Hidroklorik asit

Tarihçe

Hidroklorik asit, ilk defa MS 800'lerde Cabir bin Hayyan adlı simyacı tarafından, sofra tuzunun sülfürik asit ("vitriol") ile karıştırılmasıyla elde edildi. Cabir, keşfettiklerini derleyerek daha sonraları 20 farklı kitapta topladı. Bu 20 kitap, yüzyıllar boyunca hem simyanın hem de asitlerin temel kitapları arasında yer aldı. Cabir'ın keşiflerinden biri de, hidroklorik asit ve nitrik asitin karışımıyla hazırlanan kral suyudur. Kral suyu, uzun yıllar boyunca, simyada önemli bir yer edindi.
Orta Çağ'da hidroklorik asit, Avrupa'da acidum salis veya tuz ruhu adıyla bilinmekteydi. Türkiye'de de kullanılan tuz ruhu tabiri bugün sadece temizlik amaçlı alanlarda kullanılır. Yine Avrupa'da kullanılan bir başka kullanım olan muryatik asit terimi, (muriatic İngilizce'de; salamura veya tuz ile ilgili olan anlamına gelmektedir) günümüzde hâlâ kullanılmaktadır. 17. yüzyılda Johann Rudolf Glauber adlı Alman kimyacı, Mannheim işlemi'nde sodyum klorit tuzunu ve sülfürik asiti kullanarak sodyum sülfat ve hidrojen klorür gazı çıkarmayı başardı. İngiliz bilim adamı Joseph Priestley de 1772 yılında saf hidrojen klorür elde etmeyi başardı. Yine bir başka İngiliz kimyacı Humphry Davy, asit özelliğinin hidrojenin varlığından ileri geldiğini saptayarak asitlerle anhidritlerin farklı olduğu sonucuna vardı.
Sanayi Devrimi sürecinde, sodyum karbonat (soda) gibi alkaliler ve yan ürünlerine olan talebin sonucu Nicolas Leblanc adındaki Fransız kimyacı, bu alandaki sanayi dalları için girişimde bulundu. Leblanc işlemine göre kireç taşı, kömür ve sülfürik asit kullanarak tuzun alkali olabileceği söz konusuydu. 1863'teki Alkali Yasası'na ve başka Avrupa ülkelerindeki bilim adamlarınca ilan edilen benzer yasalara göre, tepkimeye giren aşırı hidrojen klorür, havaya karışmaktaydı.
20. yüzyılın başında Leblanc işlemi, yerini hidroklorik asit yan ürünleri olmaksızın Solvay işlemi'ne bıraktı. Bu işlem, Leblanc işlemine göre çok daha ucuz ve çok daha kolay elde edilebilir bir yöntemdi. Başta 20. yüzyıldaki sanayi dallarında görülen aşırı talep artışı olmak üzere, zamanla hidroklorik asit, sanayinin birçok alanında önemli yer edinmeye başladı. 1988'den beri hidroklorik asit, Birleşmiş Milletler'in Narkotik örgütleri tarafından 2. Tablo göstergeci olarak, narkotik teşhislerinde kullanılmaktadır.

Kimyasal özellikler

Hidrojen klorür, güçlü bir asittir. Moleküler yapısı oldukça basit olan Hidroklorik asit, bir klor atomu ile bir hidrojen atomundan meydana gelir ve formülü HCl'dir. Hidroklorik asit, oda sıcaklığında bir litre suda, yaklaşık 450 litre gibi çok yüksek oranda çözünür. Öbür asitler gibi, renkli ayıraçla "asit rengi" denilen bir renk verir; sözgelimi turnusolu kırmızıya, heliantini pembeye, bromofenolu sarıya boyar ve fenolftaleinle renksiz bir sıvı verir. Sodyum karbonat ve amonyak gibi bazlara, belirgin bir etki yapar. Belirli hacimde hidroklorik asit bulunan bir cam tüpe, bir sodyum karbonat çözeltisi azar azar döküldüğünde, tüpe daldırılacak bir termometre, sıcaklığın hızla yükseldiğini gösterir; çözelti, su bütünüyle yok oluncaya kadar ısıtılırsa, sodyum klorür (sofra tuzu) katı halde çöker. İçinde amonyak bulunan bir şişenin ağzına hidroklorik asit taşıyan bir şişe yaklaştırılırsa, beyaz renkte ve bol miktarda amonyum klorür dumanları oluşur. Bu tepkimeyle, bir ortamda söz konusu maddelerin bulunup bulunmadığı belirlenir. Hidroklorik asit, suya damlatıldığında H⁺ iyonu vermektedir.
Hidroklorik asit tipik bir asit özelliği olarak çinko, demir, magnezyum ya da alüminyum gibi birçok metale etki ederek, hidrojen açığa çıkarır. Bakır, bu asitle ancak havanın oksijeni eşliğinde tepkimeye girer; ama hidrojen açığa çıkmaz. Altın ve platin hidroklorik asitle tepkimeye girmezlerse de, aşağı yukarı bütün metallere etki eden kral suyu (hidroklorik asit - nitrik asit) karışımında çözünürler. Metal oksitler (pas) genellikle hidroklorik asitte çözünmeye uğrarlar. Hidroklorik asidin pas giderici rolü, bu olaya dayanır.
Karbonatlar, hidroklorik asitle şiddetli bir tepkime gerçekleştirirler ve karbondioksit açığa çıkar. Öbür tuzlar hidroklorik asitle tepkimeye girerler; sözgelimi gümüş nitrat, hidroklorik asitle tepkimeye girdiğinde, beyaz renkte gümüş klorür çökeleği verir; çökelek, ışık aldığında morarır (bu tepkimeden, kimyasal çözümlemeyle söz konusu maddelerin tanınmasında yararlanılır).
Hidroklorik asit, pas giderici olarak kullanılmasının yanı sıra, organik bileşiklere etki ettirilerek klorlu ürünlerin (çözücüler, plastik maddeler) elde edilmesinde yararlanılır.

Üretim

Hidroklorik asit, hidrojen klorür adlı maddenin, suda çözülmesiyle elde edilir. Aynı doğrultuda, hidrojen klorürün elde edilmesi de birkaç farklı yöntemle gerçekleşebilir. Özellikle büyük ölçekli hidrojen klorür üretimlerinde, hemen hemen her zaman, madde başka maddelerle karıştırılarak elde edilir.
piyasa adı tuz ruhu ve diğer adı ise Klorhidrik asittir.

Endüstriyel pazarlama

Hidroklorik asit, kütlece 38% oranında HCl içeren çözeltiler içinde elde edilir. Kimyasal olarak 40%'a kadarlık bir derişimde üretim yapmak söz konusudur. Ancak böyle durumlarda buharlaşma oranı yüksek olacağından, asidin depolanması ve saklanması fazladan paraya mal olmaktadır. Ayrıca böyle depo ortamlarının sağlanması için uygun basınç ve sıcaklık değerlerinin sağlanması gerekmektedir. Günümüzde en uygun solüsyon derişimi 30% ile 34% arasında olanıdır. Böylelikle düşük taşıma ve düşük depolama ücretleri ortaya çıkmaktadır. Ev ortamında, -özellikle temizlik amaçlı- hidroklorik asit üretiminde ortalama derişim 10% ile 12% arasındadır. Ancak buna rağmen kullanmadan önce asidin bulunduğu temizlik gerecinin su aracılığıyla seyreltilmesi gerekmektedir. Tuz ruhu adıyla satışı gerçekleştiren İngiltere'de ve birçok Avrupa ülkesinde, asidin kullanımı evdeki temizlik dışına çıkmamaktadır.
Dünyanın en büyük hidroklorik asit üreticilerinden Dow Chemical'ın yıllık asit üretimi 2 milyon tonu bulmaktadır. FMC, Georgia Gulf Corporation, Tosoh Corporation, Akzo Nobel ve Tessenderlo Total gibi diğer önemli firmalar da, yıllık 0.5 ila 1.5 milyon tonluk asit üretmektedir. Dünyada hidroklorik asidin açık pazarı yaklaşık olarak 5 milyon ton olarak belirlenmiştir.

Kullanım

Hidroklorik asit, çeşitli farklı iş alanlarında kullanımı bulunan bir tür inorganik asittir. Asidin derişimi, kullanıldığı iş sahasına göre değişkenlik göstermektedir. Hidroklorik asit, çeliğin dekapajı, organik bileşiklerin oluşturulması, inorganik maddelerin sanayi dallarında üretimi ve pH dengesinin sağlanması için birçok sanayi alt dalında kullanılmaktadır.

Organik bileşiklerin üretimi

Hidroklorik asidin kullanım alanlarından birisi de, PVC adlı madde için üretilen vinil klorit gibi organik bileşikler üretmektir. Bu alanda üretilen asitler asla satışa sunulmazlar. Kapalı bir sanayi içinde sadece organik bileşik üretimi için kullanılırlar. Hidroklorik asit aracılığıyla Bisfenol A, polikarbonatlar, aktif karbon ve askorbik asit gibi önemli kullanım alanları olan organik bileşikler üretilebilmektedir. Özellikle farmakoloji alanında kullanılacak bileşik ve ilaçların eldesinde ve teflonun üretiminde hidroklorik asidin önemli bir yeri bulunmaktadır. Özellikle I. Dünya Savaşı sırasında hidroklorik asitten elde edilerek kullanılan fosgen (COCl₂) adlı organik madde, kimyasal silah olarak kullanılmıştır.

Diğer

Hidroklorik asit, kimyadaki ara maddelerden biridir. Bu asit, birçok küçük çaplı sanayi dalında kullanılmaktadır. Deri işlemeciliği, ev temizliği, inşaat sanayisi bunların başında gelmektedir. Petrol araştırmalarında, kayaların içine hidroklorik asit enjekte edilerek, petrolün varlığı ve/veya kalitesi hakkında bilgi toplanabilmektedir. Asit, ayrıca gıda sektöründe katkı maddelerinin yapımında kullanılmaktadır. Özellikle yapay gıdalarda ve vitaminlerde üretim aşamasında hidroklorik asitten yararlanmaktadır.

Canlılardaki yeri

Gastrik asit, çoğu canlının midesinde yer alan önemli bir sindirim ekipmanıdır. Bu asit, hidroklorik asidin seyreltilmiş hali olarak tanımlanabilmektedir. Normal bir insanda, midedeki asidin pH değeri 1 ile 2 arasında değişebildiği gibi, mide özsuyunda %0,3 oranında hidroklorik asit yer almaktadır. Ancak mide özsuyundaki asidin pH değerlerinde herhangi bir azalma gözlenirse, midede ülserler görülebilmektedir. pH değerinin arttığı durumlarda da sindirim problemleri baş göstermektedir.
Gastrik asit, midede, mikroorganizmalara karşı bariyer görevi üstlenmektedir. Özellikle, yenilen yiyeceklerdeki bakteri oranını düşürmekte oldukça etkin rol üstlenmektedir. Düşük pH değeri, ayrıca pepsinozin adı verilen sindirim enzimini harekete geçirmekte kullanılmaktadır. Düşük pH değerine maruz kalan besinler, oniki parmak bağırsağına geldiğinde ortamdaki 6'lık pH değeri aracılığıyla tekrar eski hallerine dönmektedir.
Hidroklorik asit, kendi başına, mideyi delebilecek güçte bir asittir. Ancak midede yer alan kalın mukus tabakası, asidin mide epitellerine zarar vermesini engeller. Ancak eğer mukus tabakası çok ince olursa veya asit çok düşük bir pH değerine sahipse, bunun sonucunda mide ekşimesi, ülserler ve reflü görülebilmektedir.