Zoutzuur

Zoutzuur of zoutgeest is een kleurloos anorganisch chemische stpf met de formule HCl. Zoutzuur heeft een kenmerkende penetrante geur. Het is geclassificeerd als sterk zuur en kan de huid over een breed samenstellingstraject aantasten, omdat het waterstofchloride volledig dissocieert in een waterige oplossing.

Zoutzuur is het eenvoudigste op chloor gebaseerde zuur dat water bevat. Het is een oplossing van waterstofchloride en water en een verscheidenheid aan andere chemische soorten, waaronder hydronium- en chloride-ionen. Het is een van nature voorkomend bestanddeel van het maagzuur dat wordt geproduceerd in de spijsverteringssystemen van de meeste diersoorten, inclusief de mens.

Zoutzuur is een belangrijk chemisch reagens en industriële chemische stof, die wordt gebruikt bij de productie van polyvinylchloride voor plastic. In huishoudens wordt verdund zoutzuur vaak gebruikt als ontkalkingsmiddel. In de voedingsindustrie wordt zoutzuur gebruikt als voedseladditief en bij de productie van gelatine. Zoutzuur wordt ook gebruikt bij de verwerking van leer.

Zoutzuur werd rond 800 AD ontdekt door de alchemist Jabir ibn Hayyan. Het werd historisch acidum salis en zoutgeesten genoemd omdat het werd geproduceerd uit steenzout en "groen vitriol" (ijzer(II)sulfaat) (door Basilius Valentinus in de 15e eeuw) en later uit het chemisch vergelijkbare keukenzout en zwavelzuur ( door Johann Rudolph Glauber in de 17e eeuw). Vrij zoutzuur werd voor het eerst formeel beschreven in de 16e eeuw door Libavius. Later werd het gebruikt door chemici zoals Glauber, Priestley en Davy in hun wetenschappelijk onderzoek. Tenzij onder druk of gekoeld, zal zoutzuur in een gas veranderen als er ongeveer 60% of minder water is. Zoutzuur is ook bekend als hydroniumchloride, in tegenstelling tot de watervrije ouder die bekend staat als waterstofchloride of droge HCl.

Toepassingen

Zoutzuur is een sterk anorganisch zuur dat wordt gebruikt in veel industriële processen zoals metaalraffinage. De applicatie bepaalt vaak de vereiste productkwaliteit.

-Beitsen van staal

Een van de belangrijkste toepassingen van zoutzuur is het beitsen van staal, om roest of ijzeroxideschilfers van ijzer of staal te verwijderen vóór verdere verwerking, zoals extrusie, walsen, verzinken en andere technieken. Technische kwaliteit HCl met een concentratie van typisch 18% is het meest gebruikte beitsmiddel voor het beitsen van koolstofstaalsoorten.

Het afgewerkte zuur wordt al lang hergebruikt als ijzer(II)chloride (ook bekend als ferrochloride) oplossingen, maar hoge gehaltes aan zware metalen in de beitsvloeistof hebben deze praktijk verminderd.

De staalbeitsindustrie heeft zoutzuurregeneratieprocessen ontwikkeld, zoals de sproei-brander of het wervelbed-HCl-regeneratieproces, die de terugwinning van HCl uit afgewerkte beitsvloeistof mogelijk maken.

Door recuperatie van het afgewerkte zuur ontstaat een gesloten zuurlus. Het bijproduct ijzer(III)oxide van het regeneratieproces is waardevol en wordt in verschillende secundaire industrieën gebruikt.

-Productie van organische verbindingen

Een ander belangrijk gebruik van zoutzuur is de productie van organische verbindingen, zoals vinylchloride en dichloorethaan voor PVC. Dit is vaak voor eigen gebruik, waarbij lokaal geproduceerd zoutzuur wordt verbruikt dat nooit de open markt bereikt. Andere organische verbindingen die met zoutzuur worden geproduceerd, zijn onder meer bisfenol A voor polycarbonaat, actieve kool en ascorbinezuur, evenals tal van farmaceutische producten.

-Productie van anorganische verbindingen

Talrijke producten kunnen worden geproduceerd met zoutzuur in normale zuur-base-reacties, wat resulteert in anorganische verbindingen. Deze omvatten chemicaliën voor waterbehandeling zoals ijzer(III)chloride en polyaluminiumchloride (PAC).

Zowel ijzer(III)chloride als PAC worden gebruikt als flocculatie- en coagulatiemiddelen bij afvalwaterbehandeling, drinkwaterproductie en papierproductie.

Andere anorganische verbindingen die met zoutzuur worden geproduceerd, zijn onder meer zout voor weggebruik, calciumchloride, nikkel(II)chloride voor galvaniseren, en zinkchloride voor de verzinkindustrie en de productie van batterijen.

-pH-regeling en neutralisatie

Zoutzuur kan worden gebruikt om de zuurgraad (pH) van oplossingen te regelen.

In de industrie die om zuiverheid vraagt ​​(voedsel, farmaceutica, drinkwater), wordt hoogwaardig zoutzuur gebruikt om de pH van proceswaterstromen te regelen. In de minder veeleisende industrie volstaat zoutzuur van technische kwaliteit voor het neutraliseren van afvalstromen en de pH-regeling van het zwembad.

-Regeneratie van ionenwisselaars

Hoogwaardig zoutzuur wordt gebruikt bij de regeneratie van ionenwisselingsharsen. Kationenuitwisseling wordt veel gebruikt om ionen zoals Na + en Ca2 + uit waterige oplossingen te verwijderen, waardoor gedemineraliseerd water wordt geproduceerd. Het zuur wordt gebruikt om de kationen uit de harsen te spoelen. Na + wordt vervangen door H + en Ca2 + door 2 H +.

Ionenwisselaars en gedemineraliseerd water worden gebruikt in alle chemische industrieën, drinkwaterproductie en vele voedingsindustrieën.

-Andere

Zoutzuur wordt gebruikt voor een groot aantal kleinschalige toepassingen, zoals leerverwerking, zuivering van gewoon zout, huishoudelijke reiniging en bouwconstructie. De olieproductie kan worden gestimuleerd door zoutzuur in de rotsformatie van een oliebron te injecteren, een deel van de rots op te lossen en een structuur met grote poriën te creëren. Verzuring van oliebronnen is een gebruikelijk proces in de olieproductie-industrie in de Noordzee.

Zoutzuur is gebruikt voor het oplossen van calciumcarbonaat, d.w.z. zoals ontkalkingsketels en voor het verwijderen van mortel van metselwerk, maar het is een gevaarlijke vloeistof die voorzichtig moet worden gebruikt. Bij gebruik op metselwerk gaat de reactie met de mortel pas door totdat het zuur volledig is omgezet en calciumchloride, kooldioxide en water produceert.

Veel chemische reacties met zoutzuur worden toegepast bij de productie van voedsel, voedselingrediënten en levensmiddelenadditieven. Typische producten zijn aspartaam, fructose, citroenzuur, lysine, gehydrolyseerd plantaardig eiwit als voedselverbeteraar en bij de productie van gelatine. Food-grade (extra puur) zoutzuur kan indien nodig worden aangebracht voor het eindproduct.