El cloruro de hidrógeno es un gas a temperatura ambiente. Las soluciones de cloruro de hidrógeno en el agua se conocen como ácido clorhídrico. El cloruro de hidrógeno se utiliza ampliamente en la industria química como reactivo en la fabricación de otros productos químicos. La mayor parte se produce como un coproducto de reacciones con cloro.

¿Qué es el cloruro de hidrógeno?

A temperatura ambiente, el cloruro de hidrógeno es un gas incoloro ligeramente amarillo, corrosivo, no inflamable y más pesado que el aire y tiene un fuerte olor irritante. Sobre la exposición al aire, el cloruro de hidrógeno forma vapores corrosivos blancos densos.

Los volcanes pueden liberar cloruro de hidrógeno. El cloruro de hidrógeno tiene muchos usos, incluyendo la limpieza, decapado, galvanoplastia de metales, curtido de cuero y refinado y producir una amplia variedad de productos. El cloruro de hidrógeno puede formarse durante la combustión de muchos plásticos. En contacto con el agua, se forma ácido clorhídrico. Cloruro de hidrógeno y clorhídrico son corrosivos.

en que consiste en cloruro de hidrogeno

Usos del cloruro de hidrógeno

Entre sus muchas aplicaciones en la industria química, se utiliza el cloruro de hidrógeno:

  • En la producción de 1,2-dicloroetano (dicloruro de etileno) y cloroeteno (cloruro de vinilo) utilizados a su vez para fabricar poli(cloroeteno) (PVC).
  • En la producción de fluorocarbonos (por ejemplo, tetrafluoroeteno, el monómero del poli(tetrafluoroeteno).
  • En la producción de cloro. Esto es, en efecto, reciclaje, ya que la mayor parte del cloruro de hidrógeno se ha producido como un coproducto cuando el cloro reacciona con un reactivo, por ejemplo en la fabricación de cloroeteno (cloruro de vinilo), para fabricar PVC. El ácido, excedente de los requerimientos, puede ser electrolizado para formar hidrógeno y cloro. Un avance particular para esta electrólisis, que está siendo utilizada por Bayer en China, es el proceso ODC (cátodo que agota el oxígeno).
  • Para limpiar la superficie del acero (“decapado”), ya que deja la superficie del acero en mejores condiciones para su tratamiento posterior, como el recubrimiento y la galvanoplastia. A veces
  • Se utilizan otros ácidos para decapar el acero inoxidable.
  • En la fabricación de titanio y magnesio.
  • Para regenerar resinas de intercambio iónico.
  • Para producir cloruros inorgánicos (por ejemplo, cloruro de aluminio).
  • Para ajustar el pH en una amplia variedad de procesos de fabricación, incluyendo la producción de agua potable y alimentos.
  • En la fabricación de algunos tintes.

Fabricación de cloruro de hidrógeno

La gran mayoría del cloruro de hidrógeno/ácido clorhídrico se forma como un coproducto. En los EE.UU., por ejemplo, el cloruro de hidrógeno/ácido clorhídrico, como coproducto, representa alrededor del 90% de la producción total, gran parte de la cual se encuentra en la producción de cloroeteno a través de 1,2-dicloroetano, para la producción de poli(cloroeteno), PVC. Esto se utiliza para producir más 1,2-dicloroetano y por lo tanto no está disponible para otros procesos.

La fabricación de magnesio por electrólisis de cloruro de magnesio también produce el ácido, pero éste se recicla de nuevo.

Entre otros procesos que producen cloruro de hidrógeno/ácido clorhídrico se encuentra la cloración de hidrocarburos, por ejemplo la cloración de metano para formar clorometano, etano para cloroetano y benceno para clorobenceno.

Otros procesos en los que se produce cloruro de hidrógeno/ácido clorhídrico incluyen la fabricación de isocianatos utilizados para fabricar poliuretanos y en la fabricación de fluorocarbonos.

Algunas plantas en las que se genera cloruro de hidrógeno/ácido clorhídrico se han construido cerca de las plantas que utilizan el ácido. Por ejemplo, el cloruro de hidrógeno/ácido clorhídrico producido a partir de la fabricación de isocianatos se canaliza a continuación a través de una planta de PVC para producir 1,2-dicloroetano.

El ácido también se produce en la fabricación de sulfato de potasio (utilizado como fertilizante especial, por ejemplo para cítricos y uvas) a partir de cloruro de potasio y ácido sulfúrico.

Una pequeña cantidad del ácido se produce quemando cloro en hidrógeno. Ambos reactivos se producen a partir de la electrólisis de soluciones acuosas de cloruro de sodio (salmuera). Los reactivos se calientan juntos. La reacción es altamente exotérmica y se tiene mucho cuidado para controlar la reacción, principalmente, controlando los caudales de los dos gases.

Tanto el hidrógeno como el cloro son muy puros, cuando se fabrican por electrólisis de salmuera. El cloruro de hidrógeno resultante se utiliza como gas o se absorbe en agua en recipientes especiales, generalmente de grafito. Se almacena como solución concentrada (alrededor del 30% de HCl) y es el ácido clorhídrico más puro producido.

¿Qué le sucede al cloruro de hidrógeno cuando entra en el medio ambiente?

El cloruro de hidrógeno liberado a la atmósfera será removido por la lluvia. El cloruro de hidrógeno se disocia fácilmente en el agua en cloruro e iones de hidronio (un ión es un átomo cargado eléctricamente o molécula), que en última instancia disminuye el pH del agua (lo hace más ácido).

Si se libera al suelo, el cloruro de hidrógeno se evaporará desde secar las superficies del suelo y disociarlas en aniones de cloruro y iones de hidronio en suelo húmedo. El cloruro de hidrógeno no se acumula en la cadena alimentaria.

¿Cómo puedo estar expuesto al cloruro de hidrógeno?

Se puede respirar aire que contenga niveles muy bajos de gas de cloruro de hidrógeno. Naturalmente ocurriendo (es decir, a partir de erupciones volcánicas) y otras liberaciones de cloruro de hidrógeno son eliminados por la lluvia, lo que limita las posibilidades de exposición a altos niveles de este compuesto por la respiración del aire ambiente.

El cloruro de hidrógeno se utiliza para producir otros productos químicos, o para aplicaciones como el decapado de metales, el refinado de minerales, la industria alimentaria, etc. procesamiento, fabricación de fertilizantes y colorantes, y en el industrias del caucho y textil. Trabajadores en estas ocupaciones puede inhalar cloruro de hidrógeno o ponerlo en su piel. Los materiales de soldadura a menudo contienen cloruro de hidrógeno y usted puede estar expuesto si usa estos productos durante soldadura.

¿Cómo puede afectar mi salud el cloruro de hidrógeno?

peligros del cloruro de hidrogeno

El cloruro de hidrógeno es irritante y corrosivo para cualquier tejido con el que entre en contacto. La exposición breve a niveles bajos causa garganta irritación. La exposición a niveles más altos puede resultar en una rápida respiración, estrechamiento de los bronquiolos, coloración azul del piel, acumulación de líquido en los pulmones e incluso la muerte. La exposición a niveles aún más altos puede causar hinchazón y espasmos de la garganta y asfixia.

Algunas personas pueden desarrollar una  reacción inflamatoria al cloruro de hidrógeno. Esta condición se llama síndrome de disfunción reactiva de las vías respiratorias (RADS), un tipo de asma causada por algún tipo de irritante o corrosivo sustancias. Dependiendo de la concentración, el cloruro de hidrógeno puede producen desde una irritación leve hasta quemaduras severas en los ojos y piel.

La exposición prolongada a niveles bajos puede causar problemas respiratorios, irritación de los ojos y la piel, y decoloración del dientes. La ingestión de ácido clorhídrico concentrado causará severos Lesión corrosiva en los labios, la boca, la garganta, el esófago y el esófago. estómago. No sabemos si la exposición al cloruro de hidrógeno puede resultar en efectos reproductivos.

¿Cuán probable es que el cloruro de hidrógeno cause cáncer?

El Departamento de Salud y Servicios Humanos (DHHS), el Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC), y el La EPA no ha clasificado el cloruro de hidrógeno en cuanto a su carcinogenicidad. La IARC considera que el ácido clorhídrico no es clasificable en cuanto a su carcinogenicidad para los seres humanos.

¿Cómo puede afectar el cloruro de hidrógeno a los niños?

Los niños probablemente se vean afectados por la exposición al hidrógeno cloruro de la misma manera que los adultos. No sabemos si los niños difieren de los adultos en su susceptibilidad a cloruro de hidrógeno.

En general, los niños pueden ser más vulnerable a los agentes corrosivos que los adultos debido a la un diámetro más pequeño de sus vías respiratorias. No sabemos si la exposición al cloruro de hidrógeno puede resultar en defectos de nacimiento u otros efectos en el desarrollo.

¿Cómo pueden las familias reducir el riesgo de exposición a cloruro de hidrógeno?

La mayoría de las familias no estarán expuestas a niveles significativos de gas de cloruro de hidrógeno. Los productos domésticos que contengan ácido clorhídrico deberán se almacenen en contenedores seguros, en lugares seguros, fuera de la alcance de los niños.

¿Hay algún examen médico que demuestre si he estado expuesto al cloruro de hidrógeno?

Ensayos específicos para detectar la presencia de cloruro de hidrógeno en la la sangre o la orina no suelen ser útiles. Si una exposición severa análisis de sangre y orina y otros exámenes pueden mostrar si se ha producido daño en los pulmones o tracto gastrointestinal. Algunos de estos exámenes se pueden realizar en el consultorio de un médico.

Algunos exámenes pueden requerir hospitalización en las instalaciones.

Cloruro de hidrógeno y Ácido clorhídrico

contraindicaciones del cloruro de hidrogeno

El cloruro de hidrógeno puede formarse por la combinación directa de cloro (Cl2) y gas hidrógeno (H2); la reacción es rápida a temperaturas superiores a 250° C (482° F). La reacción, representada por la ecuación H2 + Cl2 → 2HCl, va acompañada de una evolución del calor y parece acelerada por la humedad.

El cloruro de hidrógeno se prepara comúnmente tanto en laboratorio como a escala industrial mediante la reacción de un cloruro, generalmente de sodio (NaCl), con ácido sulfúrico (H2SO4). También se produce por la reacción de algunos cloruros (por ejemplo, tricloruro de fósforo, PCl3, o cloruro de tionilo, SOCl2) con el agua y como subproducto de la cloración de muchas sustancias orgánicas (por ejemplo, metano, benceno).

El ácido clorhídrico se prepara disolviendo cloruro de hidrógeno gaseoso en agua. Debido a la naturaleza corrosiva del ácido, la cerámica, el vidrio o, a veces, el tántalo se utiliza comúnmente.

El ácido clorhídrico se comercializa generalmente como una solución que contiene 28-35 por ciento en peso de cloruro de hidrógeno, comúnmente conocido como ácido clorhídrico concentrado. El cloruro de hidrógeno líquido anhidro está disponible, pero debido a que se requieren recipientes pesados y caros para almacenarlo, el uso de cloruro de hidrógeno en esta forma es limitado.

El cloruro de hidrógeno es un gas incoloro de fuerte olor; se condensa a -85° C (-121° F) y se congela a -114° C (-173° F). El gas es muy soluble en agua: a 20° C (68° F) el agua disolverá 477 veces su propio volumen de cloruro de hidrógeno. Debido a su gran solubilidad, el gas emana en el aire húmedo. Una solución de agua que contiene 20,24 por ciento en peso de cloruro de hidrógeno hierve a 110° C (230° F) sin cambio en la composición (mezcla azeotrópica).

En solución acuosa el compuesto se disocia extensamente en un ión hidronio (H3O+) y un ión cloruro (Cl-); en soluciones diluidas la disociación es esencialmente completa. Por lo tanto, el ácido clorhídrico es un ácido fuerte.

El cloruro de hidrógeno gaseoso reacciona con los metales activos y sus óxidos, hidróxidos y carbonatos para producir cloruros. Estas reacciones ocurren fácilmente sólo en presencia de humedad. El cloruro de hidrógeno completamente seco es muy poco reactivo. Las reacciones del ácido clorhídrico son las de ácidos fuertes típicos, tales como: reacciones con metales en los que se desplaza el gas hidrógeno, reacciones con óxidos e hidróxidos básicos (metálicos) que se neutralizan con la formación de un cloruro metálico y agua, y reacciones con sales de ácidos débiles en los que se desplaza el ácido débil.

El ácido clorhídrico también entra en reacciones químicas características del ión cloruro, tales como reacciones con varios compuestos inorgánicos y orgánicos en los que se utiliza el ácido clorhídrico como agente de cloración y reacciones con metales y sus óxidos en los que se forman iones complejos que contienen cloruro (por ejemplo, con platino,[PtCl6]2-, con cobre,[CuCl4]2-).

Este último tipo de reacción explica la facilidad de solución de ciertos metales y compuestos metálicos en el ácido clorhídrico, aunque se disuelven lentamente en otros ácidos de igual concentración (por ejemplo, ácido sulfúrico o nítrico). Por esta razón, el ácido clorhídrico se utiliza ampliamente en el procesamiento industrial de metales y en la concentración de algunos minerales.

El ácido clorhídrico está presente en los jugos digestivos del estómago humano. La secreción excesiva del ácido causa úlceras gástricas; una marcada deficiencia de éste perjudica el proceso digestivo y es a veces la causa principal de anemias por deficiencia. La exposición al 0,1 por ciento en volumen de gas de cloruro de hidrógeno en la atmósfera puede causar la muerte en pocos minutos. El ácido clorhídrico concentrado causa quemaduras e inflamación de la piel.

Producción del cloruro de hidrógeno

beneficios del cloruro de hidrogeno

La mayor parte del cloruro de hidrógeno producido a escala industrial se utiliza para la producción de ácido clorhídrico.

En la industria cloroalcalina, la solución de salmuera (mezcla de cloruro de sodio y agua) se electroliza produciendo cloro (Cl2), hidróxido de sodio e hidrógeno (H2):

2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + 2 NaOH + H2
El gas de cloro puro puede combinarse con hidrógeno para producir cloruro de hidrógeno en presencia de luz ultravioleta:

Cl2(g) + H2(g) → 2 HCl(g)
Como la reacción es exotérmica, la instalación se llama horno de HCl o quemador de HCl. El gas de cloruro de hidrógeno resultante se absorbe en agua desionizada, resultando en ácido clorhídrico químicamente puro. Esta reacción puede dar un producto muy puro, por ejemplo, para su uso en la industria alimentaria.

Síntesis orgánica

La mayor producción de ácido clorhídrico se integra con la formación de compuestos orgánicos clorados y fluorados, por ejemplo, teflón, freón y otros CFC, así como ácido cloroacético y PVC. A menudo, esta producción de ácido clorhídrico se integra con su uso cautivo in situ.

En las reacciones químicas, los átomos de hidrógeno en el hidrocarburo son reemplazados por átomos de cloro, con lo cual el átomo de hidrógeno liberado se recombina con el átomo de repuesto de la molécula de cloro, formando cloruro de hidrógeno. La fluoración es una reacción subsecuente de reemplazo de cloro, produciendo nuevamente cloruro de hidrógeno:

R-H + Cl2 → R-Cl + HCl
R-Cl + HF → R-F + HCl
El gas de cloruro de hidrógeno resultante se reutiliza directamente o se absorbe en el agua, dando como resultado ácido clorhídrico de grado técnico o industrial.

Métodos de laboratorio

En un generador de HCl se pueden generar pequeñas cantidades de gas HCl para uso en laboratorio mediante la deshidratación de ácido clorhídrico con ácido sulfúrico o cloruro de calcio anhidro. Alternativamente, el HCl puede ser generado por la reacción del ácido sulfúrico con el cloruro de sodio:

NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl
Esta reacción ocurre a temperatura ambiente. Si queda NaCl en el generador y se calienta a más de 200 °C, la reacción continúa:

NaCl + NaHSO4 → HCl + Na2SO4
Para que estos generadores funcionen, los reactivos deben estar secos.

El HCl también puede prepararse mediante la hidrólisis de ciertos compuestos de cloruro reactivos como los cloruros de fósforo, el cloruro de tionilo (SOCl2) y los cloruros de acilo. Por ejemplo, el agua fría puede gotear gradualmente sobre el pentacloruro de fósforo (PCl5) para obtener HCl:

PCl5 + H2O → POCl3 + 2 HCl
Las corrientes de gas de alta pureza requieren botellas o cilindros de lectura, los cuales pueden ser caros. En comparación, el uso de un generador sólo requiere aparatos y materiales comúnmente disponibles en un laboratorio.

Aplicaciones del cloruro de hidrógeno

usos del cloruro de hidrogeno

La mayor parte del cloruro de hidrógeno se utiliza en la producción de ácido clorhídrico. También es un reactivo importante en otras transformaciones químicas industriales, por ejemplo:

  • Hidrocloración del caucho
  • Producción de cloruros de vinilo y alquilo
  • En la industria de los semiconductores, se utiliza tanto para grabar al agua fuerte cristales de semiconductores como para purificar silicio mediante triclorosilano (SiHCl3).

En el laboratorio, las formas anhidras del gas son particularmente útiles para generar ácidos de Lewis a base de cloruro, que deben estar absolutamente secos para que sus sitios de Lewis funcionen.

También se puede utilizar para secar las formas hidratadas correspondientes de estos materiales pasándolos a medida que se calientan; de lo contrario, los materiales humearían el gas HCl y se descompondrían. Ninguno de estos hidratos se puede secar utilizando los métodos estándar de desecación.

Historia del cloruro de hidrógeno

Los alquimistas de la Edad Media reconocieron que el ácido clorhídrico (entonces conocido como espíritu de sal o acidum salis) liberaba cloruro de hidrógeno vaporoso, que se llamaba aire ácido marino. En el siglo XVII, Johann Rudolf Glauber utilizó sal (cloruro de sodio) y ácido sulfúrico para la preparación de sulfato de sodio, liberando gas de cloruro de hidrógeno (ver producción, abajo).

En 1772, Carl Wilhelm Scheele también informó de esta reacción y a veces se le atribuye su descubrimiento. Joseph Priestley preparó cloruro de hidrógeno en 1772, y en 1810 Humphry Davy estableció que está compuesto de hidrógeno y cloro.

Durante la Revolución Industrial, la demanda de sustancias alcalinas como la ceniza de sosa aumentó, y Nicolas Leblanc desarrolló un nuevo proceso a escala industrial para producir la ceniza de sosa. En el proceso Leblanc, la sal se convirtió en ceniza de sosa, usando ácido sulfúrico, piedra caliza y carbón, dando cloruro de hidrógeno como subproducto. Inicialmente, este gas fue ventilado al aire, pero la Ley de Álcalis de 1863 prohibió tal liberación, por lo que los productores de ceniza de sosa absorbieron el gas residual de HCl en el agua, produciendo ácido clorhídrico a escala industrial.

Más tarde, se desarrolló el proceso Hargreaves, que es similar al proceso Leblanc, excepto que se utiliza dióxido de azufre, agua y aire en lugar de ácido sulfúrico en una reacción que es exotérmica en general. A principios del siglo XX, el proceso de Leblanc fue sustituido efectivamente por el proceso de Solvay, que no produjo HCl. Sin embargo, la producción de cloruro de hidrógeno continuó como un paso en la producción de ácido clorhídrico.

Los usos históricos del cloruro de hidrógeno en el siglo XX incluyen la hidrocloración de alquinos en la producción de los monómeros clorados cloropreno y cloruro de vinilo, que posteriormente se polimerizan para producir policloropreno (Neopreno) y policloruro de vinilo (PVC), respectivamente. En la producción de cloruro de vinilo, el acetileno (C2H2) se hidroclora añadiendo el HCl a través del triple enlace de la molécula C2H2, convirtiendo el triple enlace en un doble enlace, produciendo cloruro de vinilo.

El “proceso de acetileno”, utilizado hasta los años sesenta para fabricar cloropreno, comienza uniendo dos moléculas de acetileno y, a continuación, añade HCl al intermedio unido a través del triple enlace para convertirlo en cloropreno, como se muestra aquí:

Este “proceso de acetileno” ha sido sustituido por un proceso que añade Cl2 a uno de los dobles enlaces en el 1,3-butadieno, y la eliminación subsiguiente produce HCl en su lugar, así como cloropreno.

Puedes consultar información sobre el resto de Cloruros en esta web, te dejamos los enlaces abajo:

Cloruro de Sodio    Cloruro de Magnesio    Cloruro de Potasio

Cloruro de Calcio    Cloruro de Amonio    Cloruro de Ferrico

Cloruro de Hidrógeno
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