O ácido clorídrico é um dos ácidos mais comuns. Os produtos químicos não são usados frequentemente em laboratório para uma ampla variedade de respostas. É um ácido forte e tem um pH geralmente entre cerca de 1 e 2, dependendo de sua concentração. O ácido clorídrico tem muitos usos em uma ampla variedade de indústrias. Este artigo irá ajudá-lo a descobrir a massa molar do ácido clorídrico e fornecer uma visão de como ele se compara a outras composições semelhantes.
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O ácido clorídrico é um dos ácidos graxos mais comuns, com utilização em laboratório e em diversos setores.
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A massa molar do ácido clorídrico
O ácido clorídrico é uma substância pura. Uma substância pura tem a mesma composição química, incluindo até as menores partículas. Todos os elementos da tabela periódica, bem como todos os compostos químicos definidos, são produzidos como substância pura. As menores partículas nos elementos são moléculas, enquanto as moléculas são as menores partículas de um composto. A massa molar de cada substância tem pura influência nas propriedades físicas e químicas da substância. A massa molar do ácido clorídrico é 36,46 gramas por mol.
Então, qual é a massa molar de uma substância? A massa molar é definida como a massa de um mol de uma substância pura expressa em gramas. Ótimo, isso é simples, mas o que é uma toupeira? Uma toupeira é apenas uma unidade de medida. Assim como uma dúzia é igual a 12 de qualquer coisa, um mol é igual a 6,022 × 10 23 de qualquer coisa. Você poderia ter um mol de donuts ou um mol de moedas de dez centavos, mas, na realidade, geralmente medimos átomos ou moléculas em termos de mols. Chamamos esse número gigante, aproximadamente 6.022 × 10 23 , de número de Avogadro ou constante de Avogadro. Esta importante constante, batizada em homenagem ao cientista italiano Amadeo Avogadro, é sempre a mesma. É essencial para compreender a química e como o mundo funciona.
Massa molar vs. massa atômica
Podemos determinar a massa molar de um elemento ou composto aprendendo primeiro sua massa atômica. Procure uma massa atômica de um elemento na tabela periódica. Este valor, geralmente listado logo abaixo ou ao lado do símbolo químico, deve ser anotado na legenda da tabela. Os cientistas determinaram a massa atômica de cada elemento levando em consideração todos os isótopos conhecidos do elemento. Eles calcularam a média das massas desses isótopos, ponderadas pela proporção encontrada na natureza, para encontrar a massa atômica do elemento.
Cada elemento da tabela periódica possui um número fixo de prótons e a maioria possui um número variável de nêutrons. Os átomos de um elemento com diferentes números de nêutrons são conhecidos como isótopos. O número de prótons no núcleo de um átomo é igual ao número atômico desse elemento. O número de nêutrons determina qual isótopo do elemento o átomo específico representa.
Cada próton ou nêutron individual tem o valor de uma unidade de massa atômica. A massa de qualquer número de elétrons nos orbitais do átomo é tão pequena que pode ser desconsiderada. Portanto, a massa atômica de qualquer isótopo é igual ao número de prótons que ele possui mais o número de nêutrons.
Um exemplo de como funcionam os isótopos
Devemos entender os isótopos para aprender sobre a massa molar. Vamos examinar o elemento carbono para aprender mais sobre como funcionam os isótopos. O carbono tem apenas três isótopos diferentes: carbono-12, carbono-13 e carbono-14. O isótopo mais leve, o carbono-12, tem seis prótons e seis nêutrons. Portanto, a sua massa atómica é igual a 12. Enquanto isso, o carbono-13 tem seis protões e sete neutrões, o que resulta numa massa atómica de 13. E o isótopo mais pesado, o carbono-14, tem seis protões e oito neutros. Isso lhe dá uma massa atômica de 14. A média desses três números é 13, mas isso não é igual à massa atômica calculada do carbono, que é 12.011 unidades de massa atômica. Como os isótopos de carbono-12 superam em muito o carbono-13 e o carbono-14 na natureza, a mídia deve ser ponderada. Portanto, considerando a representação muito mais elevada do carbono-12, a massa atômica inclina-se fortemente para 12.
Calculando a massa molar do ácido clorídrico
Como você aprendeu, a massa molar de um elemento é simplesmente igual à sua massa atômica, expressa em termos de gramas por mol. A massa de um mol de átomos de um elemento é igual à massa atômica desse elemento, mas em gramas.
Este mesmo conceito se aplica aos compostos, exceto que cada molécula de um composto contém dois ou mais átomos de elementos iguais ou diferentes. Para encontrar uma massa atômica de um composto, devemos somar as massas atômicas de todos os átomos da molécula. O total é igual à massa atômica do composto.
O ácido clorídrico, HCl, tem apenas dois átomos em cada molécula. Possui um átomo de cloro ligado a um átomo de hidrogênio . Portanto, um mol de moléculas de ácido clorídrico possui um mol de átomos de cloro e um mol de átomos de hidrogênio. Para encontrar a massa de um mol de cloro, basta converter a massa atômica de cloro em gramas. Um mol de cloro tem massa de 35,45 gramas. E um mol de hidrogênio tem massa de 1.008 gramas. A adição da massa dos dois átomos neste composto dá um total de 36,46 gramas como massa molar do ácido clorídrico.
Cálculo da massa molar do ácido clorídrico |
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Equação química simplificada para ácido clorídrico: H + Cl → HCl |
1 mol de hidrogênio + 1 mol de cloro → um mol de ácido clorídrico |
1,008 gramas de H/mol + 35,45 gramas de Cl/mol → 36,46 gramas de HCl/mol |
Estrutura Atômica do Ácido Clorídrico
O ácido clorídrico é composto por apenas dois átomos: hidrogênio e cloro. Quando o hidrogênio e o cloro são combinados como um gás, o composto é chamado de cloreto de hidrogênio. Mas quando esse gás se dissolve em água, chamamos uma solução resultante de ácido clorídrico.
O cloro pertence ao Grupo 17 da tabela periódica. O Grupo 17 contém os halogênios: flúor, cloro, bromo, iodo, etc. Os membros deste grupo residem apenas um lugar do Grupo 18, os gases nobres. Eles precisam de apenas um elétron para atingir a configuração eletrônica estável e desejada. Eles formam íons haleto com carga -1, incluindo o íon cloreto, Cl – .
O hidrogênio ocorre naturalmente como um gás diatômico, com cada átomo de hidrogênio ligado covalentemente a outro. Viajando sozinho, ele forma um único íon de hidrogênio com carga +1. Este átomo de hidrogênio se liga facilmente a qualquer íon com carga -1, como o íon cloreto, para formar uma molécula com carga neutra.
O ácido clorídrico é considerado um ácido forte porque os átomos de hidrogênio e cloro ligados covalentemente se dissociam ou se quebram em íons, quase completamente na água. Isso torna o ácido clorídrico muito útil em uma ampla gama de processos químicos.
Configuração de ácido clorídrico
Os átomos do ácido clorídrico organizam-se numa estrutura linear com um ângulo de ligação de 180 graus, tal como qualquer outra molécula diatômica. Eles formam uma ligação conhecida como ligação covalente polar. Covalente significa que eles dirigem um elétron de modo que ambos os átomos tenham uma configuração estável com orbitais externos exigidos pelo menos parte do tempo. Ter uma ligação covalente polar significa que o elétron é compartilhado de forma desigual. Um dos átomos do par recebe o elétron extra na maior parte do tempo, dando-lhe uma carga parcial negativa, enquanto o outro átomo tem uma carga parcial positiva. Nesse caso, o cloro exerce maior atração pelo elétron, mas não é suficiente para afastá-lo completamente. Então, essa molécula linear acaba polarizada; é mais negativo no lado do cloro e mais positivo no lado do hidrogênio.
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O ácido clorídrico é uma molécula covalente polar feita de hidrogênio e cloro.
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Doador de Hidrogênio
O ácido clorídrico tem um uso importante como doador de hidrogênio. Quando se decompõe ou se dissocia em água, fornece íons de hidrogênio que podem ser captados por outros produtos químicos para formar novos compostos ou íons poliatômicos.
(Ácido clorídrico) HCl → (Íon cloro) Cl – + (Íon hidrogênio) H +
Um exemplo de como esse íon hidrogênio doado pode ser usado é a conversão de amônia em íon amônio. Os íons de amônio podem então ser usados para fabricar produtos importantes, como fertilizantes nitrogenados.
(Amônia) NH 3 + (Íon hidrogênio) H + → (Íon amônio) NH 4 +
Ácidos fortes como o ácido clorídrico fornecem mais íons hidrogênio do que ácidos fracos, porque se dissociam quase completamente em íons em solução.
Ácido Clorídrico na Natureza
O ácido clorídrico é produzido na natureza, mas não em fontes de fácil acesso ou em grandes quantidades necessárias para seus diversos usos hoje. Você conhece intimamente uma das principais fontes naturais de ácido clorídrico. Humanos e outros vertebrados possuem células no estômago que produzem íons de hidrogênio e cloreto. Eles se combinam para formar ácido clorídrico, que ajuda o corpo a quebrar os alimentos, absorver minerais essenciais e destruir microorganismos contratados.
Algumas vulcões também produzem ácido clorídrico expelindo gás cloreto de hidrogênio no ar, que se dissolvem na água da atmosfera. Este ácido clorídrico é um componente da chuva ácida, que normalmente também inclui ácido sulfúrico, H 2 SO 4 .
Produção de ácido clorídrico
O ácido clorídrico pode ser produzido de várias maneiras, incluindo a combinação de hidrogênio e cloro ou a adição de ácido sulfúrico ao cloreto de sódio. A maior parte do ácido clorídrico utilizado hoje nas indústrias tem produção em larga escala de outros produtos químicos. Durante muito tempo, os fabricantes de produtos químicos apenas liberaram o cloreto de hidrogênio que se formou como gás na produção de outros produtos químicos em larga escala. Esse gás entrou na atmosfera como descarga e chuva ácida, prejudicial ao meio ambiente. Agora, grande parte do cloreto de hidrogénio produzido como subproduto de outros processos deve ser capturado devido às leis antipoluição. Esse gás é coletado na água para formar ácido clorídrico, que pode então ser vendido e usado para diversos fins.
Usos comuns de ácido clorídrico
O ácido clorídrico tem muitos usos diferentes, desde as indústrias de alimentos e medicamentos até as operações de petróleo e mineração, e todo tipo de coisa interessante. Aqui estão apenas alguns dos usos mais comuns.
Processamento de comida
A indústria alimentícia utiliza ácido clorídrico de diversas maneiras para produzir diversos tipos de alimentos. Um dos principais usos do ácido clorídrico é o processamento do milho em produtos como xarope de milho rico em frutose e amido de milho. Também facilita a fabricação de gelatina a partir de ossos e o preparo de molho de soja. Adoçantes artificiais e vários aditivos alimentares dependentes de ácido clorídrico. E vários produtos ácidos, como molhos, suco de tomate e outros sucos de vegetais, e diversos alimentos enlatados utilizam ácido clorídrico para manter um nível de pH reduzido.
Fabricação de Medicamentos
A indústria farmacêutica utiliza ácido clorídrico para ajustar o pH durante a fabricação de medicamentos. O ácido também funciona como específico e como agente redutor.
Exploração de petróleo
Antes da perfuração em busca de petróleo, o ácido clorídrico é bombeado para o solo para dissolver parcialmente a rocha e melhorar o fluxo do petróleo. Os perfuradores também usam ácido clorídrico para limpar os depósitos de carbonato do interior dos poços de petróleo e remover qualquer ferrugem e incrustações no metal.
Operações de mineração
As operações de mineração utilizam ácido clorídrico para tratar minérios brutos, para extrair e separar minerais desejados de misturas e tratar a água utilizada na atividade de mineração. É muito útil na estabilização do pH no processamento de soluções básicas, como aquelas que contêm potássio.
Processamento de Aço e Alumínio
As indústrias de aço e alumínio utilizam ácido clorídrico para processamento de metais. Este ácido ajuda a remover ferrugem e incrustações da superfície do aço, para que possa ser usado na fabricação de produtos especializados, incluindo arame, estanho e tiras de aço. Eles também usam ácido clorídrico para gravar alumínio e prepará-lo para galvanização e outros usos.
Processamento Têxtil
Os fabricantes da indústria têxtil utilizam ácido clorídrico de diversas maneiras. Este ácido é essencial para a produção de corantes e pigmentos de qualidade. Ajuda no curtimento e tingimento da couro. E os trabalhadores não costumam tingir e branquear diversos tipos de tecidos e para tratar alguns tipos de lã.
Produzindo Cloreto de Cálcio
Usamos sal, cloreto de cálcio, para diversos fins, mas o mais importante é provavelmente o tratamento de estradas para evitar gelo e poeira. A ocorrência do composto natural, carbonato de cálcio, com ácido clorídrico produz cloreto de cálcio em um processo relativamente simples.
Perigos do ácido clorídrico
O ácido clorídrico é altamente corrosivo. O pH exato do ácido depende de sua concentração na solução. Quanto mais técnicas para uma solução, menor será o pH e mais ácido e corrosivo será uma solução. O ácido clorídrico deve ser sempre manuseado com cuidado. Os usuários devem praticar a segurança padrão do laboratório, usando óculos de proteção para evitar que os vapores entrem em contato com os olhos e luvas de borracha para evitar o contato com a pele. O ácido clorídrico altamente concentrado deve ser manuseado sob uma capela para proteger melhor os olhos. Se este ácido for ingérico, não provoca vômito, mas procure atendimento médico imediato.
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O ácido clorídrico é altamente corrosivo. Sempre manuseie isso com cautela.
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Outros ácidos graxos comuns
O ácido clorídrico, com apenas dois átomos, é um dos ácidos mais simples e comuns. Este ácido forte tem muito em comum com outros ácidos feitos de hidrogênio e um haleto do Grupo 17, como o ácido fluorídrico e o ácido bromídrico. A tabela abaixo lista alguns dos ácidos graxos mais comuns, sua massa molar e alguns de seus usos interessantes.
Nome do Composto | Fórmula química | Massa molar | Usos interessantes |
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ácido clorídrico | HCl | 36,46g/mol | Bases neutralizantes; alimentos; drogas; agente de limpeza; processamento de couro |
Ácido hidrossulfúrico | AF | 20,01g/mol | Precursor de refrigerantes, lâmpadas fluorescentes, medicamentos, etc. |
Ácido bromídico | HBr | 80,91g/mol | Produção de compostos de brometo |
ácido acético | CH 3 COOH | 60,05g/mol | Vinagre; antisséptico; solvente |
Ácido nítrico | HNO3 _ | 63,01g/mol | Precursor de fertilizantes, explosivos, etc. |
ácido sulfúrico | H2SO4 _ _ _ | 98,08g/mol | Precursor de fertilizantes, medicamentos, detergentes, etc.; baterias |
Ácido acetilsalicílico | C9H8O4 _ _ _ _ _ | 180,33g/mol | Aspirina, medicamento usado para tratar febre e inflamação |
Ácido Cítrico | C 6 H 8 O 7 | 192,12g/mol | Aditivo alimentar; cosméticos; agente de limpeza |
Conclusão
Como você aprendeu, o ácido clorídrico é um dos ácidos graxos mais comuns, composto por apenas dois átomos. Os fabricantes apresentados facilmente são importantes compostos como subprodutos de outros processos. Tem muitos usos importantes em diversos setores, mas devido à sua natureza altamente corrosiva deve ser manuseado com muito cuidado.
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