กรดไฮโดรคลอริก/กรดเกลือ (HCl) การผลิต ประโยชน์ และพิษต่อร่างกาย

12260
แชร์ต่อให้เพื่อนได้อ่าน
  •  
  •  
  •  
  •  

กรดไฮโดรคลอริก (Hydrochloric acid:HCl) หรือ กรดเกลือ จัดเป็นกรดแก่ มีคุณสมบัติเป็นได้ทั้งของเหลว และก๊าซ หากอยู่ในสถานะก๊าซ เรียกว่า ไฮโดรเจนคลอไรด์ เมื่ออยู่ในสถานะของเหลวจะเป็นสารที่ไม่มีสีหรือมีสีเหลืองอ่อน มีกลิ่นฉุนแรง และมีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง

กรดไฮโดรคลอริก ถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อประมาณปี ค.ศ. 800 โดยนักเล่นแร่แปลธาตุในยุโรปชื่อ จาเบร อิบนู ฮัยยานยัน (Jabir ibn Hayyan) ถือเป็นกรดที่ถูกใช้ประโยชน์อย่างมากในอุตสาหกรรมต่างๆ อาทิ อุตสาหกรรมเหมืองแร่ อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมฟอกย้อม อุตสาหกรรมผลิตโลหะ และชิ้นส่วนรถยนต์ เป็นต้น [1]

คุณสมบัติเฉพาะ [2],[3]
• CAS Number : 7647-01-0
• ชื่อทางการค้า (Trade Name) : กรดไฮโดรคลอริก (Hydrochloric acid)
• ชื่อทางเคมี (Chemical Name) : Hydrochloric acid
• ชื่ออื่นๆ (Synonyms) :
– Muriatic acid
– Chlorohydric acid
– Acide chlorhydrique
– Spirits of salt
– Hydrogen chloride
• สูตรทางเคมี (Chemical Formula) : HCl
• น้ำหนักโมเลกุล (Molecular Weight) : 36.46 กรัม/โมล
• ลักษณะทางกายภาพ (physical properties) : ของเหลวใส ไม่มีสี หรือ มีสีเหลืองอ่อน มีกลิ่นฉุนรุนแรง
• จุดเดือด (Boiling point) : -85.1 องศาเซลเซียส
• จุดหลอมเหลว (Melting point) : -114.2 องศาเซลเซียส
• จุดวาบไฟ (Flash point) : ไม่มี
• อุณหภูมิที่ติดไฟได้เอง (Auto ignition temperature) : ไม่มี
• ความดันไอ (Vapor pressure) : 35,424 มิลลิเมตรปรอท (25 องศาเซลเซียส)
• ความหนาแน่นไอ (Vapor Density) : 1.27
• ความหนาแน่น (Density) : 1.00045 กรัม/ล. ในสถานะก๊าซ
• ความถ่วงจำเพาะ (specific gravity, SG) : 1.05 ที่ความเข้มข้น 10% w/w, 1.10 (ที่ความเข้มข้น 20%), 1.15(ที่ความเข้มข้น 29.57%), 1.20 (ที่ความเข้มข้น 39.11%)
• ค่าคงที่เฮนรี่ (Henry’s law constant) : 4.90X10-10 ลบ.ม.-บรรยากาศ
• การละลาย (Solubility) : ละลายได้ดีในน้ำ 67.3 g/น้ำ 100 g ที่ 30°C
• สารที่ต้องหลีกเลี่ยง (Materials to Avoid) : โลหะ และออกไซด์ของโลหะทุกชนิด สารที่เป็นด่างทุกชนิด ได้แก่ • สารประกอบของไฮดรอกไซด์ (OH) เอมีน (R – NH2) คาร์บอเนต (Co3) และสารอื่น ๆ เช่น ไซยาไนด์ (Cyanide) ซัลไฟด์ (SO3) และฟอมัลดีไฮด์ (CH2O)

การผลิตกรดไฮโดรคลอริก
กรดไฮโดรคลอริกผลิตได้จากปฏิกิริยาของก๊าซคลอรีน และก๊าซไฮโดรเจน ดังสมการ
Cl2 (g) + H2 (g) = 2HCl (g)

หรือ การละลายก๊าซคลอรีน (Cl2) และก๊าซไฮโดรเจน (H2) ในน้ำ
Cl2 (g) + H2(g) +H2O (l) = สารละลายกรดไฮโดรคลอริก (2HCl + H2O)

วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตกรดไฮโดรคลอริกประกอบด้วย 2 ชนิด คือ
1. ก๊าซไฮโดรเจน H2 ผลิตได้จากกระบวนการแยกด้วยเซลล์อิเล็กโทรไลต์ไฟฟ้า โดยใช้โซเดียมคลอไรด์หรือเกลือแกง (NaCl) เป็นวัตถุดิบ จนได้เกิดก๊าซคลอรีน (Cl2) และได้ผลิตภัณฑ์อื่นเป็นโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ด้วยเช่นกัน
2. ก๊าซคลอรีน (Cl2) ผลิตได้จากกระบวนการแยกด้วยเซลล์อิเล็กโทรไลต์ไฟฟ้า โดยใช้น้ำ (H2O) เป็นวัตถุดิบ จนได้ก๊าซไฮโดรเจน (H2)

ปฏิกิริยาของกรดไฮโดรคลอริก
– เมื่อได้รับอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะระเหยกลายเป็นไอหรือเป็นก๊าซพิษของไฮโดรเจนคลอไรด์ (Hydrogen chloride : HCl)
– เมื่อเทน้ำลงผสมกับกรดไฮโดรคลอริกจะเกิดการสะเทินอย่างรุนแรง เกิดการกระเด็นของกรดกระจายออกโดยรอบอย่างรุนแรง
– เมื่อมีการสัมผัสกับโลหะจะทำให้เกิดคลอไรด์ของโลหะนั้น และเกิดก๊าซไฮโดรเจนที่เป็นสารไวไฟสูงจนอาจเกิดการติดไฟ และระเบิดได้ง่าย เช่น Fe + HCl = FeCl2 + H2

วิธีนำกรดไฮโดรคลอริกกลับมาใช้ใหม่ [4]
1. วิธีการระเหย
โดยมีขั้นตอน คือ ระเหย HCl และ H2O ออกจากอ่างสารละลายกรดที่ใช้แล้ว (อุณหภูมิถึง 125 oC) ซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็นไฮโดรคลอริก ที่นำมาใช้ใหม่ได้ และมีตะกอนของเสียของ FeCl2 โดยวิธีนี้ มีข้อดี คือ นำกรดไฮโดรคลอริกมาใช้ใหม่ได้กว่า 90 % และเกิดการสะเทินต้องการด่างน้อยกว่า แต่มีข้อเสีย คือ มีการใช้พลังงานมาก และเกิดเหล็กคลอไรด์เจือปนมาก
2. วิธีแลกเปลี่ยนอิออนกรด(H+)
โดยมีขั้นตอน คือ ทำการดูดซับอิออนอิสระของกรดไฮโดรคลอริกโดยใช้เรซิน จากนั้น นำมาผ่าน FeCl2 และ FeSO4 แล้วนำอิออนของกรดไฮโดรคลอริกอิสระกลับมาทำปฏิกิริยากับน้ำ ซึ่งผลที่ได้ คือ กรดไฮโดรคลอริกที่นำมาใช้ใหม่ได้, ของเสียในรูปของ FeCl2 และ FeCl4 โดยวิธีนี้ มีข้อดี คือ เงินลงทุนต่ำ ขนาดปานกลาง ค่าซ่อมบำรุงต่ำ ประหยัดพื้นที่ และสามารถนำกรดไฮโดรคลอริกมาใช้ใหม่ได้กว่า 80 % แต่มีข้อเสีย คือ สารตกค้าง: เหล็กคลอไรด์, ใช้ไปแต่ละครั้ง ประสิทธิภาพในการนำกรดกลับมาลดลง
3. วิธีแลกเปลี่ยนอิออนเหล็ก(Fe+)
โดยมีขั้นตอน คือ ทำการออกซิเดชัน Fe(II) กับ H2O2 หรือ Cl2 จนได้ Fe(III) จากนั้น ทำการดูดซับ FeCl4 ด้วยเรซินโดยการผ่านอิออนของกรดอิสระ จากนั้น ทำการดึง Fe(III) กลับมา โดยการใช้น้ำชะ ซึ่งผลที่ได้ คือ กรดไฮโดรคลอริกที่นำมาใช้ใหม่ได้ และของเสียในรูปของ FeCl3 โดยวิธีนี้ มีข้อดี คือ เงินลงทุนต่ำ ขนาดปานกลางค่าซ่อมบำรุงต่ำ ประหยัดพื้นที่ นำกรดไฮโดรคลอริกมาใช้ใหม่ได้กว่า 80 % แต่มีข้อเสีย คือ การใช้ไปแต่ละครั้งจะทำให้ประสิทธิภาพในการนำกรดกลับมาต่ำลง
4. วิธีไพโรไฮโดรไลซิส
โดยมีขั้นตอน คือ ให้ความร้อน อบ และออกซิเดชัน Fe(II) จนได้ Fe(III) จากนั้น ทำคลอไรด์ให้เข้มข้นขึ้นในรูปของกรดอิสระ และกรดจำเพาะทางเคมี ซึ่งผลที่ได้ คือ กรดจำเพาะทางเคมี และกรดไฮโดรคลอริก และ Fe2O3 ที่ไม่เป็นอันตรายโดยวิธีนี้ มีข้อดี คือ นำกรดไฮโดรคลอริกกลับมาใช้ใหม่ได้เกือบทั้งหมดถึง 99% มีสารตกค้างไม่เป็นอันตราย แต่มีข้อเสีย คือเงินลงทุนสูง ต้องใช้พื้นที่มากปัญหาด้านสาธารณูปโภค ใช้พลังงานมาก

การใช้ประโยชน์กรดไฮโดรคลอริก [2]
1. อุตสาหกรรม
– ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมี และตัวทำละลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์
– ใช้เป็นสารเคมีในกระบวนการผลิต อาทิ ใช้ทำความสะอาดโลหะ ใช้เป็นสารทำน้ำให้บริสุทธิ์
– ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร อาทิ ใช้ในกระบวนการไฮโดรไลซีส (Hydrolized) แป้งเพื่อให้ได้เป็นน้ำตาลชนิดต่างๆ เช่น น้ำตาลกลูโคส และการไฮโดรไลซีส (Hydrolized) โปรตีน เพื่อให้ได้กรดอะมิโนชนิดต่างๆ
– ใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เช่น ใช้ในกระบวนการเตรียมสารไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ (Vinyl chloride monomer) สำหรับเป็นวัตถุดิบในการผลิต PVC และคลอโรพรีน(chloroprene) สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวกับยาง เป็นต้น
– ใช้ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่เพื่อสกัดแร่ชนิดต่างๆอาทิ เหมืองทองคำในกระบวนการสกัดแร่ทองคำ เหมืองดีบุก สังกะสี และยูเรเนียม เป็นต้น
– ใช้อุตสาหกรรมฟอกหนัง ฟอกสีสำหรับเป็นสารฟอกหนังสัตว์ และฟอกสีหนังสัตว์ให้ขาวสะอาด
– ใช้เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด
– ใช้เป็นสารปรับสภาพความเป็นกรดในระบบบำบัดน้ำเสีย

2. ทางการแพทย์
– ใช้สำหรับการรักษาเมตฟอร์มินจากโรคสมอง และโรคตับแข็ง
– ใช้เป็นส่วนผสมของยาฆ่าเชื้อหรือยาต้านเชื้อจุลชีพในทางการแพทย์
– พบรายงานการศึกษาการใช้กรดไฮโดรคลอริกสำหรับต้านและกำจัดเซลล์มะเร็ง 6 mol/L (HAS6)
โดยผลการศึกษา พบว่า HAS6 สามารถทำให้เซลล์มะเร็งแข็งตัวได้ และช่วยยืดอายุของผู้ป่วยให้ยืนยาวเพิ่มขึ้นได้

ขอบคุณภาพจาก
www.Study.com

เอกสารอ้างอิง
[1] wikipedia.org. ออนไลน์. เข้าถึงได้ที่ : https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrochloric_acid
[2] U.S. National Library of Medicine. ออนไลน์. เข้าถึงได้ที่ : https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Hydrochloric-acid
[3] https://www.sigmaaldrich.com/. Hydrochloric acid. ออนไลน์. เข้าถึงได้ที่ : https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/vetec/v0t0538?lang=en&region=TH/.
[4] อาทร วุฒิสัตย์วงศ์กุล. 2545. การปรับปรุงกระบวนการนำกลับกรดไฮโดรคลอริก-
จากน้ำกรดกำจัดสนิมเหล็กด้วยวิธีการแลกเปลี่ยนอิออน.
[5] ปฐวี จีรณราวุฒิ. 2560. การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการลดความเข้มข้น-
ของไอระเหยกรดไฮโดรคลอริกด้วยวิธีดูดซึม.
[6] Occidental Chemical Corporation. Safety Data Sheet : HYDROCHLORIC ACID (HCl) (ALL GRADES).


แชร์ต่อให้เพื่อนได้อ่าน
  •  
  •  
  •  
  •