Hidroklorik asit

Hidroklorik asit (veya Klorhidrik asit), hidrojen ve klor elementlerinden oluşan, oda sıcaklığı ve normal basınçta gaz hâlinde olan hidrojen klorürün sulu çözeltisine verilen ad. Halk arasında tuz ruhu olarak da bilinir. 9. yüzyılda simyacı Câbir bin Hayyân tarafından keşfedildi ve sonrasında Simya alanında kullanıldı. Sanayi Devrimi sırasında, sanayideki önemi keşfedilen asit, önce Leblanc işlemi, sonrasında Solvay işlemi ile sanayi alanında üretilmeye başladı. Hidroklorik asit, tarihte yeni kolaylıkların keşfinde önemli roller üstlendi. Günümüzde PVC'den demir-çeliğe, organik madde üretiminden gıda sektörüne kadar hemen hemen tüm alanlarda hidroklorik asit kullanılmaktadır.

Hidroklorik asit, sağladığı kolaylıkların yanında, zehirli bir maddedir ve insan dokuları başta olmak üzere çoğu yüzeye büyük tahribat verir. Bu nedenle bu asit ile çalışılırken güvenlik önlemleri en üst düzeyde tutulmalıdır. Asit, toksik olmasının yanında, gözler ve deri için tahriş edicidir, deride yanıklara neden olmaktadır ve solunum sistemi için tahriş edici özellik taşımaktadır. Hidroklorik asidi elde edebilmek için öncelikle hidrojen klorür gazınının elde edilmesi gerekir.

 Tarihçe 
küçükresim|sol|Hidroklorik asit ile ilgili çalışmalarıyla tanınan Cabir bin Hayyan'ın temsili bir resmi
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 İngilizcede; salamura veya tuz ile ilgili olan anlamına gelmektedir) günümüzde hâlâ kullanılmaktadır. 17. yüzyılda Johann Rudolf Glauber adlı Alman kimyacı, Mannheim işlemi'nde sodyum klorür tuzunu ve sülfürik asiti kullanarak sodyum sülfat ve hidrojen klorür gazı çıkarmayı başardı. İngiliz bilim insanı 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.Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements, 2nd Edition, Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.

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.List of precursors and chemicals frequently used in the illicit manufacture of narcotic drugs and psychotropic substances under international control Ninth Edition, January 2005

 Kimyasal özellikler 

küçükresim|Asidin titrasyonu
Hidroklorik asit, güçlü bir asittir. Moleküler yapısı oldukça basit olan hidrojen klorür, bir klor atomu ile bir hidrojen atomundan meydana gelir ve formülü HCl'dir. Hidrojen klorür, oda sıcaklığında bir litre suda, yaklaşık 450 litre gibi çok yüksek oranda çözünür. Diğer asitler gibi, renkli ayıraçla "asit rengi" denilen bir renk verir; sözgelimi turnusolu kırmızıya, heliantini pembeye, bromofenolü sarıya boyar ve fenolftaleinle renksiz bir sıvı verir.egitek.meb.gov.tr  Hidroklorik asit ve pH hakkında bir deney  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 hâlde 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 veya hidrojen klorür, suya eklendiğinde H+ iyonu vererek hidronyum ve klorür iyonlarına ayrışır.

Hidroklorik asit tipik bir asit özelliği olarak çinko, demir, magnezyum ya da alüminyum gibi birçok metale etki ederek, hidrojen gazı açığa çıkarır.Tübitak; Hidrojen gazı çıkışı   Bakır, hidroklorik asitle doğrudan tepkime vermez çünkü standart indirgenme potansiyeli yüksektir. Havanın oksijeni ile oluşan oksitlenmiş yüzey, zamanla asitle etkileşebilir ama hidrojen gazı açığa çıkmaz.Asitler hakkında; PDF   Altın ve platin hidroklorik asitle tepkimeye girmezlerse de, aşağı yukarı bütün metallere etki eden kral suyu (3 mol hidroklorik asit - 1 mol nitrik asit) karışımında çözünürler.ogrenci.hacettepe.edu.tr - Hacettepe Üniversitesi kral suyu ve HCl hakkında belge Metal oksitler 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).
küçükresim|Hidrojen klorürün suda iyonlaşıp klorür anyonu ve hidronyum katyonu oluşturması

Hidroklorik asit, pas giderici olarak kullanılmasının yanı sıra, organik bileşiklere etki ettirilerek klorlu ürünlerin (çözücüler, plastik maddeler) elde edilmesinde yararlanılır.

 Fiziksel özellikler 
Hidroklorik asidin kaynama sıcaklığı, erime sıcaklığı, yoğunluğu ve pH değeri gibi fiziksel özellikleri, asit çözeltisindeki hidrojen klorürün konsantrasyonu veya molaritesine bağlıdır.

 Der. (w/w) c: kg HCl/kg Der. (w/v)c: kg HCl/m³ Der. Baumé Yoğunlukρ: kg/l MolariteM pH Akmazlıkη: mPa·s Özısıs: kJ/(kg·K) Buhar basıncıPHCl: Pa Kaynama noktasıb.p. Erime noktasım.p. %10  104,80  6,6  1.048  2,87 M  −0.5  1,16  3,47  0,527  103 °C  −18 °C %20  219,60  13  1,098  6,02 M  −0,8  1,37  2,99  27,3  108 °C  −59 °C %30  344,70  19  1,149  9,45 M  −1,0  1,70  2,60  1.410  90 °C  −52 °C %32  370,88  20  1,159  10,17 M  −1,0  1,80  2,55  3.130  84 °C  −43 °C %34  397,46  21  1,169  10,90 M  −1,0  1,90  2,50  6.733  71 °C  −36 °C %36  424,44  22  1,179  11,64 M  −1,1  1,99  2,46  14.100  61 °C  −30 °C %38  451,82  23  1,189  12,39 M  −1,1  2,10  2,43  28.000  48 °C  −26 °C
Yukarıdaki sıcaklık ve basınç değerleri 20 °C ve 1 atmosfer basıncına göre (101.325 kPa) esas alınmıştır.

 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.

 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 - 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 şirketler, 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.

küçükresim|Laboratuvar ortamında kullanılan tipik bir hidroklorik asit şişesi

 Çeliğin dekapajı 
Hidroklorik asidin en önemli işlevlerinden birisi, çeliğin temizlenmesi amacıyla yapılan dekapaj işlemidir. Bu işlem öncesinde, diğer aşamalar için demir üzerindeki pas alınır. %18 derişimineki hidroklorik asit, demir üzerindeki karbonu ve pası almak için yeterlidir. Aşağıda bu işlemin formüle dökülmüş hali yer almaktadır.

 Fe2O3 + Fe + 6HCl → 3FeCl2 + 3H2O

Çelik dekapaj endüstrisi, kullanılmış dekapaj çözeltilerinden HCl'in geri kazanımını sağlayan; püskürtmeli kavurucu veya akışkan yataklı yenileme işlemi gibi teknikler geliştirmiştir. En çok bilinen yenileme işlemi, aşağıdaki formülle ifade edilebilen piro-hidroliz işlemidir:www.maden.org.tr  Dekapaj işlemi hakkında PDF 

 4FeCl2 + 4H2O + O2 → 8HCl + 2Fe2O3

 Organik bileşiklerin üretimi 
Hidroklorik asidin kullanım alanlarından birisi de, PVC adlı madde için üretilen vinil klorür 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.

 İnorganik bileşiklerin üretimi 
Birçok inorganik bileşik, asit-baz tepkimeleri aracılığıyla üretilmektedir. Bu tepkimede yer alan asitlerde hidroklorik asidin yeri çok büyüktür. Demir klorür veya polialüminyum klorür gibi maddeler, bu sayede, sudan ayrışabilmektedir. Bu sayede, su arıtma tesislerinde pis sular temizlenebilmektedir. Demir klorit ve polialüminyum klorit maddeleri, su dezenfektesi dışında, kâğıt üretimininde de önemli bir görev üstlenmektedir. Ayrıca pil, akü gibi ekipmanların üretilmesine bu asidin büyük bir yeri bulunmaktadır.

 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O

 pH Kontrolü ve nötrleştirme 
Hidroklorik asit, bir solüsyondaki bazik (pH) değeri düşürmek için kullanılabilmektedir. Örneğin; içinde OH- iyonu barındıran bir çözeltiye hidroklorik asit damlatıldığında, çözeltideki baz, yerini suya ve H+ iyonuna bırakmaktadır. Bu yöntem sayesinde bir solüsyonun asitlik ve bazlık değerleriyle oynanabilmektedir. Bu da gıda, ilaç, havuz ve içme suyundaki pH değerlerini kontrol etmekte kullanılmaktadır. Aşağıda bu yöntemin formülleştirilmiş hali bulunmaktadır;

 OH− +HCl → H2O +Cl−

 İyon alışverişinin yenilenmesi 
Yüksek kalitedeki hidroklorik asit, iyon alışverişini denetleme ve yenilemede kullanılmaktadır. Özellikle reçine gibi maddeler üzerinde oynanabilmektedir. Bu yöntem özellikle Na+ ve Ca2+ gibi iyonların su bazlı solüyonlardan ayırmak için kullanılmaktadır. Bu da, reçinelerin temizlenmesinde, içme suyu ve gıda sanayisinde büyük yarar sağlamaktadır.

 Na+ maddesi, H3O+ ile yer değiştirir.
 Ca2+ maddesi, 2H3O+ ile yer değiştirir.

 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.  Gıda sektöründe Hidroklorik asit  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.

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.

 Güvenlik 

 Tehlikeli madde levhaları 100px|Dangerous goods label for hydrochloric acid: corrosive 100px|Dangerous goods label for hydrochloric acid: corrosive

Derişik hidroklorik asit, sıvı veya katı hâlde, organizmalarda büyük tahribata neden olabilmektedir. Gaz hâlde bir miktar hidroklorik asidin solunumu, solunum sistemini tahrip edebilmektedir. Hidroklorik asit ile çalışılırken, eldiven ve koruyucu kıyafetlerin giyilmesi, hidroklorik asitten kaynaklanabilecek tahribatları düşürmekte önemlidir. Asit, sodyum hipoklorit (NaClO) ve permanganat (KMnO4) gibi maddelerle etkileştiğinde tepkimeye girer ve büyük tahribatlara yol açar.

Hidroklorik asidin vereceği tahribat, asidin derişimiyle alakalıdır. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki çevre birimlerine göre, hidroklorik asit, toksik maddeler arasında yer alır.http://www.scorecard.org  12 Eylül 2007'de erişildi. Aşağıda Avrupa Birliği sınıflandırmasına göre oluşturulmuş tablo yer almaktadır;http://eur-lex.europa.eu  2 Eylül 2008 tarihinde erişildi.

 Derişim Sınıflandırma R-Terimleri 10–25% Tahriş Edici (Xi) R36/37/38[a] > 25% Aşındırıcı (C) R34[b] R37[c]

 Açıklama 

 [a]: R36/37/38: -gözler, solunum sistemi ve deri için tahriş edici-                                      
 [b]: R34: -yanıklara neden olur-                                                                                      
 [c]: R37: -solunum sistemi için tahriş edici-

 Ayrıca bakınız 
 Klorik asit 
 Sodyum hipoklorit
 Asit

 Kaynakça 

 Dış bağlantılar 
 Hidroklorik asit için yoğunluk tablosu 
 NIST WebBook, general link 
 Hidrojen ve hidroklorik asit 

 Genel güvenlik
 EPA Hazard Summary 
 Hydrochloric acid MSDS by American Bioanalytical 
 Hydrochloric acid MSDS by Georgia Institute of Technology 
 Hydrochloric acid MSDS by Akzo Nobel 

 Kirlilik 
 National Pollutant Inventory - Hydrochloric Acid Fact Sheet 

Kategori:İnorganik asitler
Kategori:Simyasal maddeler
Kategori:Klorürler
Kategori:Mide
Kategori:Ametal halojenürler