Klorovodikova kislina je vodna raztopina vodikovega klorida (HCl). Je zelo korozivna močna mineralna kislina, ki v vodi popolnoma disociira in ima široko rabo v industriji. V naravi jo najdemo kot sestavino želodčne kisline. V preteklosti so jo imenovali solna kislinaLeksikon kemije, prevod Milica Kač, Mladinska knjiga Založba d. d., Ljubljana, 2001., ker so jo pridobivali iz vitriola (žveplova kislina) in kuhinjske soli. Prvič so jo pripravili v obdobju renesanse, potem pa so jo na široko uporabljali kemiki Glauber, Priestley in Davy v svojih znanstvenih raziskavah.
Masovna proizvodnja se je začela v industrijski revoluciji. V kemični industriji se je v velikih količinah uporabljala za proizvodnjo vinil klorida, monomera za sintezo PVC ter metilen difenil diizocianata (MDI) in toluen diizocianata (TDI) za proizvodnjo poliuretanov. V manjšem obsegu se uporablja tudi drugod, na primer v gospodinjskih čistilih, proizvodnji želatine, prehranskih dodatkih, za odstranjevanju vodnega kamna in proizvodnji usnja. Letna svetovna proizvodnje klorovodikove kisline je približno 20 milijonov ton.
Etimologija Evropski alkimisti so klorovodikovo kislino imenovali spiritus salis (solni destilat ali solni špirit) ali acidum salis (solna kislina). Slednje ime se še vedno uporablja v slovenskem in drugih jezikih (nemško: Salzsäure, holandsko: Zoutzuur). Plinasti vodikov klorid so imenovali kisli morski zrak.Hydrochloric Acid. Pridobljeno dne 16. septembra 2010.
Zgodovina Zlatotopko (aqua regia), zmes klorovodikove in dušikove kisline, pripravljeno z raztapljanjem amonijevega klorida v dušikovi kislini, je že v 13. stoletju opisal evropski alkimist Psevdo-Geber.H. Bauer (2009), A history of chemistry, BiblioBazaar, LLC, ISBN 978-1-103-35786-4, str. 31.V. Karpenko, J.A. Norris (2001), Vitriol in the history of chemistry, Chem. Listy 96, str. 997.Hydrochloric Acid, Chemicals Economics Handbook, SRI International, 2001.S. Norton (2008), A Brief History of Potable Gold, Molecular Interventions 8 (3), str. 120–123, doi:10.1124/mi.8.3.1, PMID 18693188.C.J.S. Thompson (2002), Alchemy and Alchemists , George G. Harrap and Co., London, 1932. Drugi viri navajajo, da je bila zlatotopka prvič omenjena v bizantinskih rokopisih s konca 13. stoletja.R.J. Forbes (1970), A short history of the art of distillation: from the beginnings up to the death of Cellier Blumentha, BRILL, ISBN 978-90-04-00617-1. Pridobljeno dne 19. avgusta 2010. Najstarejše odkritje klorovodikove kisline pripisujejo arabskemu alkimistu Jābirju ibn Hayyānu (okoli leta 800).R.L. Myers (2007), The 100 most important chemical compounds: a reference guide, Greenwood Publishing Group, str. 141. ISBN 978-0-313-33758-1.N.C. Datta (2005), The story of chemistry, Universities Press, str, 40. ISBN 978-81-7371-530-3.Arab Civilization, Washington:Arab Information Center.J. Pereira (1854), The elements of materia medica and therapeutics, Volume 1, Longman, Brown, Green, and Longmans, str. 387. Čisto klorovodikovo kislino je prvi uradno opisal Libavius v 16. stoletju. Kislino je pripravil s segravanjem kuhinjske soli v glinastih talilnih lončkih.H.M. Leicester (1971), The historical background of chemistry, Courier Dover Publications, str, 99. ISBN 978-0-486-61053-5. Pridobljeno dne 19. avgusta 2010. Drugi avtorji trdijo, da jo je odkril nemški benediktinec Basil Valentine v 15. stoletjuA.E. Waite (1992), Secret Tradition in Alchemy, Kessinger Publishing. s segrevanjem kuhinjske soli in zelene galice (FeSO4.7H2O),E.S. von Meyer, S. Ernst (1891), A History of Chemistry from Earliest Times to the Present Day, str 51. ostali pa, da ni nobenega trdnega dokaza, da je bila pripravljena pred koncem 16. stoletja.
V 17. stoletju je Johann Rudolf Glauber iz kuhinjske soli in žveplove kisline pripravil natrijev sulfat (Na2SO4). V reakciji se sprošča plinasti vodik. Postopek se imenuje Manheimski postopek. Joseph Priestley je leta 1772 pripravil čisti vodikov klorid, Humphry Davy pa je leta 1818 dokazal, da je sestavljen iz vodika in klora.
Med industrijsko revolucijo v Evropi je začela naraščati potreba po alkalnih snoveh. Nicolas Leblanc je razvil postopek za sintezo Soda|sode (natrijev karbonat, Na2CO3), ki je omogočil njeno masovno proizvodnjo. Osnovne surovine v Leblancovem procesu so bile kuhinjska sol, žveplova kislina, apnenec in oglje. Stranski protizvod procesa je bil vodikov klorid, ki se je do sprejetja britanskega Alkali Act 1863 in podobnih zakonov v drugih državah izpuščal v ozračje. Po sprejetju omenjene zakonodaje je bil proizvajalec sode dolžan absorbirati vodikov klorid v vodi, s čimer se je začela masovna industrijska proizvodnja klorovodikove kisline.F. Aftalion (1991), A History of the International Chemical Industry, Philadelphia: University of Pennsylvania Press, ISBN 0-8122-1297-5.
V 20. stoletju je Leblancov postopek učinkovito zamenjal Solvayev postopek, v katerem ni stranskega proizvoda klorovodikove kisline. Ker je klorovodikova kislina medtem postala pomembna industijska kemikalija, so se začele iskati nove metode za njeno proizvodnjo. Nekatere od njih se uporabljajo še danes. Od leta 2000 se večina klorovodikove kisline proizvede z absorbcijo vodikovega klorida, ki nastaja kot stranski produkt v industrijaki proizvodnji organskih spojin.N. N. Greenwood, A. Earnshaw (1997), Chemistry of the Elements, 2. izdaja, Butterworth-Heinemann. str. 946–948, ISBN 0-08-037941-9.
Klorovodikov kislina se uporablja v proizvodnji heroina, kokaina in metamfetamina, zato je po konvenciji ZN proti nezakonitemu prometu narkotičnih drog in psihotropskih substanc od leta 1988 uvrščena kot prekurzor v Tabelo II..List of precursors and chemicals frequently used in the illicit manufacture of narcotic drugs and psychotropic substances under international control, 11. izdaja, International Narcotics Control Board, januar 2007.
Kemija 150px|right|thumb|Klorovodikova kislina Vodikov klorid (HCl) je enoprotonska kislina, se pravi, da lahko disociira (ionizira) samo enkrat in daje samo en H+ ion (proton). V vodnih raztpinah se H+ ion veže na molekulo vode, tako da nastane hidronijev ion H3O+:D. Lide (2000), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 81. izdaja, CRC Press, ISBN 0-8493-0481-4.R. Perry, D. Green, J. Maloney (1984), Perry's Chemical Engineers' Handbook, 6. izdaja, McGraw-Hill Book Company, ISBN 0-07-049479-7.
HCl + H2O → H3O+ + Cl−
Drugi ion je kloridni ion Cl−. Klorovodikova kislina torej lahko tvori soli kloride, na primer natrijev klorid NaCl. Je močna kislina, ker v vodi skoraj popolnoma disociira.
Enoprotonske kisline imajo eno samo disociacijsko konstanto, Ka, s katero se izraža raven disociacije v vodi. Močne kisline imajo velike disociacijske konstante. Ka klorovodikove kisline so poskušali ugotoviti z naslednjim poskusom:Dissociation constants pKa and pKb, ChemBuddy.com, pridobljeno dne 6. septembra 2008. v vodno raztopino HCl so dodajali kloridne soli, na primer NaCl, pri čemer se pH praktično ni spremenil. To pomeni, da je Cl- izjemno šibka konjugirana baza in da HCl v vodi popolnoma disociira. Trditev potrjuje tudi ujemanje med molarnostjo H+ (koncentracija H+) in molarnostjo HCl (koncentracija HCl). V zmerno koncentriranih in zelo koncentriranih raztopinah se obe koncentraciji ujemata na štiri mesta natančno.
Od šestih najpogostejših močnih mineralnih kislin je klorovodikova kislina najmanj podvržena oskidacijsko-redukcijskim reakcijam. Je ena od najmanj zahtevnih močnih kislin za ravnanje, ker kljub kislosti vsebuje nereaktiven in netoksičen kloridni ion. Zmerno koncentrirane raztopine klorovodikove kisline so med skladiščenjem dokaj stabilne. Zaradi vseh omenjenih lastnosti in dejstva, da je dostopna kot čist reagent, spada med izvrstne reagente za zakisanje.
Klorovodikova kislina je v volumetriji preferenčna kislina za določanje vsebnosti baz. Titriranje z močnimi kislinami daje zaradi bolj razločnega preskoka bolj točne rezultate. Azeotropna klorovodikova kislina s približno 20,2 % HCl se lahko uporablja kot primarni standard v kvantitativni analizni kemiji, čeprav je njena koncentracija odvisna od zračnega tlaka med pripravo.J. Mendham, R.C. Denney, J.D. Barnes, M.J.K. Thomas (2000), Vogel's Quantitative Chemical Analysis, 6. izdaja, New York: Prentice Hall. ISBN 0-582-22628-7.
Klorovodikova kislina se pogosto uporablja v kemijski analizi za pripravo (razklop) vzorcev za analizo. Koncentrirana kislina raztaplja mnoge kovine in tvori oksidirane kovinske kloride in plinasti vodik. Reagira tudi z bazičnimi spojinami, na primer s kalcijevim karbonatom (apnenec) in bakrovim(II) oksidom, pri čemer nastanejo raztopine kloridov, ki se zlahka analizirajo.
Fizikalne lastnosti Koncentracija[kg HCl/kg] Koncentracija[kg HCl/m3] Gostota[kg/l] Molarna koncentracija[mol/l] pH | Viskoznost[mPa·s] | Specifična toplota[kJ/(kg·K)] | Parni tlak[Pa] | Vrelišče[°C] | Tališče'''[°C] 10 % 104,80 1,048 2,87 M −0,5 1,16 3,47 0,527 103 °C −18 °C 20 % 219,60 1,098 6,02 M −0,8 1,37 2,99 27,3 108 °C −59 °C 30 % 344,70 1,149 9,45 M −1,0 1,70 2,60 1.410 90 °C −52 °C 32 % 370,88 1,159 10,17 M −1,0 1,80 2,55 3.130 84 °C −43 °C 34 % 397,46 1,169 10,90 M −1,0 1,90 2,50 6.733 71 °C −36 °C 36 % 424,44 1,179 11,64 M −1,1 1,99 2,46 14.100 61 °C −30 °C 38 % 451,82 1,189 12,39 M −1,1 2,10 2,43 28.000 48 °C −26 °C Pogoja (temperatura in pritisk) za zgornjo tabelo sta 20 °C in 1 atmosfera (101 kPa).
300px|thumb|Temperatura tališča kot funkcija koncentracije vodne raztopine HClSystemnummer 6 Chlor, Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie, Chemie Berlin, 1927.Systemnummer 6 Chlor, Ergänzungsband Teil B – Lieferung 1, Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie, Chemie Weinheim, 1968.
Fizikalne lastnosti klorovodikove kisline, na primer vrelišče, tališče, gostota in pH, so odvisne od njene koncentracije.A. Nobel, Aspen Properties, binary mixtures modeling software, Aspen Technology. 2002–2003.
Klorovodikova kislina ima kot binarna (dvokomponentna) zmes HCl in H2O azeotrop s koncentracijo 20,2% HCl s konstantnim vreliščem pri 108,6 °C. Ima štiri kristalizacijske evtektične točke med ledom (0% HCl) in kristalnimi oblikami HCl•H2O (68% HCl), HCl•2H2O (51% HCl), HCl•3H2O (41% HCl), HCl•6H2O (25% HCl) in ledom (0% HCl). Obstaja tudi nestabilna evtektična točka pri koncentraciji 24,8% med ledom in kristali HCl•3H2O.
Pridobivanje Klorovodikovo kislino se pridobiva z raztapljanjem plinastega klorovodika v vodi. Klorovodik se lahko pridobiva na več načinov:
s sintezo klora in vodika:: H2 + Cl2 → 2 HCl z učinkovanjem žveplove(VI) kisline (H2SO4) na kloride, na primer natrijev klorid (NaCl): H2SO4 + 2 NaCl → Na2SO4 + 2 HCl kot stranski produkt pri kloriranju organskih spojin, npr. benzena: C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl
Masovna proizvodnja je skoraj vedno povezana z industrijsko proizvodnjo kakšne druge kemikalije, na primer klorobenzena.
Industrijska klorovodikova kislina Klorovodikova kislina se proizvaja v koncentracijah do 38% HCl (koncentrirana kislina). Možne so tudi koncentracije malo nad 40%, vendar je v tem primeru hitrost izparevanja med skladiščenjem tako visoka, da so zato potrebni posebni varnostni ukrepi, na primer visok tlak in nizka temperatura. Večina industrijske klorovodikove kisline ima zato koncentracijo 30% do 34%, s čimer se optimirajo transportni stroški in omeji izgube zaradi izparevanja HCl. Raztopine za gospodinjsko rabo so bolj razredčene, običajno na 10% do 12%, s strogim priporočilom, da se pred uporabo še dodatno razredčijo.
Celotna svetovna proizvodnja klorovodikove kisline, preračunana v plinasti HCl, je 20 Mt/leto. 3 Mt/leto se proizvede z neposredno sintezo, ostalo pa kot stranski protukt organskih in podobnih sintez. Največji potrošniki klorovodikove kisline so sami proizvajalci, tako da pride na prosto tržišče približno 5 Mt/leto.
Uporaba Klorovodikova kislina se kot močna anorganska kislina uporablja v mnogih industrijskih procesih. Kakovost kisline je pogojena z namenom njene uporabe.
Dekapiranje jekla