اسید هیدروکلریک و استخراج فلزات

اسید هیدروکلریک چه ماده شیمیایی می باشد؟

اسید هیدروکلریک [H+(aq) Cl−(aq) یا H3O+Cl−] که به نام اسید موریاتیک یا جوهر نمک نیز شناخته می‌شود، محلول آبی از کلرید هیدروژن (فرمول شیمیایی: HCl) است. این محلول بی رنگ است و بوی تندی دارد. اسید هیدروکلریک به عنوان یک اسید قوی طبقه بندی می شود. این اسید در معده و سیستم گوارشی اکثر گونه های جانوری از جمله انسان وجود دارد. اسید هیدروکلریک یک معرف آزمایشگاهی و ماده شیمیایی صنعتی مهم به شمار می آید. اسید کلریدریک یک ماده فرار است و تقطیر غشایی باعث جدا شدن آن از محلول هایش می شود.

در اوایل قرن دهم، پزشک و کیمیاگر ایرانی، ابوبکر رازی آزمایشاتی با سال آمونیاک (کلرید آمونیوم) و ویتریول (سولفات های هیدراته فلزات مختلف) انجام داد و آن ها را با هم تقطیر کرد. در نتیجه این آزمایش گاز هیدروژن کلرید تولید شد. با انجام این کار، رازی به روشی بدوی برای تولید اسید کلریدریک برخورد کرد.

اسید کلریدریک به عنوان یک ماده سمی شناخته می شود. بخار اسیدی ممکن است حاوی اسید کلریدریک متراکم باشد که به نام بخار اسید هیدروکلریک شناخته می شود. هم این بخار و هم محلول آن اثر خورنده بر بافت انسان دارند و می توانند به اندام های تنفسی، مو، پوست و روده ها آسیب جبران ناپذیری وارد کنند.

اسید کلریدریک

کاربردهای مختلف اسید هیدروکلریک

هنگامی که گاز هیدروژن کلرید (HCl) در آب حل می شود، یک ترکیب شیمیایی تند به نام اسید کلریدریک تشکیل می شود. اسید کلریدریک یا اسید موریاتیک یک ترکیب شیمیایی بسیار خورنده است و چندین کاربرد دارد. به عنوان مثال در ساخت باتری، لامپ فوتوفلش و آتش بازی و حتی برای فرآوری شکر و تولید ژلاتین از این ماده استفاده می شود. در ادامه کاربردهای بیشتری از اسید هیدروکلریک را توضیح می دهیم:

1. برای تولید ترکیبات آلی

اسید هیدروکلریک یا اسید موریاتیک چندین کاربرد صنعتی دارد و یکی از کاربردهای آن در تولید ترکیبات آلی مانند دی کلرواتان و وینیل کلرید به عنوان ماده اولیه برای تولید PVC است. همچنین در تولید سایر ترکیبات آلی مانند بیسفنول A که در محصولات دارویی مختلف استفاده می شود، کاربرد دارد.

2. برای تولید ترکیبات معدنی

اسید کلریدریک یا اسید موریاتیک برای تولید ترکیبات معدنی یا غیر آلی مانند مواد شیمیایی تصفیه آب مانند پلی آلومینیوم کلرید (PAC) و کلرید آهن (III) که به عنوان عامل انعقاد و لخته سازی در تولید آب آشامیدنی، تصفیه فاضلاب و تولید کاغذ استفاده می شود، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

3. برای از بین بردن لکه های فلزی

اگرچه اسید هیدروکلریک بسیار خورنده است، اما برای از بین بردن لکه ها از فلزات استفاده می شود. این ماده می تواند آهن، مس، برنج و سایر فلزات را تمیز کند. با این حال، باید آن را با افزودن 9 قسمت آب به 1 قسمت اسید رقیق کرد. همجنین نباید آن را مستقیماً روی فلزات استفاده کرد زیرا یک پاک کننده بسیار قوی است.

اسید شویی فلزات

4. برای هضم کردن غذا

اسید هیدروکلریک همچنین در شیره معده انسان وجود دارد که به هضم غذاها کمک می کند و محتویات معده را اسیدی می کند.

5. برای تصفیه نمک خوراکی

اسید هیدروکلریک یا اسید موریاتیک برای تصفیه نمک خوراکی استفاده می شود.

6. برای خنثی سازی و کنترل pH

برای تنظیم اسیدیته (pH) محلول ها از اسید هیدروکلریک استفاده می شود. این ماده شیمیایی برای کنترل PH محصولات دارویی، غذاها و آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین می توان برای خنثی کردن جریان های زباله (حاوی مواد قلیایی) از این ماده استفاده کرد.

7. برای بازسازی مبدل های یونی

اسید هیدروکلریک در بازسازی رزین های تبادل یونی استفاده می شود. برای شست و شوی کاتیون ها از رزین ها استفاده می شود. آب غیر معدنی و مبدل های یونی در تولید آب آشامیدنی، کلیه صنایع شیمیایی و بسیاری از صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.

8. برای تولید روغن

اسید هیدروکلریک یا اسید موریاتیک در فرآیند تولید روغن استفاده می شود. هنگامی که اسید به سنگ تزریق می شود، ساختاری با منافذ بزرگ ایجاد می کند که تولید روغن را تحریک می کند.

9. برای تمیز کردن استخر

اگرچه می توان استخرها را با مواد شوینده و اسکراب معمولی تمیز کرد، اما پاک کردن لکه هایی که بین کاشی ها چسبیده اند کار آسانی نیست. در این مورد، اسید موریاتیکی یا اسید کلریدریک مفید می باشد. در اینجا نیز باید 10 قسمت آب را به 1 قسمت اسید اضافه کرد تا محلولی برای تمیز کردن استخر درست شود.

کاربرد هیدروکلریک اسید در استخر

10. استخراج فلزات توسط اسید هیدروکلریک

تا کنون با برخی از کاربردهای اسید کلریدریک آشنا شدیم. اما از مهم ترین کاربرد های این ماده می توان به استخراج فلزات اشاره کرد زیرا باعث رشد اقتصاد یک کشور می شود.

از آن جایی که فلز مس واکنش پذیری کمی دارد و خالص است، جزو اولین فلزاتیست که در گذشته کشف شده است. امروزه این فلز ارزشمند را از سنگ ها و کانی هایی که دارای ترکیبات مس دار هستند، به دست می آورند. برای استخراج یون های فلزی از کانی ها می توان از حلال ها استفاده کرد. برای این کار باید قسمت آبی دارای نمک فلزی را با فلز آلی عامل استخراج مخلوط کرد.

استخراج فلزات با این روش مزایایی دارد. به عنوان مثال به راحتی می توان پارامترهایی مانند pH محلول آبی و رقیق کننده را که کنترل کننده عمل استخراج هستند را تغییر داد. البته باید توجه نمود که این روش برای محیط زیست مناسب نمی باشد زیرا حلال های غیر معدنی یا آلی مانند اسید هیدروکلریک که برای این کار استفاده می شوند اغلب سمی یا آتش پذیر هستند.

عواملی مانند اندازه یون، میزان بار یون و تحرک یون روی مقدار حلالیت فلزها در اسید هیدروکلریک تاثیر می گذارد. استخراج کردن فلزات با حلال ها تنها برای سنگ های غیر آلی و کانی ها مورد استفاده فرار نمی گیرد بلکه از این روش برای استخراج فلز از هر محصولی که دارای یون فلزی باشد، مورد استفاده قرار می گیرد. بهترین حلال برای استخراج فلزات اسیدها می باشند که در بین آن ها اسید هیدروکلریک و اسید فسفوریک بیشترین کارآیی را دارند.