Ácido clorídrico ouácidomuriático é um sistema químicoinorgânico incolor com a fórmula H2O:HCl. O ácido clorídrico tem um cheiro característico e pungente. É classificado comofortemente ácido e pode atacar a pele em uma ampla faixa de composição, uma vez que o cloreto de hidrogênio praticamente sedissocia completamente em solução.
O ácido clorídrico é o mais simples sistema de ácido à base de cloro que contém água. É uma solução de cloreto de hidrogênio eágua e uma variedade de outras espécies químicas, incluindo íons hidrônio e cloreto. É um importante reagente químico e químico industrial, utilizado na produção depolicloreto de vinila para plásticos. Nos agregados familiares, o ácido clorídrico diluído é frequentemente utilizado como agente de descalcificação. Naindústria alimentar, o ácido clorídrico é utilizado como aditivo alimentar e na produção degelatina. O ácido clorídrico também é usado no processamento decouro.
O ácido clorídrico foi descoberto pelo alquimistaJabir ibne Haiane por volta do ano 800 DC.[6][7] Foi historicamente chamadoacidum salis eespíritos de sal uma vez que foi produzido a partir desal de rocha e "virulência verde"(de sulfato de ferro (II)) porBasilius Valentinus noséculo XV e mais tarde a partir do quimicamente semelhantesal comum eácido sulfúrico (porJohann Rudolph Glauber noséculo XVII). O ácido clorídrico livre foi formalmente descrito pela primeira vez noséculo XVI porLibavius. Mais tarde, foi usado por químicos comoGlauber,Priestley eDavy em suas pesquisas científicas. A menos que seja pressurizado ou resfriado, o ácido clorídrico se transformará em gás se houver cerca de 60% ou menos deágua. Oácido clorídrico é também conhecido comocloreto de hidrónio.
O ácido clorídrico era conhecido pelos alquimistas europeus comoespíritos de sal ouacidum salis (ácido salino). Ambos os nomes ainda são usados, especialmente em outros idiomas, como o emalemão: Salzsäure, emneerlandês: Zoutzuur emsueco: Saltsyra emturco: Tuz Ruhu, empolonês/polaco: kwas solny,Búlgaro: солна киселина,russo : соляная кислота, emchinês: 鹽酸,coreano: 염산 e taiwanês: iâm-sng. HCl gasoso foi chamado dear ácido marinho .
O antigo nome (pré- sistemático) deácido muriático tem a mesma origem (muriínico significa "pertencente a salmoura ou sal", portantomuriato significacloridrato), e esse nome ainda é algumas vezes usado.[2][8] O nomeácido clorídrico foi cunhado pelo químico francêsJoseph Louis Gay-Lussac em 1814.[9]
O ácido clorídrico tem sido um importante e frequentemente usado produto químico desde os primórdios da história e foi descoberto pelo alquimistaJabir ibne Haiane por volta do ano 800EC.[10][7]
O ácido clorídrico livre foi formalmente descrito pela primeira vez noséculo XVI porLibavius que o preparou aquecendo sal emcadinhos de barro.[19] Outros autores afirmam que o ácido clorídrico puro foi descoberto pela primeira vez pelo alemãobeneditinoBasil Valentine, noséculo XV,[20] quando aquecidasal comum evirulência verde,[21] enquanto que outros dizem que não há nenhuma referência clara para a preparação de ácido clorídrico puro até o final doséculo XVI.[15]
Durante aRevolução Industrial na Europa, a demanda por substânciasalcalinas aumentou. Um novo processo industrial desenvolvido porNicolas Leblanc, deIssoudun, França, possibilitou a produção barata e em larga escala decarbonato desódio. Nesseprocesso de Leblanc, o sal comum é convertido em carbonato de sódio, usando ácido sulfúrico, calcário e carvão, liberando cloreto de hidrogênio como subproduto. Até oAlkali Act Britânico de 1863 e legislação similar em outros países, o excesso de HCl era liberado no ar. Após a aprovação do ato, os produtores de carbonato de sódio foram obrigados a absorver o gás residual na água, produzindo ácido clorídrico em escala industrial.[13]
Noséculo XX, o processo Leblanc foi efetivamente substituído peloprocesso Solvay sem um subproduto do ácido clorídrico. Como o ácido clorídrico já estava totalmente estabelecido como uma substância química importante em numerosas aplicações, o interesse comercial iniciou outros métodos de produção, alguns dos quais ainda são usados atualmente. Após o ano 2000, o ácido clorídrico é produzido principalmente pela absorção do subproduto cloreto de hidrogênio da produção de compostos orgânicos industriais.[13][24][25]
Desde 1988, o ácido clorídrico foi listado como um precursor da Tabela II sob a Convenção das Nações Unidas contra o Tráfico Ilícito de Drogas Narcóticas e Substâncias Psicotrópicas, de 1988, devido à sua utilização na produção deheroína,cocaína emetanfetamina.[26]
O ácido clorídrico é o sal do íonhidrônio, H3O+ e cloreto. Geralmente é preparado por tratamento de HCl com água.[27][28]
No entanto, a especiação do ácido clorídrico é mais complicada do que esta simples equação implica. A estrutura de grandes quantidades de água é complexo, e de igual modo, a fórmula H3O+ é também uma simplificação grosseira da verdadeira natureza do próton solvatado, H+(aq), presente no ácido clorídrico. Um estudo combinado de IR, Raman, raios X e difração de neutrôns de soluções concentradas de ácido clorídrico revelou que a forma primária de H+(aq) nestas soluções é H5O2+ , que, juntamente com o ânion cloreto, é hidrogênio vinculado a moléculas de água vizinhas de várias maneiras diferentes. (Em H5O2+ , o próton é imprensado entre duas moléculas de água a 180°). O autor sugere que o H3O+ pode se tornar mais importante em soluções diluídas de HCl.[29] (Vejaíon hydronium para uma discussão mais aprofundada desta questão).
O ácido clorídrico é umácido forte, pois está completamente dissociado em água.[27][28] Por conseguinte, pode ser utilizado para preparar sais contendo o ânion Cl-cloretos .
Como um ácido forte, cloreto de hidrogênio tem uma grandeKum. Tentativas teóricas para atribuir o pKa de cloreto de hidrogênio foram feitas, com a estimativa mais recente sendo -5,9.[5] No entanto, é importante distinguir entre o gás de cloreto de hidrogênio e o ácido clorídrico. Devido ao efeito de nivelamento, exceto quando altamente concentrado e o comportamento se desvia da idealidade,o ácido clorídrico (HCl aquoso) é tão ácido quanto o mais forte doador de prótons disponível na água, o próton aquatado (popularmente conhecido como "íon hidrônio"). Quando sais cloreto tais como NaCl são adicionados a HCl aquoso, eles têm apenas um efeito menor nopH, indicando que Cl- é umabase conjugada muito fraca e que o HCl está completamente dissociado em solução aquosa. Soluções diluídas de HCl têm um pH próximo do previsto, assumindo dissociação completa em H+ e Cl- hidratados.[30]
Dosseisácidos minerais fortescomuns na química, o ácido clorídrico é o ácido monoprótico menos propenso a sofrer uma reação deoxi-redução interferente. É um dos ácidos menos perigosos para manusear. Apesar da sua acidez, consiste no íon cloreto não reativo e não tóxico. Soluções de ácido clorídrico de força intermediária são bastante estáveis no armazenamento, mantendo suas concentrações ao longo do tempo. Esses atributos, além do fato de estar disponível comoreagente puro, tornam o ácido clorídrico um excelente reagente acidificante.
O ácido clorídrico é o ácido preferido natitulação para determinar a quantidade debases. Os titulantes de ácidos fortes dão resultados mais precisos devido a um ponto final mais distinto.Ácido clorídrico azeotrópico ou "constante-ebulição" (aproximadamente 20,2%) pode ser usado comopadrão primário emanálises quantitativas, embora sua concentração exata dependa dapressão atmosférica quando este é preparado.[31]
O ácido clorídrico é frequentemente usado emanálises químicas para preparar amostras "digeridas" para análise. O ácido clorídrico concentrado dissolve muitos metais e forma cloretos metálicos oxidados e gás hidrogênio. Ele também reage com compostos básicos, comoo carbonato de cálcio ouo óxido de cobre (II), formando os cloretos dissolvidos que podem ser analisados.[27][28]
A temperatura epressão de referência para a tabela acima são 20 °C e 1 atmosfera (101 325 kPa). Os valores da pressão de vapor são retirados dasTabelas Críticas Internacionais e referem-se à pressão de vapor total da solução.
Temperatura de fusão em função da concentração de HCl na água[32][33]
O ácido clorídrico, como a mistura binária (dois componentes) de HCl e H2 O, tem umazeótropo de ebulição constante a 20,2% HCl e 108,6 °C (227 °F). Existem quatropontos eutéticos decristalização constante para ácido clorídrico, entre a formacristalina de HCl · H2O (68% HCl), HCl · 2H2O (51% HCl), HCl · 3H2O (41% HCl), HCl. 6H2 O (25% HCl) e gelo (0% HCl). Existe também um ponto eutético metaestável a 24,8% entre o gelo e a cristalização de HCl · 3H2O.[34]
O ácido clorídrico é preparado dissolvendo o cloreto de hidrogénio em água. Cloreto de hidrogênio pode ser gerado de várias maneiras e assim existem vários precursores do ácido clorídrico. A produção em larga escala de ácido clorídrico é quase sempre integrada àprodução em escala industrialde outros produtos químicos.
O ácido clorídrico é produzido em soluções até 38% de HCl (grau concentrado). Concentrações mais altas até pouco mais de 40% são quimicamente possíveis, mas a taxa deevaporação é então tão alta que o armazenamento e o manuseio exigem precauções extras, como pressurização e resfriamento. O grau industrial a granel é, portanto, de 30% a 35%, otimizado para equilibrar a eficiência do transporte e a perda do produto por evaporação. Nos Estados Unidos, soluções entre 20% e 32% são vendidas como ácido muriático. Soluções para uso doméstico nos EUA, principalmente limpeza, são tipicamente de 10% a 12%, com fortes recomendações para diluir antes do uso. No Reino Unido, onde é vendido como "Espíritos do Sal" para limpeza doméstica, a potência é a mesma do grau industrial dos EUA.[13] Em outros países, como na Itália, o ácido clorídrico para limpeza doméstica ou industrial é vendido como "Acido Muriatico", e sua concentração varia de 5% a 32%.
Os principais produtores mundiais incluem aDow Chemical com 2 milhões de toneladas anuais (2 Mt/ano), calculado como gás HCl, Georgia Gulf Corporation, Tosoh Corporation ,Akzo Nobel eTessenderlo entre 0,5 e 1,5 Mt/ano cada. A produção mundial total, para fins de comparação expressa em HCl, é estimada em 20 Mt/ano, com 3 Mt/ano a partir da síntese direta, e o restante como produto secundário a partir de sínteses orgânicas e similares. De longe, a maior parte do ácido clorídrico é consumida de forma cativa pelo produtor. O tamanho do mercado mundial aberto é estimado em 5 Mt/ano.[13]
O ácido clorídrico é um ácido inorgânico forte que é usado em muitos processos industriais, como o refino de metais. O aplicativo geralmente determina a qualidade do produto necessária.[13]
Uma das aplicações mais importantes do ácido clorídrico é adecapagem de aço, para remover ferrugem ou óxido de ferro do ferro ou do aço antes do processamento subsequente, comoextrusão , laminação ,galvanização e outras técnicas.[13][25] O agente de mais comumente utilizado para a decapagem de grades de aço carbono é o HCl na concentração normalmente de 18%.
O ácido gasto tem sido reutilizado por muito tempo como soluções decloreto de ferro (II) (também conhecidas como cloreto ferroso), mas os altos níveis demetais pesados no licor de decapagem diminuíram essa prática.
A indústria de decapagem de aço desenvolveu processos de regeneração de ácido clorídrico, tais como o processo de regeneração de HCl ou de HCl de leito fluidizado, que permitem a recuperação de HCl do licor de decapagem gasto. O processo de regeneração mais comum é o processo de piroxidrólise, aplicando a seguinte fórmula:[13]
Pela recuperação do ácido gasto, um laço de ácido fechado estabelece-se.[25] O subproduto doóxido de ferro (III) do processo de regeneração é valioso, usado em uma variedade de indústrias secundárias.[13]
O ácido clorídrico pode ser usado para regular aacidez (pH) das soluções.
Na indústria que exige pureza (alimentos, produtos farmacêuticos, água potável), o ácido clorídrico de alta qualidade é usado para controlar o pH das correntes de água do processo. Na indústria menos exigente, a qualidade técnica do ácido clorídrico é suficiente paraneutralizar os fluxos de resíduos e controlar o pH da piscina.[25]
O ácido clorídrico de alta qualidade é utilizado na regeneração deresinas de troca iônica.A troca catiônica é amplamente utilizada para removeríons como Na+ e Ca2+ a partirde soluçõesaquosas, produzindoágua desmineralizada. O ácido é usado para enxaguar os cátions das resinas.[13] Na+ é substituído por H+ e Ca2+ com 2H+.
Trocadores de íons e água desmineralizada são usados em todas as indústrias químicas, na produção de água potável e em muitas indústrias alimentícias.[13]
O ácido clorídrico é utilizado para um grande número de aplicações de pequena escala, como processamento de couro, purificação de sal comum, limpeza doméstica[35] e construção civil.[25] Aprodução de petróleo pode ser estimulada pela injeção de ácido clorídrico na formação rochosa de umpoço de petróleo, dissolvendo uma porção da rocha e criando uma estrutura de grandes poros. A acidificação do petróleo é um processo comum na indústria de produção de petróleo do Mar do Norte.[13]
O ácido clorídrico tem sido usado para dissolver o carbonato de cálcio, isto é, coisas como a limpeza de caldeiras e para limpar a argamassa, mas é um líquido perigoso que deve ser usado com cuidado. Quando usado em alvenaria, a reação com a argamassa só continua até que o ácido tenha sido convertido, produzindocloreto de cálcio,dióxido de carbono e água:
Muitas reações químicas envolvendo o ácido clorídrico são aplicadas na produção de alimentos, ingredientesalimentícios eaditivos alimentares. Os produtos típicos incluemaspartame,frutose,ácido cítrico,lisina, proteína vegetal hidrolisada como melhorador alimentar e na produção degelatina. Ácido clorídrico de grau alimentício (extra-puro) pode ser aplicado quando necessário para o produto final.[13][25]
Diagrama dacamada mucosa alcalina no estômago com mecanismos de defesa da mucosa
O ácido gástrico é uma das principais secreções do estômago. Consiste principalmente em ácido clorídrico e acidifica o conteúdo estomacal a um pH de 1 a 2.[36][37]
Os íons cloreto (Cl-) e hidrogênio (H+) são secretados separadamente na região dofundo doestômago no topo do estômago pelascélulas parietais damucosa gástrica em uma rede secretora chamadacanalículo antes de entrar na luz do estômago.[38]
O ácido gástrico atua como uma barreira contramicroorganismos para prevenir infecções e é importante para a digestão dos alimentos. Seu baixo pHdesnaturaproteínas e, assim, torna-as suscetíveis à degradação porenzimas digestivas, como apepsina. O pH baixo também ativa opepsinogênio precursor da enzima na pepsina enzima ativa por auto-clivagem. Depois de deixar o estômago, o ácido clorídrico doquimo é neutralizado noduodeno porbicarbonato de sódio.[36]
Ácido clorídrico concentrado (ácido clorídrico fumegante) forma névoas ácidas. Tanto a névoa como a solução têm um efeito corrosivo no tecido humano, com o potencial de danificar os órgãos respiratórios, olhos, pele e intestinos de forma irreversível. Após a mistura de ácido clorídrico com produtos químicosoxidantes comuns, comohipoclorito de sódio (água sanitária, NaClO) oupermanganato de potássio (KMnO4), ocloro gasoso tóxico é produzido.
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