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    鹽酸的應用領域

    日期:2018/12/27 2:40:11 | 人氣:293 | TAG

      鹽酸(IUPAC名:chlorane ),又名氫氯酸(英語:hydrochloric acid),是氯化氫(化學式:HCl)的水溶液,屬于一元無機強酸,工業用途廣泛。鹽酸的性狀為無色透明的液體,有強烈的刺鼻氣味,具有較高的腐蝕性。濃鹽酸(質量分數約為37%)具有極強的揮發性,因此盛有濃鹽酸的容器打開后氯化氫氣體會揮發,與空氣中的水蒸氣結合產生鹽酸小液滴,使瓶口上方出現酸霧。鹽酸是胃酸的主要成分,它能夠促進食物消化、抵御微生物感染。

      16世紀,利巴菲烏斯正式記載了純凈鹽酸的制備方法:將濃硫酸與食鹽混合加熱 。之后格勞勃、普利斯特里、戴維等化學家也在他們的研究中使用了鹽酸。

      工業革命期間,鹽酸開始大量生產?;瘜W工業中,鹽酸有許多重要應用,對產品的質量起決定性作用。鹽酸可用于酸洗鋼材,也是大規模制備許多無機、有機化合物所需的化學試劑,例如PVC塑料的前體氯乙烯。鹽酸還有許多小規模的用途,比如用于家務清潔、生產明膠及其他食品添加劑、除水垢試劑、皮革加工 。全球每年生產約兩千萬噸的鹽酸。

      應用領域

      人體用途

      人類和其他動物的胃壁上有一種特殊的腺體,能把吃下去的食鹽變成鹽酸。鹽酸是胃液的一種成分(濃度約為0.5%),它能使胃液保持激活胃蛋白酶所需要的最適合的pH值,它還能使食鹽中的蛋白質變性而易于水解,以及殺死隨食物進入胃里的細菌的作用。此外,鹽酸進入小腸后,可促進胰液、腸液的分泌以及膽汁的分泌和排放,酸性環境還有助于小腸內鐵和鈣的吸收。

      日常用途

      制取潔廁靈、除銹劑等日用品。

      工業用途

      鹽酸是一種無機強酸,在工業加工中有著廣泛的應用,例如金屬的精煉。鹽酸往往能夠決定產品的質量。

      分析化學

      在分析化學中,用酸來測定堿的濃度時,一般都用鹽酸來滴定。用強酸滴定可使終點更明顯,從而得到的結果更精確。在1標準大氣壓下,20.2%的鹽酸可組成恒沸溶液,常用作一定氣壓下定量分析中的基準物。其恒沸時的濃度會隨著氣壓的改變而改變。

      酸洗鋼材

      鹽酸一個最重要的用途是酸洗鋼材。在后續處理鐵或鋼材(擠壓、軋制、鍍鋅等)之前,可用鹽酸反應掉表面的銹或鐵氧化物。通常使用濃度為18%的鹽酸溶液作為酸洗劑來清洗碳鋼:

      剩余的廢酸常再用作氯化亞鐵溶液,但其中重金屬含量較高,故這種做法已經逐漸變少。

      酸洗鋼材工業發展了鹽酸再生工藝,如噴霧焙燒爐或流化床鹽酸再生工藝等。這些工藝能讓氯化氫氣體從酸洗液中再生。其中最常見的是高溫水解工藝,其反應方程式如下:

      將制得的氯化氫氣體溶于水即又得到鹽酸。通過對廢酸的回收,人們建立了一個封閉的酸循環。副產品氧化鐵在各種工業加工流程中也有較多應用。

      制備有機化合物

      鹽酸的另一大主要用途是制備有機化合物,例如合成PVC塑料的原料氯乙烯、二氯乙烷、聚碳酸酯的前體雙酚A、催化膠黏劑聚乙烯醇縮甲醛、抗壞血酸等。企業合成PVC時通常不用市售的,而使用內部制備的鹽酸。鹽酸在制藥方面也有很大的用途。

      制備無機化合物

      鹽酸可以發生酸堿反應,故能制備許多無機化合物,例如處理水所需的化學品氯化鐵與聚合氯化鋁(簡稱聚鋁,PAC):(用赤鐵礦制備氯化鐵)

      氯化鐵與聚鋁在污水處理、紙、飲用水等的生產中起絮凝劑和混凝劑的作用。

      用鹽酸還可以制備其他的無機物,包括道路用鹽氯化鈣、電鍍用鹽氯化鎳、鍍鋅工業和電池制造業用鹽氯化鋅等。另外,常通過氯化鋅活化法從木炭制備活性炭。(用石灰石制備氯化鈣)

      控制pH及中和堿液

      鹽酸可以用來調節溶液的pH值:

      在工業中對純度的要求極高時(如用于食品、制藥及飲用水等),常用高純的鹽酸來調節水流的pH;要求相對不高時,工業純的鹽酸已足以中和廢水,或處理游泳池中的水。

      陽離子交換樹脂的再生

      高質量的鹽酸常用于陽離子交換樹脂的再生。陽離子交換廣泛用于礦泉水生產中,除去溶液中含有的、等離子,而鹽酸可以沖掉反應后樹脂中的這些離子。一個  替換一個  ,  則需要兩個  。

      離子交換樹脂和軟化水在幾乎所有的化學工業中都有應用,尤其是飲用水生產和食品工業。

      其他應用

      鹽酸還有許多小規模的用途,比如皮革加工、食鹽生產、家務用清潔劑,以及用于建筑業。石油工業也常用鹽酸:將鹽酸注入油井中以溶解巖石,形成一個巨大的空洞。此法在北海油田的石油開采工業中經常用到。

      鹽酸可以溶解碳酸鈣,其應用包括除水垢或砌磚使用的石灰砂漿,但鹽酸較為危險,使用時需謹慎。它與石灰砂漿中的碳酸鈣反應生成氯化鈣、二氧化碳和水:

      在明膠、食品、食品原料和食品添加劑的生產中常用到鹽酸。典型例子有阿斯巴甜、果糖、檸檬酸、賴氨酸、酸水解植物蛋白等。這些工藝都使用食品級(非常純)的鹽酸。

      安全措施

      濃鹽酸(發煙鹽酸)會揮發出酸霧。鹽酸本身和酸霧都會腐蝕人體組織,可能會不可逆地損傷呼吸器官、眼部、皮膚和胃腸等。在將鹽酸與氧化劑(例如漂白劑次氯酸鈉或高錳酸鉀等)混合時,會產生有毒氣體氯氣。

      人們常穿戴個人防護裝備來減少處理鹽酸帶來的危害,包括乳膠手套、護目鏡、耐腐蝕的服裝與鞋等。美國國家環境保護局已將鹽酸定為有毒物質。

      氯化氫的危險性取決于其濃度。


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