كلوريد الهيدروجين هو غاز عديم اللون ذو رائحة قوية، وهو غاز سام وقاتل، فقد يؤدي التعرض إلى نسبة 0.1%من حجم غاز كلوريد الهيدروجين في الغلاف الجوي إلى الوفاة في غضون بضع دقائق، يتم إنتاج حمض الهيدروكلوريك صناعياً من خلال إذابة غاز كلوريد الهيدروجين في الماء، ليتم استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية أو التجارية وغيرها، حيث يتم إنتاج ما يقرب من 20 مليون طن من حمض الهيدروكلوريك على مستوى العالم كل عام، فما هو حمض الهيدروكلوريك؟ وما هي أبرز استخداماته؟
ما هو حمض هيدروكلوريك؟
حمض الهيدروكلوريك أو الكلوريدريك Hydrochloric acid الذي يسمى أيضاً حمض كلور الماء، هو محلول مائي لغاز كلوريد الهيدروجين، كما يعد المكون الرئيسي لحمض المعدة الذي ينتج بشكل طبيعي في معدة الإنسان للمساعدة في هضم الطعام، وأبرز خصائصه:[2،1]
- صيغة حمض كلور الماء: يملك حمض الهيدروكلوريك الصيغة الكيميائية التالية (HCI)، ووزنه الجزيئي 36.47 جرام / مول.
- نوع الرابطة: حمض الهيدروكلوريك هو جزيء بسيط ثنائي الذرة، مع رابطة تساهمية قطبية بين ذرة هيدروجين (H)، وذرة كلور (Cl)، ويستخدم كل من الشكل الغازي والمائي بشكل ترادفي.
- اكتشاف حمض كلور الماء: اكتشف كلوريد الهيدروجين عن طريق تسخين الملح العادي (كلوريد الصوديوم) بكبريتات الحديد من قبل الكيميائيين في العصور الوسطى.
كما صنع الكيميائي الألماني يوهان جلوبر (1604-1668) كلوريد الهيدروجين عن طريق تفاعل الملح مع حامض الكبريتيك، وأصبحت هذه الطريقة الشائعة لتحضير كلوريد الهيدروجين بسهولة في المختبر. - تسمية روح الملح: نظراً لأنه تم تحضير كلوريد الهيدروجين لأول مرة من الملح، فقد تمت تسمية حمض الهيدروكلوريك في الأصل باسم روح الملح، أما من الناحية التجارية، فقد كان يسمى حمض المرياتيك، وهو اسم لاتيني ويعني الماء المالح أو محلول ملحي.
- خصائص حمض الهيدروكلوريك: يُذيب حمض الهيدروكلوريك العديد من المواد، لذلك وجد الكيميائيون أنه مفيد جداً في عملهم، فقد تم استخدامه لإذابة الخامات غير القابلة للذوبان، وبالتالي تبسيط طرق التحليل الكيميائي لتحديد المحتوى المعدني للخامات. كما أصبح مزيج حمض الهيدروكلوريك وحمض النيتريك مستخدم بشكل واسع ومفيد إلى حد بعيد، لأنه كان الحمض الوحيد الذي يذيب الذهب.
- أين يوجد حمض الهيدروكلوريك: يوجد حمض الهيدروكلوريك بشكل طبيعي في الغازات المتصاعدة من البراكين، وخاصة الموجودة في المكسيك وأمريكا الجنوبية، كما يوجد في الجهاز الهضمي لمعظم الثدييات، وتحديداً في العصارات الهضمية لمعدة الإنسان، يؤدي الإفراز المفرط للحمض إلى تقرحات في المعدة، بينما يؤدي نقصه الملحوظ إلى إعاقة عملية الهضم ويكون أحياناً السبب الرئيسي لفقر الدم بسبب ذلك.
استخدامات حمض الهيدروكلوريك
حمض الهيدروكلوريك هو حمض قوي مسبب للتآكل، يستخدم بشكل واسع في العديد من المجالات التي تشمل: [3،4]
- الصناعة الكيميائية: يستخدم في إنتاج كلوريد الفينيل بشكل واسع، وهو مادة بلاستيكية تدخل في صناعة البولي فينيل كلوريد (PVC).
- مطهر ومبيد للكائنات الحية الدقيقة: فهو مادة كيميائية تمنع نمو مادة لزجة أو غروية في مخزون الورق.
- إنتاج الصلب: يستخدم حمض الهيدروكلوريك في عمليات تخليل المعادن مثل الفولاذ والحديد أي تنظيفها بالحمض، لإزالة الصدأ والشوائب الأخرى من الكربون والسبائك عنها، لإعدادها للتطبيقات النهائية مثل مشاريع البناء والتشييد، وفي صناعة المنتجات الثقيلة مثل هياكل السيارات والأجهزة المنزلية.
- منظفات منزلية: يدخل في صناعة المنظفات المنزلية إلى حد واسع مثل منظفات المراحيض وبلاط الحمام وغيرها من المنظفات، نظراً لخصائصه المسببة للتآكل التي تساعد في إزالة البقع الصعبة.
- الصرف الصحي لحمام السباحة: يستخدم حمض الهيدروكلوريك كمادة كيميائية معقمة لحمامات السباحة، للمساعدة في الحفاظ على درجة الحموضة المثلى في الماء (ph).
- إنتاج الغذاء وتجهيزه: يستخدم حمض الهيدروكلوريك لمعالجة مجموعة متنوعة من المنتجات الغذائية، مثل شراب الذرة المستخدم في المشروبات الغازية والبسكويت والمقرمشات والكاتشب والحبوب، كما يستخدم كمحمض في الصلصات وعصائر الخضروات والسلع المعلبة للمساعدة في تعزيز النكهة وتقليل التلف، وفقاً لإدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA)، يعتبر حمض الهيدروكلوريك آمن بشكل عام عند استخدامه بالشروط القانونية لإنتاج الطعام.
- تحضير كلوريد الكالسيوم: عندما يختلط حمض الهيدروكلوريك أو يتفاعل مع الحجر الكلسي (الحجر الجيري)، فإنه ينتج كلوريد الكالسيوم، وهو نوع من الملح المستخدم لإزالة الجليد من الطرق، يستخدم كلوريد الكالسيوم أيضاً في إنتاج الغذاء كعامل لزيادة التماسك، مثل المخبوزات، بالإضافة إلى استخدامه كمضاد للميكروبات.
- استخدامات إضافية: يستخدم حمض الهيدروكلوريك في إنتاج البطاريات ومصابيح وميض الضوء (فلاش)، والألعاب النارية، بالإضافة إلى معالجة الجلود وتحمض آبار النفط وإنتاج منتجات الجيلاتين.
فوائد حمض الهيدروكلوريك
حمض الهيدروكلوريك سائل عديم اللون قابل للذوبان في الماء وله رائحة نفاذة ومزعجة، يتم استخدامه لمجموعة متنوعة من الأغراض ومتاح بتركيزات من نسبة 10 إلى 34% حسب تطبيقه، تشمل فوائد حمض الهيدروكلوريك: [5،1]
- تخليل الصلب، أي تنظيفه.
- إنتاج المركبات العضوية لكل من PVC، والكربون المنشط، وحمض الأسكوربيك، والمستحضرات الصيدلانية.
- انتاج كيماويات معالجة المياه.
- تنظيم درجة الحموضة في الماء.
- معالجة الجلود.
- تنقية ملح الطعام.
- المنظفات المنزلية.
- تشييد المباني.
- تحميض آبار النفط (وهي عملية ضخ كمية من الحمض الى البئر ليتفاعل مع الصخور ويذيبها ويزيد نفاذيتها).
- إنتاج منتجات الجيلاتين.
مخاطر حمض كلور الماء الهيدروكلوريك
تصنف وكالة حماية البيئة (EPA) حمض الهيدروكلوريك كمادة سامة لأنه سائل خطير مسبب للتآكل له رائحة مزعجة قوية، ويجب استخدامه بحذر، وعندما يكون مركزاً يفرز ضباب حمضي خطير، إذا لامس الحمض أو الضباب الجلد أو العينين أو الأعضاء الداخلية، فقد يكون الضرر غير قابل للإصلاح أو حتى مميتاً في الحالات الشديدة، تشمل أخطار حمض كلور الماء: [3،2،1]
- عند ملامسته للجلد: يمكن أن يسبب ضرراً كبيراً في منطقة التلامس، مثل الحروق الكيميائية وظهور الندوب، إذا لامس جلدك، اغسله على الفور بكمية كبيرة من الماء لمدة 15 دقيقة على الأقل، وأخلع أي ملابس ملوثة، في حالة التلامس الشديد مع الجلد، استخدم الماء والصابون المطهر والكريم المضاد للبكتيريا واطلب عناية طبية فورية.
- عند ملامسته للعين: يسبب تلف العين ويمكن أن تصل إلى العمى، إذا دخل في عينيك، اغسلهما على الفور بكمية كبيرة من الماء لمدة 15 دقيقة على الأقل. اطلب عناية طبية فورية.
- ابتلاع حمض كلور الماء: يمكن أن يسبب تلف الأنسجة للأغشية المخاطية للفم والحلق والمريء والمعدة، لا تجبر نفسك على التقيؤ في حالة الابتلاع. اطلب عناية طبية فورية.
- عند استنشاق الأبخرة: يمكن أن يؤدي إلى تهيج العين والأنف والجهاز التنفسي، فاطلب الهواء النقي والرعاية الطبية على الفور.
- التعرض طويل الأمد لحمض الهيدروكلوريك: قد يكون التعرض المزمن لحمض الهيدروكلوريك خطيراً، خاصة في بيئات العمل الصناعية التي تتطلب التماس الدائم معه، فقد يسبب استنشاق أو ملامسة الجلد لحمض الهيدروكلوريك في التهاب الشعب الهوائية المزمن والتهاب الجلد والحساسية للضوء لدى البشر، لكن من غير المحتمل بالنسبة لمعظم المستهلكين الذين لا يعملون في مكان يحوي حمض كلور الماء بالتعرض طويل الأمد له.
تحذيرات استخدام حمض كلور الماء
- إذا كنت تستخدم منظفات منزلية تحوي حمض الهيدروكلوريك (الكلور) في منزلك، فاتبع إرشادات الملصق وتعليمات السلامة بشكل تام، (يُنصح عادةً بتخفيف المُنظف أولاً لتقليل تركيزه). ويفضل ارتداء ملابس واقية عند استخدام الحمض المخفف، لضمان عدم ملامسته لبشرتك أو عينيك أو فمك، وتخزينه بعيدً عن وصول الأطفال.
- يجب تخزين حمض الهيدروكلوريك في مكان بارد وجاف وجيد التهوية بعيداً عن مصادر الرطوبة والمواد غير المتوافقة مثل العوامل المؤكسدة والمواد العضوية والمعادن والقلويات.
- لا تعد الحاويات المعدنية مناسبة لتخزين حمض الهيدروكلوريك بسبب طبيعته المسببة للتآكل، لذلك فيتم عادة استخدام الحاويات البلاستيكية، مثل الحاويات المصنوعة من PVC، لتخزين حمض الهيدروكلوريك.
تحضير حمض الهيدروكلوريك في المنزل
تحضير حمض الهيدروكلوريك في المنزل أمر غير سهل أبداً ولا يُنصح به، لأنه يتطلب معدات معينة ومكان خاص للقيام بالتجربة تجنباً للخطر الذي قد تسببه، حيث ينبعث من عملية التحضير غاز كلوريد الهيدروجين ذو الرائحة النفاذة والمؤذية، إضافة إلى خطر حدوث الحروق أو زيادة المقادير اللازمة للقيام بالتجربة وفقدان السيطرة عليها، كما يجب التقيد بملابس وإجراءات السلامة أثناء التحضير مثل: [6،5]
- ارتداء معطف المختبر والنظارات.
- تغطية الوجه بالقناع.
- ربط الشعر الطويل للخلف.
- تغطية ساقيك وقدميك بسراويل وأحذية طويلة.
- تحضير المحاليل الحمضية في مكان يوجد فيه شفاط تهوية لأن الأبخرة الصادرة ضارة، خاصة إذا كنت تستخدم الأحماض المركزة أو إذا كانت الأواني الزجاجية التي تستخدميها غير نظيفة تماماً.
لذلك فمن الأسهل دائماً والأكثر أماناً شراء حمض الهيدروكلوريك لتنظيف المنازل من المتاجر والتقيد بإجراءات السلامة لاستخدامه، كما يمكن صنع حمض الهيدروكلوريك من خليط ملح الطعام مع حمض الكبريتيك، من خلال: [6]
- أولاً صب القليل من الملح في أنبوب (قارورة) تقطير.
- إضافة بعض حمض الكبريتيك المركز إلى الملح.
- ترك هذه المواد تتفاعل مع بعضها بعد ذلك، خلال التفاعل ستبدأ برؤية فقاعات الغازات وانبعاث غاز كلوريد الهيدروجين الزائد عبر الجزء العلوي من الأنبوب ثم يتم حفظ الغاز في أنبوب آخر.
- يمكن إضافة حرارة أسفل القارورة لتسريع عملية التفاعل.
- بعد ذلك يتم تقطير غاز كلوريد الهيدروجين بالماء المنزوع من الأيونات فيتم الحصول على حمض الهيدروكلوريك.
طريقة أخرى لا تعطي نتائج مثل الطريقة الأولى، من خلال خلط الخل والملح لصنع حمض الهيدروكلوريك، المواد: [7]
- أربعة أكواب سعة 250 مل.
- 1 ملعقة كبيرة (2 جم) كلوريد الصوديوم (ملح).
- كوب (120 مل) خل.
- كوب (120 مل) ماء مقطر.
- كوب (60 مل) منظف.
الطريقة:
- قم بتسمية الأكواب الأربعة 1، 2، 3، 4.
- في الدورق 1، اخلطي 60 مل من المنظف مع 60 مل من الماء.
- في الدورق 2، ضعي 60 مل من الخل.
- في الدورق 3، اخلطي 1 جم من الملح و60 مل من الماء.
- وفي الدورق 4، اخلطي 60 مل من الخل مع 1 غرام من الملح.
- ضع عدة قطع معدنية صغيرة في الدورق 1، ثم في الدورق 2، ثم في الدورق 3، ستظل القطع متسخة، ثم ضعها في الدورق 4 وحركه، قد يستغرق الأمر بضع ثوانٍ، ولكن من المفترض أن تخرج العملات المعدنية لامعة.
في الختام.. يجب التقيد التام بارتداء معدات الحماية الشخصية (PPE) مثل أجهزة التنفس بالبخار، والقفازات المطاطية، ونظارات الرش، وواقيات الوجه عند التعامل مع حمض الهيدروكلوريك خاصة في مكان عملك، كما من المستحسن أن تكون محطة رش العين متاحة بشكل قريب في حالة حدث تلامس الحمض للعين بشكل غير مقصود.