| 塩酸 | ||
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| 全般 | ||
| システム名 | 塩酸 | |
| その他の名称 | ムリヤリ酸(Muriatic acid), 塩の精神 | |
| 分子式 | HCl in water (H2O) | |
| モル質量 | 36.46 g/mol (HCl) | |
| 外観 | 無色透明～ 淡黄色液体 |
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| CAS番号 | ||
| 特性 | ||
| 密度、位相 | 1.18 g/cm³、 37%溶液。 |
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| 水に対する溶解性 | 完全に混和することができる。 | |
| 融点 | -26 °C (247 K) 38% solution. |
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| 沸点 | 110 °C (383 K), 20.2%溶液、 48 °C (321K)、 38%溶液。 |
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| 酸分解 定数pKa |
-8.0 | |
| 粘性 | 1.9 mPa-s at 25℃ 31.0 -1.0 3.0 4.05%溶液 |
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| 危険 | ||
| MSDS | 外部MSDS | |
| NFPA 704 |
0
3
1
32-38%溶液 |
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| 主要危険物 | 高い腐食性(苛烈な)。 | |
| 引火点 | 不燃性. | |
| R/S statement | ||
| RTECS番号 | MW4025000 | |
| 補足データページ | ||
| 構造と 特性 |
n, εr、など。 | |
| 熱力学 データ |
相挙動 固体、液体、気体 |
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| スペクトルデータ | UV.X線回折 | |
| データデータ | 相挙動 | |
| 関連化合物 | ||
| その他のアニオン | HF, HBr, HI | |
| その他の陽イオン | N/a | |
| 関連酸 | Hydrobromic acid フッ酸 Hydroiodic acid 硫酸 |
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| 別表に記載のないものは除く。 4220〉標準状態（25℃、100kPa）での値。〈4220〉インフォボックス免責事項および参考文献〈1667〉 | ||
塩酸（またはムリヤリ酸）は、塩化水素ガス（HCl）の水性溶液である。 この強酸は腐食性が強いので、適切な安全対策をして取り扱わなければなりません。 胃酸の主成分である。 化学研究室や製造工場で日常的に使用されている。 その用途は、特定の化合物（ポリ塩化ビニル（PVC）プラスチック用の塩化ビニルなど）の大規模生産、金属の錆やスケールの除去、石油生産、鉱石処理などです。 小規模なものでは、ゼラチンなどの食品素材の製造や皮革加工などがある。
History
塩酸は、紀元前800年頃、錬金術師Jabir ibn Hayyan（Geber）が一般の塩とビトリゾール（硫酸）を混ぜて初めて発見されました。 ジャビールは多くの重要な化学物質を発見し、その成果を20冊以上の書物に記録し、塩酸をはじめとする基礎化学物質の化学知識を数百年にわたり伝えました。 Jabirが発明した塩酸と硝酸からなる金を溶かすアクア・レギアは、賢者の石を探す錬金術師にとって大きな関心事だった。
中世において、塩酸はヨーロッパの錬金術師に塩の精神またはacidum salisとして知られていた。 気体の塩酸はmarine acid airと呼ばれた。 古く（体系化される前の）名称であるmuriatic acidも同じ由来であり（muriaticは「塩水または塩に関係する」の意）、現在でもこの名称が使われることがある。 15世紀、ドイツ・エアフルトのベネディクト会修道院サンクトペーターの錬金術師カノン、バシリウス・ヴァレンティヌスによって、顕著な生産が記録されている。 17世紀には、ドイツのカールシュタット・アム・マインのヨハン・ルドルフ・グラウバーが、塩化ナトリウム塩と硫酸を用いてマンハイム法で硫酸ナトリウムを調製し、塩化水素ガスを発生させた。 1772年にイギリスのリーズのジョセフ・プリーストリーが純粋な塩化水素を調製し、1818年にはイギリスのペンザンスのハンフリー・デイヴィーが水素と塩素を含む化学組成であることを証明した
ヨーロッパの産業革命では、ソーダ灰などのアルカリ物質の需要が高まり、ニコラ・ルブラン（フランス・イサンダン）による新しい工業ソーダ法によって安価で大量生産することができた。 ルブラン法では、硫酸、石灰石、石炭を用いて食塩をソーダ灰に変換する。 副生成物として塩化水素が発生する。 1863年に制定されたアルカリ法までは、余分な塩化水素は大気中に排出されていた。
20世紀初頭、ルブラン法が副生塩酸のないソルベー法に事実上取って代わられたとき、塩酸はすでに多くの用途で重要な化学物質として完全に定着していました。 商業的な興味から、以下に述べるような今日でも使用されている他の製造方法が開始された。
塩酸は、ヘロイン、コカイン、覚せい剤などの薬物の生産に使用されるため、1988年の麻薬及び向精神薬の不正取引防止条約で表II前駆物質に指定されています。
化学
塩化水素（HCl）は一価の酸であり、各分子は1回のみ解離して（イオン化）H+イオン（プロトン1つ）を放出できることを意味します。 水溶液の塩酸では、H+は水分子と結合してヒドロニウムイオンH3O+を形成する：
HCl + H2O ⇌ H3O+ + Cl-
もう1つの生成イオンはCl-、塩化物イオンである。 したがって、塩酸は塩化ナトリウムのような塩化物と呼ばれる塩を調製するのに用いることができます。
一塩基酸には、水中での解離の度合いを示す酸解離定数Kaが1つあります。 塩酸のような強酸の場合、Kaは大きくなる。 HClにKaを割り当てる理論的な試みがなされている。 塩酸の水溶液にNaClなどの塩化物塩を加えてもpHにほとんど影響を与えないことから、Cl-は極めて弱い共役塩基であり、塩酸は水溶液中で完全に解離していることがわかる。 塩酸の中～強溶液では、H+モル度（濃度の単位）がHClモル度と等しいという仮定は、有効数字4桁まで一致し、優れている。
化学でよく用いられる7つの強酸（すべて無機）の中で、塩酸は酸化還元反応の妨害を最も受けにくい単塩基酸である。 また、酸でありながら反応性が低く無毒な塩化物イオンを生成するため、取り扱いの危険性が低い強酸の一つである。 中濃度塩酸溶液は非常に安定で、時間が経過しても濃度を維持します。 これらの特性に加えて、純粋な試薬として入手できることから、塩酸は優れた酸性化試薬および酸性滴定剤（滴定において未知量の塩基の量を決定するためのもの）となります。 強酸性滴定剤は、滴定の終点をより明確にし、滴定をより正確に行うことができるため、有用である。 塩酸は、化学分析や分析用試料の消化によく使用されます。 濃塩酸は、一部の金属を溶解し、酸化金属塩化物と水素ガスを生成します。 炭酸カルシウムや酸化銅(II)のような塩基性化合物から、金属塩化物を生成します。
物理的性質
塩酸の沸点、融点、密度、pHなどの物理的性質は、酸溶液中の塩酸の濃度またはモル数によって決まります。 0%HClの水から40%HClを超える発煙塩酸の値まで、さまざまなものがあります。 (w/w)
c : kg HCl/kg
c : kg HCl/m3
Baumé
ρ : kg/l
M
η : mPa・s
s : kJ/(kg-K)
圧力
PHCl : Pa
b.
B.p.
点
m.p.
1.098
1.37
1.0m
90 °c
1.0
1.179
1.039 M
上記表の基準温度と圧力は20℃、1気圧（101kPa）であります。
HClとH2Oの2成分混合物である塩酸は、20.2%HCl、108.6℃（227°F）で定沸点共沸を持つ。 塩酸の結晶形は、HCl-H2O（68%HCl）、HCl-2H2O（51%HCl）、HCl-3H2O（41%HCl）、HCl-6H2O（25%HCl）、氷（0%HCl）の4つの定結晶共沸点がある。 また、氷とHCl-3H2O結晶の間には24.8%の準安定共晶点がある
製造
塩酸は塩化水素を水に溶かして調製される。 塩化水素は様々な方法で生成されるため、塩酸の前駆体は数種類存在する。
工業市場
塩酸は、最大 38% の HCl（濃縮グレード）溶液で生産されます。 40%強までの高濃度は化学的に可能ですが、その場合、蒸発率が非常に高く、保管や取り扱いには、圧力や低温などの特別な注意が必要です。 そのため、バルクの工業用グレードは、効率的な輸送と塩酸蒸気による製品の損失を抑えるために、30％から34％に最適化されています。
世界の主な生産者には、HClガスとして計算した年間200万トン（2 Mt/年）のDow Chemical、およびFMC、Georgia Gulf Corporation、Tosoh Corporation、Akzo Nobel、Tessenderloがそれぞれ年間50～150 Mt/年の規模で含まれています。 比較のためにHClとして表した世界の総生産量は20百万/年と推定され、3百万/年が直接合成によるもので、残りは有機合成や類似の合成による副産物である。 塩酸のほとんどは、生産者が自家消費している。
Applications
塩酸は多くの工業プロセスで使用される強い無機酸である。
イオン交換樹脂の再生
高品質の塩酸の重要な用途は、イオン交換樹脂の再生です。 カチオン交換は、水溶液からNa+やCa2+などのイオンを除去し、脱塩水を製造するために広く用いられています。
Na+はH3O+ Ca2+は2 H3O+
イオン交換体と脱塩水はすべての化学産業、飲料水の製造、および多くの食品産業で使用されています。
pH 制御および中和
塩酸の非常に共通の適用は解決の基本性（pH）を調整することです。
OH- + HCl → H2O + Cl-
純度を要求する企業（食糧、薬剤、飲料水）で、良質の塩酸がプロセス水流の pH を制御するのに使用されています。
鋼鉄の酸洗
酸洗は金属の表面処理の重要なステップで、押出し、圧延、亜鉛めっき、および他の技術のようなそれに続く処理の前に鉄か鋼鉄から錆か酸化鉄のスケールを取除くためにです。
Fe2O3 + Fe + 6 HCl → 3 FeCl2 + 3 H2O
使用済み酸は塩化第一鉄溶液として長い間再利用されてきましたが、酸洗液中の重金属濃度が高いため、この方法は少なくなっています。
しかし近年、鉄鋼の酸洗業界では、スプレーロースターや流動床式塩酸再生プロセスなど、使用済み酸洗液から塩酸を回収できる塩酸再生プロセスを開発しました。 最も一般的な再生プロセスは、次の式を適用した熱加水分解プロセスです：
4 FeCl2 + 4 H2O + O2 → 8 HCl+ 2 Fe2O3
使用済みの酸を回収することで、閉じた酸ループが確立されます。
塩酸はステンレス鋼の一般的な酸洗剤ではありません。
無機化合物の生産
通常の酸塩基反応において、塩酸で数多くの製品が生産でき、無機化合物が得られます。
Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O
塩化鉄（III）とPACはともに、排水処理、飲料水製造、製紙において凝集剤と凝固剤として使用されています。
塩酸で生産されるその他の無機化合物には、道路用塩の塩化カルシウム、電気めっき用の塩化ニッケル（II）、亜鉛めっき産業や電池生産用の塩化亜鉛などがあります。
有機化合物の生産
最大の塩酸の消費は、PVC用の塩化ビニル、ポリウレタン用のMDIやTDIなどの有機化合物の生産にあります。 これはしばしばキャプティブユーズであり、地元で生産された塩酸を消費し、実際には一般市場に出回ることはありません。
その他の用途
塩酸は基礎化学品であり、皮革加工、家庭用クリーニング、建築など小規模な用途に多く使用されている。 また、石油の生産を促進する方法として、油井の岩盤に塩酸を注入して岩盤の一部を溶かし、大きな孔のある構造を作る方法がある。
塩酸を含む多くの化学反応は、食品、食品成分、食品添加物の製造に応用されています。 代表的なものとして、アスパルテーム、フルクトース、クエン酸、リジン、食品増強剤としての加水分解（植物性）タンパク質、ゼラチン生産に使用されます。
生理・病理
塩酸は、ヒトの消化液である胃酸の大部分を構成しています。 複雑なプロセスと大きなエネルギー的負担で、それは壁細胞（オキシント細胞とも呼ばれる）から分泌される。 これらの細胞は、広範な分泌ネットワーク（管腔と呼ばれる）を持ち、ここから塩酸が胃の内腔に分泌される。 この細胞は、胃の底腺（酸素分泌腺）の一部である。
塩酸による消化管上皮の損傷を防ぐ安全機構として、以下のものがある。
- その放出の負の調節因子
- 上皮を覆う厚い粘液層
- 胃上皮細胞や膵臓が分泌する重炭酸ナトリウム
- 上皮の構造（タイトジャンクション）
- 十分な血液供給
- プロスタグランジン（多くの異なる作用を持っています。 粘液と重炭酸塩の分泌を促進する、上皮のバリア機能を維持する、十分な血液供給を可能にする、傷ついた粘膜の治癒を促進する）
さまざまな理由により、これらのメカニズムがうまく働かないと、胸やけや消化性潰瘍が発生する可能性があります。 プロトンポンプ阻害剤と呼ばれる薬物は、胃酸が過剰に作られるのを防ぎ、制酸剤は既存の酸を中和します。
場合によっては、胃で作られる塩酸が不足することがあります。 これらの病的状態は、低クロルヒドリア症および無クロルヒドリア症という用語で示される。 ホスゲンの主な効果は、肺の奥の粘膜にガスが溶け込み、加水分解によって炭酸と腐食性の塩酸に変換されることである。 後者は肺胞-毛細血管膜を破壊するので、肺は液体で満たされる（肺水腫）
塩酸はまた、マスタード・ガスによる有害または水疱形成作用の一因でもある。 目や肺の湿った表面など、水分があると、マスタードガスは分解して塩酸になります。
Safety
塩酸は高濃度で酸性ミストを形成します。 ミストも溶液も人体組織を腐食する作用があり、呼吸器官、目、皮膚、腸を損傷する可能性があります。 また、塩酸を漂白剤（NaClO）や過マンガン酸塩（KMnO4）などの一般的な酸化性薬品と混合すると、有毒ガスである塩素が発生する。
塩酸の溶液の危険性は、濃度によって異なります。 塩酸水溶液のEU分類を下表に示します。
| 濃度 重量比 |
分類 | R- | L-
参照
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