Il cloruro di idrogeno è un gas a temperatura ambiente. Le soluzioni di cloruro di idrogeno in acqua sono note come acido cloridrico. Il cloruro di idrogeno è ampiamente usato nell’industria chimica come reagente nella produzione di altri prodotti chimici. La maggior parte di esso è prodotto come co-prodotto di reazioni che coinvolgono il cloro.
Utilizzi del cloruro di idrogeno
Tra le sue numerose applicazioni nell’industria chimica, viene utilizzato il cloruro di idrogeno:
- Nella produzione di 1,2-dicloroetano (cloruro di etilene) e cloroetene (cloruro di vinile) utilizzato a sua volta per produrre poli(cloroetene) (PVC).
- Nella produzione di fluorocarburi (ad esempio, tetrafluoroetene, il monomero per il poli(tetrafluoroetene).
- Nella produzione di cloro. Questo è, in effetti, il riciclaggio in quanto la maggior parte del cloruro di idrogeno è stato prodotto come co-prodotto quando il cloro reagisce con un reagente, ad esempio nella produzione di cloroetene (cloruro di vinile), per produrre PVC. L’acido, in eccesso rispetto ai requisiti (vedi sotto), può essere elettrolizzato per formare idrogeno e cloro. Un particolare progresso per questa elettrolisi, che viene utilizzato dalla Bayer in Cina, è il processo ODC (tecnologia depolarizzata a catodo di ossigeno).
- Per pulire la superficie dell’acciaio (“decapaggio“) in quanto lascia la superficie dell’acciaio in condizioni migliori per un ulteriore trattamento come il rivestimento e la placcatura. Altri acidi sono talvolta utilizzati per decapare l’acciaio inossidabile.
- Nella fabbricazione del titanio e del magnesio.
- Per rigenerare le resine a scambio ionico.
- Per produrre cloruri inorganici (per esempio, cloruro di alluminio).
- Per regolare il pH in un’ampia varietà di processi di produzione, compresa la produzione di acqua potabile e di alimenti.
- Nella produzione di alcuni coloranti.
Fabbricazione di cloruro di idrogeno
La grande maggioranza del cloruro di idrogeno / acido cloridrico si forma come co-prodotto. Negli Stati Uniti, per esempio, il cloruro di idrogeno/acido cloridrico, come co-prodotto, rappresenta circa il 90% della produzione totale, gran parte di questo è nella produzione di cloroetano tramite 1,2-dicloroetano, per la produzione di poli(cloroetene), PVC. Questo viene poi utilizzato per produrre più 1,2-dicloroetano e non è quindi disponibile per altri processi.
Anche la produzione di magnesio per elettrolisi del cloruro di magnesio produce l’acido, ma questo viene nuovamente riciclato.
Tra gli altri processi che producono cloruro di idrogeno / acido cloridrico c’è la clorurazione degli idrocarburi, per esempio la clorurazione del metano per formare clorometano, l’etano per il cloroetano e il benzene per il clorobenzene.
Altri processi in cui si produce cloruro di idrogeno/acido cloridrico includono la produzione di isocianati utilizzati per produrre poliuretani e nella produzione di fluorocarburi.
Alcuni impianti in cui si genera cloruro di idrogeno/acido cloridrico sono stati costruiti in prossimità di impianti che utilizzano l’acido. Per esempio, il cloruro di idrogeno/acido cloridrico prodotto dalla produzione di isocianati viene poi convogliato in un impianto di PVC per produrre 1,2-dicloroetano.
L’acido viene prodotto anche nella produzione di solfato di potassio (usato come fertilizzante speciale, ad esempio per gli agrumi e l’uva) dal cloruro di potassio e dall’acido solforico.
Una piccola quantità di acido viene prodotta bruciando il cloro nell’idrogeno. Entrambi i reagenti sono prodotti dall’elettrolisi di soluzioni acquose di cloruro di sodio (salamoia). I reagenti sono riscaldati insieme. La reazione è altamente esotermica e si deve fare molta attenzione a controllare la reazione, principalmente controllando le velocità di flusso dei due gas.
Sia l’idrogeno che il cloro sono molto puri, se prodotti dall’elettrolisi della salamoia. Il cloruro di idrogeno che ne risulta viene utilizzato come gas o viene assorbito in acqua in appositi recipienti, solitamente di grafite. Viene immagazzinato come soluzione concentrata (circa il 30% di HCl) ed è l’acido cloridrico più puro prodotto.
Ultimo aggiornamento 15 febbraio 2017
Traduzione di Giorgia Migliorati e Valter Ballantini del 28 ottobre 2020
Foto in alto di Daniele Levis Pelusi su Unsplash