Kyselina chlorovodíková

Šablona:Infobox chemická látka Kyselina chlorovodíková (chemický vzorec HCl) je vodný roztok plynného chlorovodíku. Patří mezi velmi silné anorganické kyseliny a je jednou z nejdéle známých a nejvíce využívaných chemikálií v průmyslu i laboratořích. Pro svůj historický původ výroby z chloridu sodného (kuchyňské soli) je často nazývána kyselina solná.

Jedná se o bezbarvou, těkavou kapalinu s charakteristickým ostrým a dráždivým zápachem. Technická kyselina chlorovodíková bývá často nažloutlá kvůli přítomnosti nečistot, typicky iontů železa. Je klíčovou složkou žaludečních šťáv většiny savců, kde hraje zásadní roli v procesu trávení.

🔬 Chemické a fyzikální vlastnosti

Kyselina chlorovodíková je silná, jednosytná kyselina, což znamená, že ve vodném roztoku plně disociuje na vodíkový kationt (H⁺, vázaný na vodu jako oxoniový kationt H₃O⁺) a chloridový aniont (Cl⁻).

HCl(g) + H₂O(l) → H₃O⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Její síla a reaktivita se projevuje několika způsoby:

Reakce s kovy: Bouřlivě reaguje s neušlechtilými kovy (např. zinek, železo, hořčík nebo hliník) za vzniku příslušného chloridu a uvolnění plynného vodíku.

Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂

Neutralizace: Jako typická kyselina reaguje s zásadami (např. hydroxid sodný) v neutralizační reakci, při které vzniká sůl (chlorid) a voda.

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Rozpustnost: Je mísitelná s vodou v jakémkoliv poměru. Při rozpouštění chlorovodíku ve vodě se uvolňuje značné množství tepla (exotermická reakce).
Azeotropická směs: S vodou tvoří azeotropickou směs s bodem varu 110 °C, která obsahuje 20,2 % HCl.
Dýmání: Koncentrovaná kyselina chlorovodíková (nad 38 %) je "dýmavá", protože plynný chlorovodík unikající z roztoku reaguje se vzdušnou vlhkostí a tvoří drobný aerosol (mlhu) kyseliny chlorovodíkové.

Směs koncentrované kyseliny chlorovodíkové a kyseliny dusičné v objemovém poměru 3:1 se nazývá lučavka královská. Tato směs je schopna rozpouštět i velmi odolné drahé kovy, jako jsou zlato a platina.

🏭 Výroba

Historicky se kyselina chlorovodíková vyráběla působením koncentrované kyseliny sírové na chlorid sodný (kuchyňskou sůl) za vysoké teploty. Z tohoto procesu pochází její název "kyselina solná".

2 NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2 HCl

V současnosti se v průmyslovém měřítku vyrábí především třemi způsoby:

Přímá syntéza z prvků: Spalováním vodíku v atmosféře chloru. Tato reakce je silně exotermická a poskytuje velmi čistý produkt.

H₂ + Cl₂ → 2 HCl

Jako vedlejší produkt chlorace: Vzniká při chloraci organických sloučenin, například při výrobě PVC nebo jiných chlorovaných uhlovodíků.

R-H + Cl₂ → R-Cl + HCl

Z chloridů: V menší míře se stále využívají procesy založené na reakci chloridů s jinými kyselinami.

Vyrobený plynný chlorovodík se následně rozpouští v demineralizované vodě za vzniku kyseliny chlorovodíkové o požadované koncentraci. Komerčně se nejčastěji dodává v koncentracích 31 % až 38 %.

💡 Pro laiky: Kyselina, kterou máme v žaludku

Představa silné, žíravé kyseliny může znít nebezpečně, ale ve zředěné formě ji každý z nás nosí v sobě. Zde je vysvětlení pro snadnější pochopení:

Žaludeční strážce: V našem žaludku je přítomna zředěná kyselina chlorovodíková (o koncentraci asi 0,3–0,5 %). Funguje jako neuvěřitelně účinný "strážce". Zabíjí většinu bakterií a jiných škodlivých mikroorganismů, které sníme s jídlem, a chrání nás tak před infekcemi.
Pomocník při trávení: Kyselina pomáhá "rozmotat" složité molekuly bílkovin z masa, vajec nebo luštěnin. Tím připraví půdu pro enzym zvaný pepsin, který by bez kyselého prostředí nemohl fungovat a štěpit bílkoviny na menší části.
Proč nenaleptá žaludek? Žaludek je chráněn silnou vrstvou hlenu (mucinu), která brání kyselině, aby poškodila jeho stěnu. Pokud je tato ochrana narušena, mohou vzniknout bolestivé žaludeční vředy.
Kyselina v domácnosti: V obchodě ji najdete pod názvem "kyselina solná". Používá se k odstraňování vodního kamene v záchodových mísách nebo k čištění zbytků betonu. Je to v podstatě stejná látka, jen mnohem koncentrovanější a nečistší, a proto je s ní třeba zacházet s maximální opatrností.

Kyselina chlorovodíková je tedy skvělý příklad toho, jak jedna chemická látka může být v malém množství životně důležitá, zatímco ve vysoké koncentraci je nebezpečnou žíravinou.

🛠️ Využití

Kyselina chlorovodíková je po kyselině sírové nejpoužívanější kyselinou v průmyslu. Její využití je mimořádně široké:

Chemický průmysl: Je základní surovinou pro výrobu mnoha anorganických i organických sloučenin, například chloridu železitého (používaného při čištění odpadních vod), chloridu vápenatého (zimní posyp) nebo vinylchloridu, monomeru pro výrobu PVC.
Hutnictví a kovoprůmysl: Používá se k moření oceli, což je proces odstraňování rzi a okují z povrchu kovu před jeho dalším zpracováním, například galvanickým pokovováním.
Potravinářský průmysl: Slouží jako regulátor kyselosti (pod označením E 507) a při výrobě želatiny a dalších potravinářských přísad.
Činění kůže: Využívá se v kožedělném průmyslu při zpracování a činění kůží.
Úprava vody: Slouží k regeneraci iontoměničů a k úpravě pH vody, včetně bazénové.
Domácnost a stavebnictví: Jako "kyselina solná" se používá k čištění, odstraňování vodního kamene a zbytků malty či betonu.
Laboratoře: Je jednou ze základních laboratorních chemikálií pro syntézy, analýzy a titrace.

☣️ Bezpečnost a účinky na zdraví

Kyselina chlorovodíková je vysoce žíravá a nebezpečná látka, která vyžaduje opatrné zacházení.

Kontakt s kůží a očima: Způsobuje těžké poleptání kůže a vážné poškození očí, které může vést až k trvalé slepotě. Při zasažení je nutné postižené místo okamžitě a dlouhodobě oplachovat velkým množstvím vody a vyhledat lékařskou pomoc.
Vdechnutí: Výpary (plynný chlorovodík) silně dráždí dýchací cesty a mohou způsobit jejich poleptání. Práce s kyselinou musí probíhat v dobře větraných prostorách nebo pod digestoří.
Požití: Požití kyseliny způsobuje poleptání jícnu a žaludku a může být smrtelné. Je zakázáno vyvolávat zvracení, aby nedošlo k opětovnému poškození jícnu.

Při manipulaci s kyselinou chlorovodíkovou je nezbytné používat osobní ochranné pracovní prostředky, jako jsou ochranné brýle nebo obličejový štít, chemicky odolné rukavice a ochranný oděv. Kyselina se musí skladovat v dobře uzavřených nádobách z odolného materiálu, mimo dosah zásad a kovů.

Zdroje

```