Axit HCl- Hydrochloric acid là gì? 

Axit HCl, còn được gọi là axit muriatic hoặc rượu mạnh của muối, là dung dịch nước của hydro clorua (HCl). Đây là một dung dịch không màu có mùi hăng đặc trưng. Axit hydrochloric được phân loại là một axit vô cơ mạnh.

Hydrochloric acid là thành phần của axit dạ dày trong hệ tiêu hóa của hầu hết các loài động vật, bao gồm cả con người. Nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa thức ăn.

Ngoài ra, Hydrochloric acid cũng là một thuốc thử quan trọng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp hóa chất để sản xuất nhựa PVC. Axit này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.

Tính chất vật lý của Axit HCl

Tính chất hoá học của Axit HCl - Hydrochloric Acid

Khí hydro clorua (HCl) là một hợp chất phân tử, có liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử hydro (H+) và clo (Cl-). Khi HCl được hòa tan trong nước, quá trình phân ly diễn ra hoàn toàn, tạo thành các ion clorua (Cl-) và ion hydronium (H3O+).

Khi các muối clorua như NaCl được thêm vào dung dịch HCl, chúng không ảnh hưởng đến giá trị pH của dung dịch. Điều này cho thấy ion clorua (Cl-) là một gốc bazơ liên hợp rất yếu, và HCl bị phân ly hoàn toàn trong dung dịch. Đối với các dung dịch Hydrochloric acid trung bình đến mạnh, số mol H+ gần bằng số mol HCl.

Trong số sáu acid vô cơ mạnh phổ biến, Hydrochloric acid là một acid monoproton ít có khả năng tạo phản ứng giảm số oxy hóa. Nó là một trong những axit mạnh ít độc hại nhất khi tiếp xúc. Các dung dịch acid  hydrochloric trung bình-mạnh thì khá ổn định khi lưu trữ.

Hydrochloric acid thường được dùng trong việc chuẩn bị mẫu trong hóa phân tích. Acid hydrochloric đặc có thể hòa tan một số kim loại, tạo ra các khí hydro và chlor. Nó phản ứng với các hợp chất bazơ như calci carbonat hoặc đồng(II) oxide, tạo thành các dung dịch hòa tan có thể dùng để phân tích.

Như các loại acid khác, HCl có thể tác dụng với:

• Kim loại: Giải phóng khí hydro và tạo muối chloride (trừ các kim loại đứng sau hydro trong dãy hoạt động hóa học các kim loại như Cu, Hg, Ag, Pt, Au).

Fe + 2HCl → FeCl2+ H2

• Oxide base: Tạo muối chloride và nước.

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O

• Base: Tạo muối chloride và nước.

NaOH + HCl → NaCl + H2O

• Muối: tác dụng với các muối có gốc anion hoạt động yếu hơn tạo muối mới và acid mới.

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

Ngoài ra, trong một số phản ứng HCl còn thể hiện tính khử bằng cách khử một số hợp chất như KMnO4 (đặc), MnO2, KClO3 giải phóng khí chlor.

2KMnO4(đặc) + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8 H2O

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Ứng dụng của Hydrochloric Acid trong đời sống

Tẩy rỉ thép

Một trong những ứng dụng quan trọng của Hydrochloric acid là dùng để loại bỏ rỉ trên bề mặt thép, trước khi thép được sử dụng cho các mục đích khác như cán, mạ điện, etc. 

Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O

Acid đã qua sử dụng được tái sử dụng nhiều lần, được gọi là dung dịch sắt(II) clorua. Tuy nhiên, sự gia tăng các kim loại nặng trong dung dịch tẩy này làm giảm hiệu quả của phản ứng.

Để giải quyết vấn đề này, các công nghệ "tái chế Hydrochloric acid" đã được phát triển, như công nghệ lò phun hoặc công nghệ tái sinh HCl tầng sôi. Quá trình này cho phép thu hồi HCl từ chất lỏng đã tẩy rửa. Công nghệ tái chế phổ biến nhất là pyrohydrolysis, theo phản ứng:

4 FeCl2 + 4 H2O + O2 → 8 HCl + 2 Fe2O3

Bằng cách hồi phục đặc tính của axit đã qua sử dụng, người ta thực hiện theo một chu trình axit khép kín. Sản phẩm phụ trong quá trình tái chế là sắt(III) oxit được thu hồi và tái sử dụng vào nhiều mục đích khác trong công nghiệp.

Sản xuất các hợp chất vô cơ

Nhiều sản phẩm vô cơ có thể được sản xuất từ Hydrochloric acid thông qua các phản ứng acid-base. Những hợp chất này bao gồm các hóa chất xử lý nước như sắt(III) clorua và polyaluminium clorua (PAC).

Ví dụ:

Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O (sắt(III) clorua từ magnetit)

Cả sắt(III) clorua và PAC đều được sử dụng làm chất keo tụ và chất đông tụ để lắng các thành phần trong quá trình xử lý nước thải, sản xuất nước uống và sản xuất giấy.

Các hợp chất vô cơ khác được sản xuất từ HCl bao gồm  muối calci chloride, nickel(II) chloride dùng cho việc mạ điện và kẽm chloride cho công nghiệp mạ và sản xuất pin.

CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O (calci chloride từ đá vôi)

Zn(s) + 2 HCl → ZnCl2 + H2(g)

Kiểm soát và trung hòa pH

Hydrochloric acid có thể được sử dụng để điều chỉnh tính bazơ của dung dịch thông qua phản ứng:

OH⁻ + HCl → H2O + Cl⁻

Trong các ngành công nghiệp yêu cầu độ tinh khiết cao như thực phẩm, dược phẩm, nước uống, Hydrochloric acid chất lượng cao được dùng để điều chỉnh pH của nước cần xử lý.

Trong các ngành công nghiệp không yêu cầu độ tinh khiết cao, Hydrochloric acid chất lượng công nghiệp cũng có thể được sử dụng để trung hòa nước thải và xử lý nước hồ bơi.

Việc kiểm soát và trung hòa pH bằng Hydrochloric acid là một ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, giúp điều chỉnh tính chất của dung dịch phù hợp với yêu cầu của quá trình sản xuất.

Tái sinh các chất trao đổi ion

Hydrochloric acid chất lượng cao được sử dụng trong quá trình tái sinh nhựa trao đổi ion. Trao đổi cation được sử dụng rộng rãi để loại bỏ các ion như Na+ và Ca2+ khỏi dung dịch nước, tạo ra nước khử khoáng.

Trong quá trình tái sinh, Hydrochloric acid được sử dụng để rửa sạch các cation khỏi nhựa trao đổi ion. Các ion Na+ sẽ được thay thế bằng H+, còn Ca2+ sẽ được thay thế bằng 2H+.

Bộ trao đổi ion và nước khử khoáng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như hóa chất, sản xuất nước uống và các ngành công nghiệp thực phẩm.

Quá trình tái sinh bằng Hydrochloric acid giữ cho khả năng trao đổi ion của nhựa được duy trì, đảm bảo hiệu quả xử lý nước trong các ứng dụng công nghiệp.

Một số ứng dụng khác

Axit hydrochloric được sử dụng cho một số lượng lớn các ứng dụng quy mô nhỏ, chẳng hạn như chế biến da, làm sạch hộ gia đình, và xây dựng công trình. Trong ngành dầu khí, Hydrochloric acid  có thể được bơm vào khối đá của giếng dầu để hòa tan một phần đá và tạo ra cấu trúc lỗ rỗng lớn, kích thích quá trình sản xuất dầu. 

Hydrochloric acid cũng được sử dụng để hòa tan canxi carbonate, ví dụ như trong việc khử cặn ấm đun nước và làm sạch vữa khỏi gạch. Phản ứng với vữa chỉ diễn ra cho đến khi axit bị chuyển hóa hoàn toàn, tạo thành canxi clorua, carbon dioxide và nước.

CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O

Ngoài ra, nhiều phản ứng hóa học liên quan đến Hydrochloric acid được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm, nguyên liệu thực phẩm và phụ gia thực phẩm, như sản xuất aspartame, fructose, axit citric, lysine, protein thủy phân, gelatin, etc. Đối với sản phẩm thực phẩm, axit hydrochloric chất lượng cao (siêu tinh khiết) có thể được sử dụng khi cần thiết.

Sản xuất Axit HCl bằng phương pháp nào?

Axit HCl trong công nghiệp thường sử dụng loại 30% đến 34%, nhằm tối ưu hóa trong việc vận chuyển và giảm thất thoát khí HCl ở dạng bay hơi.

Tổng hợp Hydrochloric acid từ các nguyên tố:

Quá trình này tổng hợp trực tiếp từ khí clo và hydro để tạo ra sản phẩm Hydrochloric acid có độ tinh khiết cao:

H2 + Cl2 → 2 HCl

(ΔH= -184,74 kJ/mol)

Phản ứng diễn ra trong buồng đốt, được cung cấp khí clo và hydro ở nhiệt độ trên 2000°C có mặt ngọn lửa. Để đảm bảo phản ứng diễn ra hoàn toàn, người ta cung cấp lượng hydro cao hơn một chút (khoảng 1-2%) so với clo, để không còn clo dư trong sản phẩm.

Tuy nhiên, hỗn hợp của hydro và clo có khả năng gây nổ, do đó cần phải sử dụng các thiết bị đặc biệt có khả năng chịu nhiệt cao. Một nhược điểm khác là các chất phản ứng (hydro và clo) có chi phí cao.

Tổng hợp Hydrochloric acid từ phản ứng với clorua kim loại:

Phương pháp này sử dụng phản ứng của axit sulfuric (H2SO4) hoặc hydro sulfat với natri clorua (NaCl) để tổng hợp Hydrochloric acid. Quá trình diễn ra qua hai giai đoạn:

Giai đoạn 1 (ở nhiệt độ khoảng 150-250°C):

NaCl + H2SO4 đặc → NaHSO4 + HCl↑

Giai đoạn 2 (ở nhiệt độ khoảng 500-600°C):

NaCl + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl↑

Phản ứng tổng quát:

2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑

Chiều cân bằng phản ứng theo hướng tạo khí HCl do khí này được lấy ra liên tục. Phương pháp này cho phép tạo ra các sản phẩm tinh khiết, thường được dùng trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, phương pháp này không được áp dụng trong sản xuất thương mại vì axit sulfuric đắt hơn axit hydrochloric.

Sản phẩm clo hóa trong sản xuất chất hữu cơ:

Hầu hết Hydrochloric acid được sản xuất ở dạng sản phẩm phụ theo phương pháp chlor hóa chất hữu cơ.

Một số phản ứng chính liên quan đến sản xuất axit hydrochloric bao gồm:

• Nhiệt phân 1,2-dichloroethan tạo thành vinyl chloride:

C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2

C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl

Khoảng 90% lượng axit hydrochloric được sản xuất ở Mỹ thông qua phương pháp clo hóa này.

• Clo hóa alkan:

Cl2 + RH → RCl + HCl

(Với R là gốc hydrocarbon)

• Phản ứng trao đổi gốc clo với HF:

RCl + HF → RF + HCl

Phản ứng này được dùng để chuyển đổi sản phẩm clo hóa (RCl) thành HCl.

• Tổng hợp tetrafluoroethylene từ nhiệt phân chlorodifluoromethane:

2 CHF2Cl → CF2=CF2 + 2 HCl

• Từ đốt rác thải hữu cơ có chứa clo:

C4H6Cl2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O + 2HCl

Tổng hợp Hydrochloric acid từ hydrat hóa clorua kim loại nặng:

Phản ứng điển hình là hydrat hóa clorua sắt (III):

2FeCl3 + 6H2O → Fe2O3 + 3H2O + 6HCl

Sau khi tạo ra khí HCl, dòng khí này được đưa qua tháp hấp thụ. Ở đây, HCl sẽ được hấp thụ vào dung dịch axit hydrochloric loãng, tạo ra axit hydrochloric đậm đặc. Đồng thời, dòng khí cuối cùng được đưa tới thiết bị làm sạch để loại bỏ HCl tự do trước khi thải ra ngoài không khí.

Quá trình này cho phép thu hồi Hydrochloric acid với độ tinh khiết cao từ các nguồn clorua kim loại nặng có sẵn.

Mua Axit HCl tại Hà Nội và Hồ Chí Minh

Hicotech Việt Nam là một trong những nhà cung cấp hàng đầu chuyên sản xuất và cung ứng ra thị trường Hydrochloric acid 32% trên toàn quốc.

Công ty TNHH Hicotech Việt Nam đã xây dựng được uy tín với khách hàng qua thời gian làm việc lâu dài và chuyên cung cấp những sản phẩm hóa chất chất lượng, giá cả phải chăng. Nếu bạn đang có nhu cầu tìm mua Hydrochloric acid, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng nhất.

Quý khách hàng có nhu cầu mua Hydrochloric acid 32% tại Hà Nội và TP.HCM vui lòng liên hệ Hicotech để được tư vấn và báo giá tốt nhất.

• Website: https://hicotech.com.vn/

• Email: Sales@hicotech.com.vn

• Hotline: 0945 261 931