盐酸(hydrochloric acid)是氯化氢(HCl)的水溶液,工业用途广泛。盐酸的性状为无色透明的液体,有强烈的刺鼻气味,具有较高的腐蚀性。浓盐酸(质量分数约为37%)具有极.强的挥发性,因此盛有浓盐酸的容器打开后氯化氢气体会挥发,与空气中的水蒸气结合产生盐酸小液滴,使瓶口上方出现酸雾。盐酸是胃酸的主要成分,它能够促进食物消化、抵御微生物感染。
16世纪,利巴菲乌斯正式记载了氯化氢的制备方法。之后格劳勃、普利斯特里、戴维等化学家也在他们的研究中使用了盐酸 。
工业革命期间,盐酸开始大量生产。化学工业中,盐酸有许多重要应用,对产品的质量起决定性作用。盐酸可用于酸洗钢材,也是大规模制备许多无机、有机化合物所需的化学试剂,例如PVC塑料的前体氯乙烯。盐酸还有许多小规模的用途,比如用于家务清洁、生产明胶及其他食品添加剂、除水垢试剂、皮革加工。全球每年生产约两千万吨的盐酸。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,盐酸在三类致癌物清单中,即对人体致癌性的证据不充分。
生活用途
人类和其他动物的胃壁上有一种特殊的腺体,能把吃下去的食盐变成盐酸。盐酸是胃液的一种成分(浓度约为0.5%),它能使胃液保持激活胃蛋白酶所需要的最.适合的pH值,它还能使食物中的蛋白质变性而易于水解,以及杀死随食物进入胃里的细菌的作用。此外,盐酸进入小肠后,可促进胰液、肠液的分泌以及胆汁的分泌和排放,酸性环境还有助于小肠内铁和钙的吸收。
利用盐酸可以与难溶性碱反应的性质,制取洁厕灵、除锈剂等日用品。
工业用途
盐酸是一种无机强酸溶液,在工业加工中有着广泛的应用,例如金属的精炼。盐酸往往能够决定产品的质量。
分析化学
在分析化学中,用酸来测定碱的浓度时,一般都用盐酸来滴定。用强酸溶液滴定可使终点更明显,从而得到的结果更精确。在1标准大气压下,20.2%的盐酸可组成恒沸溶液,常用作一定气压下定量分析中的基准物。其恒沸时的浓度会随着气压的改变而改变。
盐酸常用于溶解固体样品以便进一步分析,包括溶解部分金属与碳酸钙或氧化铜等生成易溶的物质来方便分析。
酸洗钢材
盐酸一个最重要的用途是酸洗钢材。在后续处理铁或钢材(挤压、轧制、镀锌等)之前,可用盐酸反应掉表面的锈或铁氧化物。通常使用浓度为18%的盐酸溶液作为酸洗剂来清洗碳钢,剩余的废酸常再用作氯化亚铁溶液,但其中重金属含量较高,故这种做法已经逐渐变少。
酸洗钢材工业发展了盐酸再生工艺,如喷雾焙烧炉或流化床盐酸再生工艺等。这些工艺能让氯化氢气体从酸洗液中再生。其中最常见的是高温水解工艺,其反应方程式如下:
将制得的氯化氢气体溶于水即又得到盐酸。通过对废酸的回收,人们建立了一个封闭的酸循环。副产品氧化铁在各种工业加工流程中也有较多应用。
控制pH及中和碱液
盐酸可以用来调节溶液的pH值:
在工业中对纯度的要求极.高时(如用于食品、制药及饮用水等),常用高纯的盐酸来调节水流的pH;要求相对不高时,工业纯的盐酸已足以中和废水,或处理游泳池中的水。
用于焰色反应
用于检验金属或它们的化合物时常使用焰色反应,用于检验的铂丝需用稀盐酸洗净以除去杂质元素的影响。
检验物质前,应将铂丝用盐酸清洗,再放到火焰上灼烧,直到火焰呈原来颜色方可实验。
阳离子交换树脂的再生
高质量的盐酸常用于阳离子交换树脂的再生。阳离子交换广泛用于纯净水生产中,除去溶液中含有的Na+、Ca2+等离子,而盐酸可以冲掉反应后树脂中的这些离子。一个H+替换一个Na+,Ca2+ 则需要两个H+。
离子交换树脂和软化水在几乎所有的化学工业中都有应用,尤其是饮用水生产和食品工业。
其他应用
盐酸还有许多小规模的用途,比如皮革加工、食盐生产,以及用于建筑业。石油工业也常用盐酸:将盐酸注入油井中以溶解岩石,形成一个巨大的空洞。此法在北海油田的石油开采工业中经常用到。
盐酸可以溶解碳酸钙,其应用包括除水垢或砌砖使用的石灰砂浆,但盐酸较为危险,使用时需谨慎。它与石灰砂浆中的碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水:在明胶、食品、食品原料和食品添加剂的生产中常用到盐酸。典型例子有阿斯巴甜、果糖、柠檬酸、赖氨酸、酸水解植物蛋白等。这些工艺都使用食品级(非常纯)的盐酸。
危害与防护
浓盐酸(发烟盐酸)会挥发出酸雾。盐酸本身和酸雾都会腐蚀人体组织,可能会不可逆地损伤呼吸器官、眼部、皮肤和胃肠等。在将盐酸与氧化剂(例如漂白剂次氯酸钠或高锰酸钾等)混合时,会产生有毒气体氯气。
危害防治
操作事项
使用盐酸时,应配合个人防护装备。如橡胶手套或聚氯乙烯手套、护目镜、耐化学品的衣物和鞋子等,以降低直接接触盐酸所带来的危险。密闭操作,注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。
建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩),穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与碱类、胺类、碱金属接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
酸雾处理
在盐酸使用过程中,有大量氯化氢气体产生,可将吸风装置安装在容器边,再配合风机、酸雾净化器、风道等设备设施,将盐酸雾排出室外处理。也可在盐酸中加入酸雾抑制剂,以抑制盐酸酸雾的挥发产生。
泄漏应急处理
应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。
小量泄漏:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用大量水冲洗,清水稀释后放入废水系统。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
消防措施
危险特性:能与一些活性金属粉末发生反应, 放出氢气。遇氰.化物能产生剧毒的氰化氢气体。与碱发生中和反应,并放出大量的热。具有较强的腐蚀性。
有盐酸存在时的灭火方法:用碱性物质如碳酸氢钠、碳酸钠、消石灰等中和。也可用大量水扑救。
急救措施
皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟,可涂抹弱碱性物质(如碱水、肥皂水等),就医。
眼睛接触: 立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水*冲洗至少15分钟。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:用大量水漱口,吞服大量生鸡蛋清或牛奶(禁止服用小苏打等药品),就医。