을 심각하게 다칠 수 있습니다. 또한 호흡기에 자극과 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.

위 루멘은 고농도의 HCl과 함께 산성 pH (1-3)를 가지고 있습니다. 산의 존재는 위 내용물의 살균에 유리하여 음식에 존재하는 수많은 박테리아를 비활성화시킵니다. 이것은 무 염증 상태와 관련된 위장염을 설명합니다.

또한 HCl은 단백질 분해 효소 펩신을 활성화하여 단백질의 소화를 촉진합니다.

수영장 청소에 사용되며 일반적으로 일반 세제로 충분하지만 타일 사이에 얼룩이 붙어있어 염산을 사용해야합니다.

의약품, 식품 및 식수에서 pH 제어에 사용됩니다. 또한 알칼리성 물질을 포함하는 폐기물 스트림의 중화에도 사용됩니다.

염산은 금속 이온 또는 기타 유형의 이온을 산업, 연구 실험실 및 식수 정화에 격리하는 데 사용되는 이온 교환 수지 재생에 사용됩니다.

한편, 기체 화합물 인 염화수소는 이원자 분자이며이를 형성하는 원자는 공유 결합으로 결합되어 있다고도 할 수있다. 한편, 염산은 H로 수용액에서 해리 이온 화합물 ⁺ 및 CL ^-이 . 이러한 이온 간의 상호 작용은 정전기입니다.

화학 구조

그림 1 : 염산은 물에 HCl을 용해시켜 형성됨

각 HCl 분자는 수소 원자와 염소 원자로 구성됩니다. 상온에서 HCl은 유독하고 무색의 기체이지만 물에 녹 으면 염산이된다.

훈련

그림 2 : 염산의 모습.

- 그것은 염화나트륨 (염화나트륨)의 전기 분해 유래 H에 의해 제조 될 수있다 ₍₂₎ (g), CL ₍₂₎ (g) 2Na를 (수성) 및 OH ^- (수성). 그때:

H ₂ + Cl ₂ => 2 HCl

이것은 발열 반응입니다.

-HCl은 염화나트륨과 황산을 반응시켜 생성됩니다. 다음과 같은 방식으로 설명 할 수있는 프로세스 :

NaCl + H ₂ SO ₄ => NaHSO ₄ + HCl

그런 다음 염화수소를 수집하고 염화나트륨을 다음 반응에 따라 중아 황산나트륨과 반응시킵니다.

NaCl + NaHSO ₄ => Na ₂ SO ₄ + HCl

이 반응은 17 세기에 Johan Glauber가 염산을 생산하기 위해 도입했습니다. 현재 산업 사용의 중요성이 감소했기 때문에 주로 실험실에서 사용됩니다.

-염산은 유기 화합물의 염소화 부산물로 생성 될 수 있습니다 (예 : 디클로로 메탄 생산에서).

C ₂ H ₄ + Cl ₂ => C ₂ H ₄ Cl ₂

C ₂ H ₄ Cl ₂ => C ₂ H ₃ Cl + HCl

이 HCl 생산 방법은 산업적으로 더 많이 사용되며, 미국에서 생산되는 HCl의 90 %가이 방법론에 의한 것이라고 계산합니다.

-그리고 마지막으로 염소화 유기 폐기물 소각에서 HCl이 생성됩니다.

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

어디에 있습니까?

염산은 pH 1에 도달 한 위 내강에 농축되며, 중탄산염이 풍부한 점액 장벽이 존재하여 낮은 위 pH로 인한 위 세포 손상을 방지합니다.

위체의 정수리 세포에 의한 H ⁺ 분비 에 대한 세 가지 주요 생리적 자극은 가스트린, 히스타민 및 아세틸 콜린입니다.

가스트린

가스트린은 위 내강으로 의 H ⁺ 의 활성 수송을 활성화시키는 중개자 인 Ca의 세포 내 농도를 증가시킴으로써 작용하는 위안 트럼 영역에서 분비되는 호르몬입니다 .

활성 수송은 ATP에 포함 된 에너지를 사용하여 H ⁺ 를 위 내강 으로 운반 하고 K ^+를 도입 하는 ATPase 효소에 의해 수행됩니다 .

히스타민

그것은 위체의 소위 엔테로 크로마 핀 유사 세포 (SEC)에 의해 분비됩니다. 그것의 작용은 cyclic AMP의 농도 증가에 의해 매개되고 gastrin과 같이 H ⁺ -K ⁺ 펌프에 의해 매개되는 위 내강으로 의 H ⁺ 의 능동적 수송을 증가시킴으로써 작용합니다 .

아세틸 콜린

가스트린이 세포 내 Ca의 증가에 의해 작용을 매개하는 것처럼 미주 신경 말단에 의해 분비되어 H ⁺ -K ⁺ 펌프의 작용을 활성화합니다 .

가 H ⁺ 정수리 세포는 CO의 반응에서 유래 ₂ H와 ₂ H 형성하는 O ₂ CO ₃ (탄산 참조). 이 이후 H로 분해 ⁺ 와 HCO ₃ ^- . H ⁺ 는 위 정점 막을 통해 위 내강으로 능동적으로 운반됩니다. 한편, HCO ₃ ^- (CL)의 엔트리와 결합 된 피하게된다 ^- .

이의 수송 또는 항 반송기구 CL ^- HCO ₃ ^- 정수리 세포의 기저막 발생 CL의 세포 내 축적을 생성한다 ^- . 그 후, 이온은 H ⁺ 와 함께 위 내강으로 전달됩니다 . 위 HCl 분비는 0.15M의 농도로 추정됩니다.

생물학적 HCl의 다른 소스

카페인 및 알코올과 같은 정수리 세포에 의한 HCl 분비에 대한 다른 자극이 있습니다.

위 및 십이지장 궤양은 HCl의 손상 작용으로부터 위 세포를 보호하는 장벽이 파괴 될 때 발생합니다.

헬리코박터 파일로리 박테리아가 언급 한 보호 작용을 제거함으로써 아세틸 살리실산과 비 스테로이드 성 항염증제 (NSAID)가 궤양 생성에 기여합니다.

산 분비는 펩신의 작용을 통해 음식에 존재하는 미생물을 제거하고 단백질의 소화를 시작하는 기능을합니다. 위체의 주요 세포는 위 내강의 낮은 pH에 의해 펩신으로 변환되는 전구 효소 인 펩시노겐을 분비합니다.

물리 화학적 특성

분자 무게

36.458g / 몰.

색깔

무색 또는 약간 황색을 띠는 액체입니다.

냄새

자극적 인 매운 냄새입니다.

맛이 나다

순수한 물에서 시음하기위한 임계 값은 1.3 x 10 ^-4 mol / l 의 농도입니다 .

비점

-121ºF ~ 760mmHg. -85.05 ° C ~ 760mmHg.

녹는 점

-174ºF (-13.7ºF), 39.7 % w / w 수중 HCl 용액), -114.22ºC

수용성

HCl 용액은 86 ° F에서 67 % w / p 일 수 있습니다. 0 ° C에서 82.3g / 100g의 물; 30ºC에서 물 67.3g / 100g, 40ºC에서 물 63.3g / 100g

메탄올에 대한 용해도

0 ° C에서 51.3g / 100g 용액 및 20 ° C에서 47g / 100g 용액

에탄올에 대한 용해도

20º C에서 41.0 / 100g 용액

에테르에있는 용해도

20ºC에서 24.9g / 100 용액.

밀도

10.17 % w / w 용액에서 59 ° F에서 1.059g / ml.

가스 밀도

1,00045g / L

증기 밀도

1,268 (1로 취해진 공기와 관련하여)

증기압

70 ° F에서 32,452 mmHg; -120.6º F에서 760mmHg

안정

열 안정성이 높습니다.

자동 점화

가연성이 아닙니다.

분해

가열하면 분해되어 독성 염소 연기를 방출합니다.

점도 : 0.405 cPoise (118.6 º K에서 액체), 0.0131 cPoise (273.06 º K에서 증기).

부식성

알루미늄, 구리 및 스테인리스 스틸에 대해 부식성이 높습니다. 모든 금속 (특정 합금을 제외한 수은, 금, 백금,은, 탄탈륨)을 공격합니다.

표면 장력

118.6º K에서 23mN / cm

중합

알데히드와 에폭 사이드는 염산의 존재 하에서 격렬한 중합을 겪습니다.

점도, 증기압, 끓는점 및 융점과 같은 물리적 특성은 HCl의 w / w 농도 백분율에 의해 영향을받습니다.

응용

염산은 가정, 다양한 산업, 교육 및 연구 실험실 등에서 수많은 용도로 사용됩니다.

산업 및 가정

-염산은 예를 들어 알루미나 및 이산화 티타늄 생산과 같은 습식 제련 공정에 사용됩니다. 유정 생산 활성화에 사용됩니다.

산을 주입하면 오일 주변의 다공성이 증가하여 추출에 유리합니다.

- 그것은는 카코 제거하는 데 사용되는 ₃ 탄산 칼슘 침전물 염화칼슘으로 변환함으로써 ₂ 이상의 수용성 제거하기 쉽다 (염화칼슘). 마찬가지로, 산업, 건설 및 가정 모두에서 다양한 용도와 용도로 사용되는 재료 인 강철 가공에 산업적으로 사용됩니다.

-석공은 HCl 용액을 사용하여 벽돌을 씻고 청소합니다. 그것은 가정에서 욕실과 배수구의 청소 및 소독에 사용됩니다. 또한 염산은 금속 청소 작업을 포함하여 조각에 사용됩니다.

-염산은 압출, 압연, 아연 도금 등의 후속 가공 전에 강철에 축적되는 곰팡이가 많은 산화철 층을 제거하는 데 적용됩니다.

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

-부식성이 높음에도 불구하고 물에 1:10 희석하여 철, 구리 및 황동에 존재하는 금속 얼룩을 제거하는 데 사용됩니다.

합성 및 화학 반응

-염산은 염기 또는 알칼리의 적정 반응 및 용액의 pH 조정에 사용됩니다. 또한 단백질 분해, 아미노산 함량 연구 이전 절차 및 그 식별과 같은 수많은 화학 반응에 사용됩니다.

-염산의 주요 용도는 염화 비닐 및 디클로로 메탄과 같은 유기 화합물의 생산입니다. 산은 폴리 카보네이트, 활성탄 및 아스코르브 산 생산의 중간체입니다.

-접착제 제조에 사용됩니다. 섬유 산업에서는 직물 표백에 사용됩니다. 가죽 무두질 산업에서 사용되며 가공에 개입합니다. 또한 비료 및 염화물, 착색제 등의 생산에 사용됩니다. 또한 전기 도금, 사진 및 고무 산업에도 사용됩니다.

-인조 실크 생산, 오일, 지방 및 비누 정제에 사용됩니다. 또한 중합, 이성 질화 및 알킬화 반응에 사용됩니다.

위험과 독성

피부와 점막에 부식 작용을하여 화상을 일으 킵니다. 심각한 경우 궤양을 유발하여 켈로이드 및 수축성 흉터를 남길 수 있습니다. 눈과의 접촉은 각막 손상으로 인해 시력이 저하되거나 완전히 상실 될 수 있습니다.

산이 얼굴에 닿으면 얼굴을 손상시키는 심각한주기를 일으킬 수 있습니다. 산과 자주 접촉하면 피부염을 유발할 수도 있습니다.

염산 섭취는 입, 목, 식도 및 위장관을 태워 메스꺼움, 구토 및 설사를 유발합니다. 극단적 인 경우 식도와 장의 천공이 발생할 수 있으며 심정지 및 사망이 발생할 수 있습니다.

반면에 산성 증기는 농도에 따라 호흡기 자극을 유발하여 인두염, 성문 부종, 기관지염으로 기관지 협착, 청색증 및 폐부종 (폐에 과도한 체액 축적)을 유발할 수 있습니다. 극단적 인 경우에는 죽음입니다.

높은 수준의 산성 연기에 노출되면 목이 붓고 경련이 일어나 질식 할 수 있습니다.

광택을 잃은 치아에 나타나는 치아 괴사도 빈번합니다. 노란색을 띠고 부드러워지고 결국 부서집니다.

염산 손상 방지

염산으로 작업하는 사람들의 안전을위한 일련의 규칙이 있습니다.

-호흡기 및 소화기 질환의 병력이있는 사람은 산이있는 환경에서 작업해서는 안됩니다.

-근로자는 후드가있는 경우에도 내산성 옷을 입어야합니다. 눈 보호 안경, 팔 보호대, 내산성 장갑 및 동일한 특성의 신발. 또한 방독면을 착용해야하며 염산 증기에 심하게 노출 된 경우 자 급식 호흡 장치를 사용하는 것이 좋습니다.

-작업 환경에는 눈을 씻을 수있는 비상 샤워 시설과 분수가 있어야합니다.

-또한 바닥 유형, 폐쇄 회로, 전기 장비 보호 등과 같은 작업 환경에 대한 표준이 있습니다.

참고 문헌

1. StudiousGuy. (2018). 염산 (HCl) : 중요한 용도 및 용도. 출처 : studiousguy.com
2. 가농, WF (2003). 의료 생리학 검토. 21 판. McGraw-Hill Companies INC.
3. PubChem. (2018). 염산. 출처 : pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Weebly. 염산. 출처 : psa-hydrochloric-acid.weebly.com
5. CTR. 염산 안전 데이터 시트. . 출처 : uacj.mx