هیدروکلریک اسید یک محلول شفاف، بیرنگ و بسیار تند بو از هیدروژن کلرید HCl در آب است. یک اسید معدنی بسیار خوردنده و یک اسید قوی با استفادههای صنعتی زیادی است. هیدروکلریک اسید به طور طبیعی در اسید معده یافت میشود.
هیدروکلریک اسید از قدیم به نامهای اسیدم سالیس، موریاتیک اسید و ارواح نمک معروف بوده و از ویتریول )سولفوریک اسید) و نمک طعام به دست آمد. هیدروکلریک اسید آزاد ابتدا در قرن شانزدهم توسط آندریاس لیباویوس رسما معرفی شد. بعدتر، توسط شیمیدانهایی مثل ژوهان رودولف گلابر، جوزف پریستلی وهمفری دیوی در تحقیقات علمی شان مورد استفاده قرار گرفت.
با آغاز تولید گسترده در انقلاب صنعتی، هیدروکلریک اسید در صنایع شیمیایی بعنوان یک واکنش گر ناب در تولید مقیاس بزرگ وینیل کلرید برای پلاستیک PVC، وMDI/TDI برای پلی یورتان مورد استفاده قرار گرفت. کاربریهای زیادتری هم در مقیاس کوچک دارد که شامل خانهداری، ساخت ژلاتین و دیگر افزودنیهای غذایی،رسوبزدایی و چرم سازی میباشد. حدود ۲۰ میلیون تن از هیدروکلریک اسید سالانه در جهان تولید میشود.
همچنین گفته میشود جابر بن حیان این اسید را کشف کرده است. ازاین اسید برای جرم گیری از سطوح مختلف استفاده میشود. هیدروکلریک اسید در معده نیزوجود دارد و به هضم غذا کمک میکند. تنفس بخارات هیدروکلریک اسید خطرناک است و به دستگاه تنفسی آسیب میرساند و اگر قطرهای از آن بر روی پوست بدن بچکدت ولید تاول و حتی جراحات عمیق مینماید ودرچنین مواردی باید بلافاصله با محلول قلیایی رقیق مانند محلول سودا یا جوش شیرین اثر اسید را خنثی کرد.
هیدروکلریک اسید برای کیمیاگران اروپایی با عنوان ارواح نمک یا اسیدم سالیس (نمک اسید) شناخته شده بود. هر دو نام هنوز هم رایج هستند به خصوص در زبانهای غیر انگلیسی مثل زبان آلمانی: Salzsäure،زبان هلندی: Zoutzuur، زبان سامی شمالی: Saltsyra و زبان لهستانی: kwas solny. HCl گازی هوای اسید دریایی نامیده میشد. نام قدیمی (قبل از نام قاعده دار موریاتیک اسید نیز ریشهٔ یکسانی دارد و بعضی اوقات به کار میرود (موریاتیک یعنی "مربوط به آب نمک یا نمک. نام «هیدروکلریک اسید» توسط شیمیدان فرانسوی ژوزف لویی گیلوساک در ۱۸۱۴ ابداع شد.
تیزاب سلطانی، مخلوطی از هیدروکلریک اسید و نیتریک اسید، که با حل شدن نشادر در نیتریک اسید تهیه میشود، توسط سئودو گبر (جابر بن حیان بدلی)، شیمیدان اروپایی قرن ۱۳ تشریح شد. دیگر مراجع اذعان دارند که اولین اشاره به تیزاب سلطانی در دست خطهای موجود امپراتوری روم شرقی با تاریخ اواخر قرن سیزدهم یافت شده است
هیدروکلریک اسید آزاد اولین بار به صورت رسمی در قرن ۱۶ توسط آندریاس لیباویوس معرفی شده است که آن را با گرم کردن نمک در بوته چینی خاک رسی به دست آورد. دیگر نویسندگان ادعا میکنند که هیدروکلریک اسید خالص اولین بار توسط کاهن بندیکتی باسیل والنتین آلمانی در قرن ۱۵، با گرم کردن نمک طعام معمولی و آهن(II) سولفاتکشف شده است.درحالیکه دیگران مدعی اند که هیچ مرجع قابل اعتمادی راجع به اینکه هیدروکلریک اسید خالص تا اواخر قرن شانزدهم به دست آمده باشد، وجود ندارد.
در قرن هفدهم، ژوهان رودولف گلابر از کارل اشتات آم ماین از نمک سدیم کلرید و سولفوریک اسید برای تهیهٔ سدیم سولفات در واکنش مانهایم استفاده کرد که گاز هیدروژن کلرید آزاد میکرد. جوزف پریستلی ازلیدز انگلستان، هیدروژن کلرید خالص را در ۱۷۷۲ تهیه کرد، و در ۱۸۰۸ همفری دیوی از پزانس انگلستان، ثابت کرده بود که ترکیب شیمیایی شامل هیدروژن و کلربوده است.
همزمان با انقلاب صنعتی در اروپا، تقاضا برای مواد قلیایی افزایش یافت. فرایند جدیدی توسط نیکولاس لبلانک) ایسودان، فرانسه) تولید ارزان قیمت و گستردهٔ سدیم کربنات (جوش شیرین) را ممکن کرد. در اینفرایند لبلانک، نمک طعام با استفاده از سولفوریک اسید، سنگ آهک و زغال سنگ ضمن آزاد کردن هیدروژن کلرید به عنوان فرآوردهٔ جانبی، به جوش شیرین تبدیل میشود. تا زمان قانون قلیایی ۱۸۶۳ در برتانیا و قوانین مشابه در دیگر کشورها، HCl اضافی وارد هوا میشد. بعد از قانون گذاری، تولیدکنندگان جوش شیرین مجبور به انتقال گاز اتلافی به آب و جذب آن در آب شدند تا هیدروکلریک اسید در مقیاس صنعتی تولید کنند.
در قرن بیستم، فرایند لبلانک جای خود را به فرایند سولوای که فرآوردهٔ جانبی هیدروکلریک اسید تولید نمیکرد و موثرتر بود، داد. به خاطر آن که هیدروکلریک اسید همچنان بعنوان یک ماده شیمیایی مهم در کاربردهای متعدد شناخته میشد، میل تجاری روشهای تولید دیگری را نیز موجب شد که برخی همچنان به کار گرفته میشوند. بعد از سال ۲۰۰۰، هیدروکلریک اسید بیشتر با جذب هیدروژن کلرید اضافی از تولید ترکیبات آلی صنعتی تولید میگردد.
از ۱۹۸۸، هیدروکلریک اسید با عنوان پیشرو در جدول دوم پیمان نامه سازمان ملل علیه خرید و فروش غیرقانونی مواد مخدر و مواد روانگردان در سال ۱۹۸۸ به علت استفاده از آن در تولید و ساخت هروئین، کوکائین ومت آمفتامین ذکر شده است.
هیدروژن کلرید (HCl) اسید تک پروتونی است، به این معنی که میتواند فقط یک بار تفکیک شود (مثلا یونیزه) تا یک یون H+ (یک پروتون تنها) آزاد کند. در هیدروکلریک اسید آبی، H+ به یک مولکول آب میپیوندد تا یک یون هیدرونیوم، H3O+ تشکیل دهد:
HCl + H2O → H3O+ + Cl−
دیگر یون تشکیل شده Cl−، یون کلرید است؛ بنابراین هیدروکلریک اسید میتواند برای تهیه نمکهای کلرید، مثل سدیم کلرید به کار رود. هیدروکلریک اسید یک اسید قوی است چون در اصل به طور کامل در آب تفکیک میشود.
اسیدهای تک پروتون دار یک ثابت تفکیک اسیدی، Ka، دارد که نشانگر میزان تفکیک در آب است. برای یک اسید قوی مثل HCl، مقدار Ka بزرگ است. تلاشهای نظری برای اختصاص یک Ka به HCl انجام پذیرفتهاند. وقتی نمکهای کلرید مثل NaCl به HCl آبی اضافه میشوند، عملا تاثیری بر pH ندارند، این یعنی که Cl− یک باز مزدوج بسیار ضعیف است و HCl کاملا در محلول آبی تفکیک شده است. برای محلولهای متوسط تا قوی هیدروکلریک اسید، فرض اینکه مولاریتهی H+ یک یکای غلظت دقیقا برابر با مولاریتهٔ HCl است، با توجه به چهار رقم معنی دار درست است.
از بین شش اسید معروف قوی از اسیدهای معدنی در شیمی، هیدروکلریک اسید، یک پروتون دارد و کمترین تمایل را به شرکت در یک واکنش اکسایش-کاهش دارد. برخلاف اسیدی بودن آن، یکی از کم خطرترین اسیدها برای استفاده است زیرا شامل یون کلرید واکنش ناپذیر و غیر سمی است. محلولهای نسبتا قوی هیدروکلریک اسید ضمن نگهداری شان کاملا پایدار هستند و غلظت آنها در زمان ثابت میماند. این ویژگیها به علاوهٔ این که به عنوان یک واکنشگر ناب خالص در دسترس است، هیدروکلریک را به یک واکنش گر اسیدی عالی مبدل میسازد.
هیدروکلریک اسید یک اسید مطلوب در تیتراسیون برای تعیین مقدار بازها است. تیترانتهای اسید قوی نتایج دقیق تری به خاطر نقطه پایانی متمایزشان میدهند. آزئوتروپ یا (محلول نقطه جوش ثابت) هیدروکلریک اسید (تقریبا ۲۰٫۲٪) را میتوان به عنوان استاندارد اولیه در تحلیلهای کمی به کار برد اگرچه، غلظت دقیق آن به فشار جوی که در آن تهیه شده است، بستگی دارد.
استفاده از هیدروکلریک اسید در شیمی تجزیه برای تهیه محلولها (ی "ساده") جهت تجزیه بسیار رایج است. هیدروکلریک اسید غلیظ گاز هیدروژن، کلریدهای فلز اکسید شده و فلزهای زیادی را در خود حل میکند و با ترکیبهای بازی مثل سدیم کربنات یا مس (II) اکسید واکنش داده و کلریدهای حل شدهای را ترکیب میکند که قابل تحلیل هستند.
خواص فیزیکی هیدروکلریک اسید، مثل نقطه جوش و دمای ذوب، چگالی و pH بستگی به غلظت یا مولاریته HCl در محلول آبی دارند که از خواص آب در غلظتهای نزدیک به ۰٪ اسید تا مقادیر بخاری هیدروکلریک اسید در بیش از 40% HCl متغیر هستند.
هیدروکلریک اسید به عنوان مخلوط دوتایی (دو جزئی) از HCl و H2O آزئوتروپ نقطه جوش ثابتی در 20.2% HCl و ۱۰۸٫۶ ˚F (227 ˚F) دارد. چهار نقطه اوتکتیک ثابتبلوری شدن برای هیدروکلریک اسید، بین شکلهای بلور HCl•H2O (68% HCl)، HCl•2H2O (51% HCl)، HCl•3H2O ۴۱٪، HCl•6H2O (25% HCl) و یخ 0% HCl وجود دارد. هم چنین نقطه ثابت اوتکتیک در ۲۴٫۸٪ بین یخ و بلور HCl•3H2O موجود است.
هیدروکلریک اسید با حل شدن هیدروژن کلرید در آب تهیه میشود. هیدروژن کلرید را میتوان با روشهای گوناگونی تولید کرد و این یعنی راههای زیادی برای ساخت هیدروکلریک اسید موجودند. تولید مقیاس بزرگ هیدروکلریک تقریبا همیشه با تولید در مقیاس صنعتی دیگر مواد شیمیایی انجام میپذیرد.
هیدروکلریک اسید در محلولهای تا ۳۸٪ از HCl (مقدار غلیظ) تهیه میشود. غلظتهای بیشتر فقط تا ۴۰٪ از نظر شیمیایی قابل تولید هستند، اما نرخ تبخیر از آن به بعد به قدری بالا است که نگهداری و استفاده از آن نیازمند ملاحظات اضافی تری است مثل دما و فشار پایین. پس میزان عمدهٔ صنعتی آن ۳۰٪ تا ۳۴٪ است که با توجه به حمل و نقل مناسب و اتلاف مادهٔ محدود به علت بخارهای HCl بهینه شده است. غلظتهای بیشتر را به جهت کنترل اتلاف از طریق تبخیر باید فشرده و سرد نمود. در ایالات متحده، محلولهای بین ۲۰٪ تا ۳۲٪ با نام اسید موریاتیک فروخته میشوند. محلولهای مورد استفاده اغلب برای نظافت خانهها در ایالات متحده، معمولا ۱۰٪ تا ۱۲٪ هستند که هشدارهای جدی برای رقیقتر کردن شان قبل از استفاده دارند. در بریتانیا، که با نام «ارواح نمک» برای نظافت خانگی فروخته میشود، قدرت اسید برابر همان مقدار در ایالات متحده است.
تولید کنندگان بزرگ جهانی شامل شرکت داو کمیکال ۲میلیون تن در سال از HCl گازی، شرکت جرجیا گالف، شرکت توسوه، آکزونوبل و تساندرلو بین ۰٫۵ تا ۱٫۵ میلیون تن در سال تولید دارند. تولید کل جهان، که برای استفادههای آماری بر اساس میزان HCl توصیف شده است، حدود ۲۰ میلیون تن در سال تخمین زده میشود که ۳ میلیون تن از طریق تولید مستقیم و مابقی از طریق استفاده از ترکیبهای آلی و مشابه و تولید فرآوردهٔ ثانوی تامین میگردند. تا کنون، غالب هیدروکلریک اسید منحصرا توسط تولید کننده مصرف میشود. میزان آن در بازار آزاد جهانی ۵ میلیون تن در سال تخمین زده میشود.
هیدروکلریک اسید یک اسید قوی غیر آلی است که در اکثر فرآیندها مثل پالایش فلزات به کار میرود. استفادهٔ مورد نظر معمولا کیفیت محصول مورد نیاز را نشان میدهد.
یکی از مهم ترین استفادههای هیدروکلریک اسید در اسیدشویی فولاد است تا زنگ یا اکسید آهن را از روی آهن یا فولاد قبل از ورود آنها به واکنشهای بعدی مثل اکستروژن، نورد، "گالوانی کردن و دیگر تکنیکها، بزداید. HCl در کیفیت فنی با غلظت معمولا ۱۸٪ رایج ترین عامل اسیدشویی برای اسیدشویی فولادهای کربنی است.
Fe2O3 + Fe + 6 HCl → 3 FeCl2 + 3 H2O
اسید مصرف شده استفادهٔ بسیاری در محلولهای کلرید آهن (II) هم چنین معروف به فررو کلرید) دارد اما مقادیر بالای فلزات سنگین در مایع اسیدشویی این عملیات را با مشکل مواجه کرده است.
صنعت اسیدشویی فولاد فرآیندهای بازسازی هیدروکلریک اسید را بهبود بخشیده است، مثل فرایند بازسازی HCl سرخ کنندهٔ اسپری یا بستر سیال که بازیافت HCl را از مایع اسیدشویی مصرف شده ممکن میسازد. رایج ترین فرایند بازسازی فرایند پیروهیدرولیز طی واکنش زیر است:
4 FeCl2 + 4 H2O + O2 → 8 HCl+ 2 Fe2O3
با بهبودی اسید مصرف شده یک حلقه اسیدی بسته ساخته میشود. فرآوردهٔ جانبی اکسید آهن (II) از واکنش بازسازی باارزش است چون در بسیاری از صنایع ثانوی به کار میرود.
دیگر استفاده مهم هیدروکلریک اسید در تولید ترکیبات آلی، مثل وینیل کلرید و دی کلرواتان برای پلی وینیل کلراید (PVC) است. معمول این کار یک استفادهٔ غیرآزاد است زیرا مصرف محلی هیدروکلریک اسید تولید شده در واقع به بازار آزاد نمیرسد. دیگر ترکیبات آلی تولید شونده توسط هیدروکلریک اسید عبارتند از بیسفنول ای برای پلی کربنات، کربن فعال و اسید اسکوربیک مثل تولیدات متعدد داروهای شیمیایی.
2 CH2=CH2 + 4 HCl + O2 → 2 ClCH2CH2Cl + 2 H2O دی کلرواتان توسط اکسی کلری شدن
چوب + HCl + حرارت ← کربن فعالفعال سازی شیمیایی
محصولات زیادی توسط هیدروکلریک اسید طی یک واکنش اسید و باز طبیعی منجر به ترکیبات معدنی (غیرآلی) تولید میشوند و هم چنین مواد شیمیایی درگیر با آب مثل کلرید آهن (III) و پلی آلومینیوم کلراید (PAC).
هیدروکلریک اسید در تعداد زیادی از کاربریهای مقیاس کوچک مثل فرایند چرم سازی، خالص سازی نمک طعام، نظافت و خانهداری،و بنای ساختمانها به کار میرود. تولید نفت را میتوان با تزریق هیدروکلریک اسید در بستر صخرهای یک چاه نفت، حل کردن یک بخش از صخره و ساختن یک منفذ بزرگ تحریک کرد. اسیدزنی چاه نفت یک فرایند معمول در صنعت تولید نفت دریای شمال است.
هیدروکلریک اسید برای حل کردن کلسیم کربنات نیز به کار میرود به عنوان مثال برای پوسته پوسته کردن کتریها و برای پاک کردن ملات از آجرکاریها. البته یک مایع خطرناک است که باید با دقت کافی از آن استفاده کرد. ضمن استفاده روی یک آجرکاری، واکنش آن با ملات تا جایی که کل اسید تبدیل شود ادامه مییابد و کلسیم کربنات، کربن دی اکسید و آب را به همراه دارد:
2HCl + CaCO3 → CaCl2 + CO2 + H2O
اکثر واکنشهای شیمیایی هیدورکلریک اسید در تولید غذا، مواد تشکیل دهنده غذا و افزودنیهای غذایی به کار گرفته میشوند. محصولات رایج عبارتند از آسپارتام، فروکتوز، سیتریک اسید، لیزین، پروتئین گیاهی هیدرولیز شده با اسید به عنوان مقوی غذایی، و در تولید ژلاتین. هیدروکلریک اسید مورد استفاده در صنایع غذایی (خیلی خالص) را میتوان موقع نیاز برای محصول نهایی به کار برد.
اسید معده یکی از ترشحات اصلی معده است و به طور عمده شامل هیدروکلریک اسید بوده و محتوای معده را طوری اسیدی میکند که پی اپی بین ۱ و ۲ داشته باشد.[۲۸][۲۹]
یونهای کلرید (Cl−) و هیدروژن (H+) در ناحیهٔ بالایی معده توسط یاخته جداری از مخاط اسید معده ترشح میشوند و به سمت یک شبکهٔ ترشحی به نام کانالیکولیقبل از اینکه وارد حفره پایینی معده شوند، هدایت میشوند.
اسید معده مانند یک سد مقابل ریزاندامهها برای جلوگیری از عفونتها ظاهر میشود و برای هضم غذا اهمیت زیادی دارد. پی اچ پایین آن پروتئینها را دناتوره میکند و در نتیجه آنها را برای تخریب توسط آنزیمهای گوارشی مثل پپسین حساس میکند. پی اچ پایین هم چنین آنزیم پیشروی پپسینوژن را فعال و تبدیل به آنزیم فعال پپسین (با خودشکافی) میکند. بعد از ترک معده، هیدروکلریک اسید کیموس توسط سدیم بی کربنات در دوازدهه خنثی میشود.
خود معده با ترشح لایهٔ ضخیم مخاط، و با سکرتین ناشی از محلول بافر سدیم بی کربنات در مقابل این اسید قوی از خود محافظت میکند. <a href="ht