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塩酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/11/22 01:46 UTC 版)

利用

詳細は「塩化水素」を参照

塩酸は、金属の精製など多くの工業プロセスで使用される強い無機酸である。多くの場合、利用方法によって求められる製品の品質が決定される^[20]。塩酸ではなく塩化水素は、例えばクロロエチレンおよびジクロロエタン用に有機化学工業でより広く使用されている^[9]。

鋼の酸洗浄

塩酸の最も重要な用途の1つとして、鋼の酸洗浄（英語版）で、押出成形、圧延、亜鉛めっき、およびその他の技術などの後続の処理の前に、鉄または鋼から錆または酸化鉄の被膜を除去するということが挙げられる^[20]^[8]。通常18％の濃度の技術品質のHClは、炭素鋼等級の酸洗浄に最も一般的に使用される酸洗浄剤である。

{\ce {Fe3O4 + Fe + 8 HCl -> 4 FeCl2 + 4 H2O}}

使用済みの酸（英語版）は、塩化鉄(II) (塩化第一鉄としても知られている) 溶液として長い間再利用されてきたが、酸洗浄液中の重金属水準が高いため、あまり行われなくなってきている。鉄鋼酸洗い業界は、スプレーロースターや流動床塩化水素再生プロセス（英語版）などの塩酸再生プロセスを開発した。これにより、使用済み酸洗浄液からHClを回収できる。最も一般的な再生プロセスは、次の反応式による熱加水分解プロセスである^[20]。

{\ce {4 FeCl2 + 4 H2O + O2 -> 8 HCl + 2 Fe2O3}}

使用済みの酸を回収することにより、閉じた酸ループが確立される^[8]。再生プロセスで生じる酸化鉄(III)副産物は貴重であり、さまざまな第二次産業で使用されている^[20]。

無機化合物の生産

酸洗浄に使用されるのと同様に、塩酸は多くの金属、金属酸化物、金属炭酸塩を溶解するために使用される。変換は、多くの場合、以下のような簡略化された方程式で表される。

{\ce {Zn + 2 HCl -> ZnCl2 + H2}}

{\ce {NiO + 2 HCl -> NiCl2 + H2O}}

{\ce {CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O}}

これらの過程は、分析またはさらなる生産のための金属塩化物の生産に使用される^[27]^[28]^[8]。

pH制御と中和

塩酸は、溶液の酸度 (pH) を調整するために使用できる。

{\ce {OH^- + HCl -> H2O + Cl^-}}

純度が要求される業界 (食品、医薬品、飲料水) では、高品質の塩酸を使用して経路の水流のpHを制御している。純度の要求の少ない業界、廃水流の中和やプールのpHの制御などには、技術的な品質の塩酸で十分である^[8]。

イオン交換体の再生

イオン交換樹脂の再生には高品質の塩酸が使用される。陽イオン交換は、水溶液からNa⁺やCa²⁺などのイオンを除去し、脱塩水を生成するために広く使用されている。酸は、樹脂から陽イオンを洗い流すために使用される^[20]。Na⁺はH⁺に、Ca²⁺は2 H⁺に置き換わる。

イオン交換体と純水は、すべての化学産業、飲料水生産、および多くの食品産業で使用されている^[20]。

実験室での利用

化学における6つの一般的な強無機酸のうち、塩酸は、酸化還元反応の干渉を受ける可能性が最も低い一価の酸である。また、取り扱うのに最も危険性の低い強酸の1つである。酸度が高いにもかかわらず、反応性がなく、毒性のない塩化物イオンで構成されている。中程度の濃度の塩酸溶液は、保管時に非常に安定しており、長期間にわたってその濃度が保たれる。これらの特性に加えて、純粋な試薬として利用できるため、塩酸は優れた酸性化試薬になる。それに加えて費用があまりかからない。

塩酸は、塩基の量を決定するための滴定をするときによく選択される酸である。より明確な滴定の終点が生じる強酸の滴定剤を用いることによって、より正確な結果を得られる。共沸、または定沸点塩酸 (約20.2%) は、定量分析の主要な標準物質（英語版）として使用できるが、正確な濃度は、調製時の気圧によって異なる^[31]。

その他

塩酸は、皮革加工、家庭用掃除^[32]、ビル建設^[8]など、小規模な用途に多く使用されている。油井の岩石層に塩酸を注入し、岩石の一部を溶解し、大孔径構造を作成することにより、石油生産を促進することができる。油井の酸性化は、北海の石油生産業界では一般的なプロセスである^[20]。

塩酸は、炭酸カルシウムを溶解するために使用されてきた。例としては、やかんの被膜除去や煉瓦のモルタルの洗浄などがある。煉瓦造りの壁で使用する場合、モルタルとの反応は、以下の式のように酸がすべて変換されて塩化カルシウム、二酸化炭素、および水が生成されるまで続く。

{\ce {CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O}}

塩酸を含む多くの化学反応は、食品、食品成分、および食品添加物の製造に関与している。典型的な製品には、アスパルテーム、フルクトース、クエン酸、リシン、食品増強剤としての加水分解植物性タンパク質（英語版）、およびゼラチン製造が含まれている。食品等級の (超高純度) 塩酸は、最終製品に必要なときに使用される^[20]^[8]。

脚注

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