Axit HCl là gì? Tính chất hoá lý, điều chế và ứng dụng

Chu Văn An

Axit clohydric hay còn gọi là axit clohydric là một axit mạnh được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Axit clohydric có công thức hóa học HCL và được sử dụng rất phổ biến làm chất xúc tác hoặc nguyên liệu thô. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về loại hóa chất này nhé.

Axit HCl, còn được gọi là axit muriatic hoặc rượu mạnh của muối, là dung dịch nước của hydro clorua (HCl). Đây là dung dịch không màu, có mùi hăng đặc trưng. Axit clohydric được phân loại là một axit vô cơ mạnh.

Axit clohydric là thành phần của axit dạ dày trong hệ tiêu hóa của hầu hết các loài động vật, kể cả con người. Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc tiêu hóa thức ăn.

Axit clohydric

Ngoài ra, Axit clohydric còn là thuốc thử quan trọng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp hóa chất để sản xuất nhựa PVC. Axit này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau.

Tính chất vật lý của axit HCl

Tính chất hóa học của Axit HCl – Axit Clohydric

Khí hydro clorua (HCl) là một hợp chất phân tử, có liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử hydro (H+) và clo (Cl-). Khi HCl hòa tan trong nước, quá trình phân ly hoàn tất, tạo thành ion clorua (Cl-) và ion hydronium (H3O+).

Khi thêm muối clorua như NaCl vào dung dịch HCl, chúng không ảnh hưởng đến giá trị pH của dung dịch. Điều này chứng tỏ ion clorua (Cl-) là bazơ liên hợp rất yếu và HCl phân ly hoàn toàn trong dung dịch. Đối với dung dịch axit clohydric trung bình đến mạnh, số mol H+ xấp xỉ bằng số mol HCl.

Trong số sáu axit vô cơ mạnh phổ biến, axit clohydric là axit monoprotonic ít có khả năng tạo ra phản ứng oxy hóa khử nhất. Nó là một trong những axit mạnh ít độc nhất khi tiếp xúc. Dung dịch axit clohydric nồng độ trung bình khá ổn định khi bảo quản.

Axit clohydric thường được sử dụng để chuẩn bị mẫu trong hóa phân tích. Axit clohydric đậm đặc có thể hòa tan một số kim loại, tạo ra khí hydro và clo. Nó phản ứng với các hợp chất cơ bản như canxi cacbonat hoặc oxit đồng (II), tạo thành dung dịch hòa tan có thể được sử dụng để phân tích.

Giống như các axit khác, HCl có thể phản ứng với:

• Kim loại: Giải phóng khí hydro và tạo ra muối clorua (trừ các kim loại đứng sau hydro trong dãy hoạt động hóa học của các kim loại như Cu, Hg, Ag, Pt, Au).

Fe + 2HCl → FeCl2+ H2

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O

NaOH + HCl → NaCl + H2O

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

Ngoài ra, trong một số phản ứng HCl còn thể hiện tính chất khử bằng cách khử một số hợp chất như KMnO4 (đậm đặc), MnO2, KClO3 để giải phóng khí clo.

2KMnO4(đậm đặc) + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8 H2O

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Ứng dụng của Axit Clohydric trong đời sống

Chất tẩy gỉ thép

Một trong những công dụng quan trọng của axit clohydric là loại bỏ rỉ sét trên bề mặt thép, trước khi thép được sử dụng cho các mục đích khác như cán, mạ điện,…

Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O

Axit đã qua sử dụng được tái sử dụng nhiều lần, gọi là dung dịch sắt(II) clorua. Tuy nhiên, sự gia tăng của kim loại nặng trong dung dịch tẩy này làm giảm hiệu suất của phản ứng.

Để giải quyết vấn đề này, các công nghệ “tái chế axit clohydric” đã được phát triển như công nghệ lò phun hay công nghệ tái sinh HCl tầng sôi. Quá trình này cho phép thu hồi HCl từ chất lỏng tẩy rửa. Công nghệ tái chế phổ biến nhất là nhiệt phân, theo phản ứng:

4 FeCl2 + 4 H2O + O2 → 8 HCl + 2 Fe2O3

Bằng cách phục hồi các đặc tính của axit đã qua sử dụng, người ta đạt được một chu trình axit khép kín. Sản phẩm phụ của quá trình tái chế là oxit sắt (III) được thu hồi và tái sử dụng cho nhiều mục đích công nghiệp khác.

Sản xuất các hợp chất vô cơ

Nhiều sản phẩm vô cơ có thể được sản xuất từ ​​axit clohydric thông qua phản ứng axit-bazơ. Các hợp chất này bao gồm các hóa chất xử lý nước như sắt (III) clorua và polyaluminium clorua (PAC).

Ví dụ:

Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O (sắt(III) clorua từ magnetit)

Cả sắt(III) clorua và PAC đều được sử dụng làm chất keo tụ và chất keo tụ để lắng các thành phần trong quá trình xử lý nước thải, sản xuất nước uống và sản xuất giấy.

Các hợp chất vô cơ khác được sản xuất từ ​​HCl bao gồm canxi clorua, niken(II) clorua để mạ điện và kẽm clorua để mạ và sản xuất pin.

CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O (canxi clorua từ đá vôi)

Zn(s) + 2 HCl → ZnCl2 + H2(g)

Kiểm soát và trung hòa độ pH

Axit clohydric có thể được sử dụng để điều chỉnh tính bazơ của dung dịch thông qua phản ứng:

OH⁻ + HCl → H2O + Cl⁻

Trong các ngành công nghiệp đòi hỏi độ tinh khiết cao như thực phẩm, dược phẩm, nước uống, Axit clohydric chất lượng cao được sử dụng để điều chỉnh độ pH của nước cần xử lý.

Trong các ngành công nghiệp không yêu cầu độ tinh khiết cao, axit clohydric chất lượng công nghiệp cũng có thể được sử dụng để trung hòa nước thải và xử lý nước bể bơi.

Kiểm soát và trung hòa pH bằng axit clohydric là ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, giúp điều chỉnh tính chất của dung dịch phù hợp với yêu cầu của quá trình sản xuất.

Tái sinh thiết bị trao đổi ion

Axit clohydric chất lượng cao được sử dụng trong việc tái sinh nhựa trao đổi ion. Trao đổi cation được sử dụng rộng rãi để loại bỏ các ion như Na+ và Ca2+ khỏi dung dịch nước, tạo ra nước khử khoáng.

Trong quá trình tái sinh, axit clohydric được sử dụng để rửa trôi các cation khỏi nhựa trao đổi ion. Ion Na+ sẽ được thay thế bằng H+ và Ca2+ sẽ được thay thế bằng 2H+.

Thiết bị trao đổi ion và nước khử khoáng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như hóa chất, sản xuất nước uống và công nghiệp thực phẩm.

Tái tạo axit clohydric giữ cho khả năng trao đổi ion của nhựa được duy trì, đảm bảo xử lý nước hiệu quả trong các ứng dụng công nghiệp.

Một số ứng dụng khác

Axit clohydric được sử dụng cho một số lượng lớn các ứng dụng quy mô nhỏ, chẳng hạn như chế biến da, làm sạch hộ gia đình và xây dựng công trình. Trong ngành dầu khí, axit clohydric có thể được bơm vào khối đá của giếng dầu để hòa tan một phần đá và tạo ra cấu trúc lỗ rỗng lớn, kích thích sản xuất dầu.

Axit clohydric cũng được sử dụng để hòa tan canxi cacbonat, ví dụ như trong việc tẩy cặn trong ấm đun nước và làm sạch vữa trên gạch. Phản ứng với vữa không diễn ra cho đến khi axit được chuyển hóa hoàn toàn, tạo thành canxi clorua, carbon dioxide và nước.

CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O

Ngoài ra, nhiều phản ứng hóa học liên quan đến axit clohydric được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm, nguyên liệu thực phẩm và phụ gia thực phẩm như sản xuất aspartame, fructose, axit citric, lysine, protein thủy phân, gelatin, v.v.. Đối với các sản phẩm thực phẩm, chất lượng cao (siêu tinh khiết) axit clohydric có thể được sử dụng khi cần thiết.

Làm thế nào để sản xuất axit HCl?

Axit HCl trong công nghiệp thường được sử dụng ở nồng độ 30% đến 34%, nhằm tối ưu hóa việc vận chuyển và giảm thất thoát khí HCl dưới dạng bay hơi.

Tổng hợp axit clohydric từ các nguyên tố sau:

Quá trình này tổng hợp trực tiếp từ khí clo và khí hydro để tạo ra axit clohydric có độ tinh khiết cao:

H2 + Cl2 → 2HCl

(ΔH= -184,74 kJ/mol)

Phản ứng diễn ra trong buồng đốt, được cung cấp khí clo và hydro ở nhiệt độ trên 2000°C với sự có mặt của ngọn lửa. Để đảm bảo phản ứng hoàn toàn, lượng hydro cao hơn một chút (khoảng 1-2%) so với clo được cung cấp, do đó không còn clo dư trong sản phẩm.

Tuy nhiên, hỗn hợp hydro và clo có khả năng gây nổ nên cần sử dụng thiết bị đặc biệt có khả năng chịu nhiệt cao. Một nhược điểm khác là chi phí cao của các chất phản ứng (hydro và clo).

Tổng hợp axit clohiđric từ phản ứng với clorua kim loại:

Phương pháp này sử dụng phản ứng của axit sunfuric (H2SO4) hoặc hydro sunfat với natri clorua (NaCl) để tổng hợp axit clohydric. Quá trình diễn ra trong hai giai đoạn:

Giai đoạn 1 (ở nhiệt độ khoảng 150-250°C):

NaCl + H2SO4 đậm đặc → NaHSO4 + HCl↑

Giai đoạn 2 (ở nhiệt độ khoảng 500-600°C):

NaCl + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl↑

Phản ứng chung:

2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑

Chiều cân bằng phản ứng nghiêng về phía tạo ra khí HCl vì khí này liên tục bị loại bỏ. Phương pháp này cho phép tạo ra các sản phẩm tinh khiết, thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, phương pháp này không được áp dụng trong sản xuất thương mại vì axit sulfuric đắt hơn axit clohydric.

Sản phẩm clo hóa trong sản xuất hữu cơ:

Hầu hết axit clohydric được sản xuất dưới dạng sản phẩm phụ bằng quá trình clo hóa hữu cơ.

Một số phản ứng chính liên quan đến sản xuất axit clohydric bao gồm:

C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2

C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl

Khoảng 90% axit clohydric được sản xuất ở Mỹ là thông qua phương pháp clo hóa này.

Cl2 + RH → RCl + HCl

(Trong đó R là gốc hydrocarbon)

RCl + HF → RF + HCl

Phản ứng này được sử dụng để chuyển đổi sản phẩm clo hóa (RCl) thành HCl.

2 CHF2Cl → CF2=CF2 + 2 HCl

C4H6Cl2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O + 2HCl

Tổng hợp axit clohiđric từ quá trình hydrat hóa clorua kim loại nặng:

Một phản ứng điển hình là hydrat hóa sắt (III) clorua:

2FeCl3 + 6H2O → Fe2O3 + 3H2O + 6HCl

Sau khi tạo ra khí HCl, dòng khí này được đưa qua tháp hấp thụ. Tại đây, HCl sẽ bị hấp phụ vào dung dịch axit clohydric loãng tạo thành axit clohydric đậm đặc. Đồng thời, dòng khí cuối cùng được đưa đến thiết bị làm sạch để loại bỏ HCl tự do trước khi thải ra không khí.

Quá trình này cho phép thu hồi axit clohydric có độ tinh khiết cao từ nguồn clorua kim loại nặng sẵn có.

Axit clohydric có khả năng gây tác dụng ăn mòn các mô của con người và gây tổn thương các cơ quan,

Mua Axit HCl tại Hà Nội và Hồ Chí Minh

Hicotech Việt Nam là một trong những nhà cung cấp hàng đầu chuyên sản xuất và cung cấp Axit Clohydric 32% cho thị trường toàn quốc.

Công ty TNHH Hicotech Việt Nam đã tạo dựng được uy tín với khách hàng qua thời gian làm việc lâu dài và chuyên cung cấp các sản phẩm hóa chất chất lượng với giá cả phải chăng. Nếu bạn đang có nhu cầu mua Axit clohydric hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất.

Quý khách hàng có nhu cầu mua Axit clohydric 32% tại Hà Nội và TP.HCM vui lòng liên hệ Hicotech để được tư vấn và báo giá tốt nhất.