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Jul 15, 2023

Descubra la masa molar del ácido clorhídrico (HCl) + ejemplos clave de este compuesto

Ingrese su correo electrónico en el cuadro a continuación para recibir las historias y videos de animales más alucinantes directamente en su bandeja de entrada todos los días. El ácido clorhídrico es uno de los ácidos más comunes. Los químicos lo usan.

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El ácido clorhídrico es uno de los ácidos más comunes. Los químicos lo utilizan con frecuencia en el laboratorio para una amplia variedad de reacciones. Es un ácido fuerte y tiene un pH generalmente entre 1 y 2, dependiendo de su concentración. El ácido clorhídrico tiene muchos usos en una amplia variedad de industrias. Este artículo le ayudará a descubrir la masa molar del ácido clorhídrico y le permitirá ver cómo se compara con otros compuestos similares.

©Kittisak Kaewchalun/iStock vía Getty Images

El ácido clorhídrico es una sustancia pura. Una sustancia pura tiene la misma composición química en todas partes, incluidas incluso las partículas más pequeñas. Todos los elementos de la tabla periódica, así como todos los compuestos químicos definidos, se consideran sustancias puras. Las partículas más pequeñas de los elementos son los átomos, mientras que las moléculas son las partículas más pequeñas de un compuesto. La masa molar de cada sustancia pura influye en las propiedades físicas y químicas de la sustancia. La masa molar del metano es 36,46 gramos por mol.

Entonces ¿cuál es la masa molar de una sustancia? La masa molar se define como la masa de un mol de una sustancia pura expresada en gramos. Genial, eso es simple, pero ¿qué es un lunar? Un mol es solo una unidad de medida. Así como una docena equivale a 12 de cualquier cosa, un mol equivale a 6,022 × 1023 de cualquier cosa. Podrías tener un mol de donuts o un mol de monedas de diez centavos, pero en realidad normalmente medimos átomos o moléculas en términos de moles. A ese número gigante, aproximadamente 6,022 × 1023, lo llamamos número de Avogadro o constante de Avogadro. Esta importante constante, que lleva el nombre del científico italiano Amadeo Avogadro, es siempre la misma. Es esencial para comprender la química y cómo funciona el mundo.

Podemos determinar la masa molar de un elemento o compuesto conociendo primero su masa atómica. Busca la masa atómica de un elemento en la tabla periódica. Este valor, que generalmente aparece justo debajo o al lado del símbolo químico, debe anotarse en la clave de la tabla. Los científicos determinan la masa atómica de cada elemento teniendo en cuenta todos los isótopos conocidos del elemento. Promedian las masas de estos isótopos, ponderadas por su proporción tal como se encuentran en la naturaleza, para encontrar la masa atómica del elemento.

Cada elemento de la tabla periódica tiene un número fijo de protones y la mayoría tiene un número variable de neutrones. Los átomos de un elemento con distinto número de neutrones se conocen como isótopos. El número de protones en el núcleo de un átomo es igual al número atómico de ese elemento. El número de neutrones determina qué isótopo del elemento representa el átomo en particular.

Cada protón o neutrón individual tiene un valor de una unidad de masa atómica. La masa de cualquier número de electrones en los orbitales del átomo es tan pequeña que puede ignorarse. Por tanto, la masa atómica de cualquier isótopo es igual al número de protones que tiene más el número de neutrones.

Debemos comprender los isótopos para aprender sobre la masa molar. Examinemos el elemento carbono para aprender más sobre cómo funcionan los isótopos. El carbono tiene sólo tres isótopos diferentes: carbono-12, carbono-13 y carbono-14. El isótopo más ligero, el carbono 12, tiene seis protones y seis neutrones. Por tanto, su masa atómica es igual a 12. Mientras tanto, el carbono-13 tiene seis protones y siete neutrones, lo que da como resultado una masa atómica de 13. Y el isótopo más pesado, el carbono-14, tiene seis protones y ocho neutrones. Eso le da una masa atómica de 14. El promedio de estos tres números es 13, pero eso no es igual a la masa atómica calculada del carbono, que es 12,011 unidades de masa atómica. Debido a que los isótopos de carbono-12 superan con creces al carbono-13 y al carbono-14 en la naturaleza, se debe ponderar el promedio. Por lo tanto, considerando la representación mucho mayor del carbono-12, la masa atómica se inclina fuertemente hacia 12.

Como aprendiste, la masa molar de un elemento simplemente es igual a su masa atómica expresada en términos de gramos por mol. La masa de un mol de átomos de un elemento es igual a la masa atómica de ese elemento, pero en gramos.

Este mismo concepto se aplica a los compuestos, excepto que cada molécula de un compuesto contiene dos o más átomos de elementos iguales o diferentes. Para encontrar la masa atómica de un compuesto, debemos sumar las masas atómicas de todos los átomos de la molécula. El total es igual a la masa atómica del compuesto.

El ácido clorhídrico, HCl, tiene sólo dos átomos en cada molécula. Tiene un átomo de cloro unido a un átomo de hidrógeno. Por tanto, un mol de moléculas de ácido clorhídrico tiene un mol de átomos de cloro y un mol de átomos de hidrógeno. Para encontrar la masa de un mol de cloro, simplemente convierta la masa atómica del cloro a gramos. Un mol de cloro tiene una masa de 35,45 gramos. Y un mol de hidrógeno tiene una masa de 1,008 gramos. Sumar la masa de los dos átomos de este compuesto da un total de 36,46 gramos como masa molar de ácido clorhídrico.

El ácido clorhídrico es un compuesto molecular formado por sólo dos átomos: hidrógeno y cloro. Cuando el hidrógeno y el cloro se combinan en forma de gas, el compuesto se llama cloruro de hidrógeno. Pero cuando este gas se disuelve en agua, llamamos a la solución resultante ácido clorhídrico.

El cloro pertenece al grupo 17 de la tabla periódica. El grupo 17 contiene los halógenos: flúor, cloro, bromo, yodo, etc. Los miembros de este grupo residen a sólo un lugar del grupo 18, los gases nobles. Necesitan solo un electrón para alcanzar la configuración electrónica estable y deseada. Forman iones haluro con carga -1, incluido el ion cloruro, Cl–.

El hidrógeno se presenta naturalmente como un gas diatómico, con cada átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro. Al viajar solo, forma un único ion de hidrógeno con una carga +1. Este átomo de hidrógeno se une fácilmente a cualquier ion con carga -1, como el ion cloruro, para formar una molécula con carga neutra.

El ácido clorhídrico se considera un ácido fuerte porque los átomos de hidrógeno y cloro unidos covalentemente se disocian o se rompen en iones, casi por completo en el agua. Eso hace que el ácido clorhídrico sea muy útil en una amplia gama de procesos químicos.

Los átomos del ácido clorhídrico se organizan en una estructura lineal con un ángulo de unión de 180 grados, como cualquier otra molécula diatómica. Forman un enlace conocido como enlace covalente polar. Covalente significa que comparten un electrón de modo que ambos átomos tienen una configuración estable con orbitales externos llenos al menos parte del tiempo. Tener un enlace covalente polar significa que el electrón se comparte de manera desigual. Uno de los átomos del par recibe el electrón adicional la mayor parte del tiempo, lo que le da una carga negativa parcial, mientras que el otro átomo tiene una carga positiva parcial. En este caso, el cloro ejerce una mayor atracción sobre el electrón, pero no la suficiente como para arrebatarlo por completo. Entonces, esta molécula lineal acaba polarizada; es más negativo en el lado del cloro y más positivo en el lado del hidrógeno.

©AlexanderZam/iStock vía Getty Images

El ácido clorhídrico tiene un uso importante como donador de hidrógeno. Cuando se descompone o se disocia en agua, proporciona iones de hidrógeno que pueden ser captados por otras sustancias químicas para formar nuevos compuestos o iones poliatómicos.

(Ácido clorhídrico) HCl → (Ion cloro) Cl– + (Ion hidrógeno) H+

Un ejemplo de cómo se puede utilizar este ion de hidrógeno donado es la conversión de amoníaco en ion amonio. Luego, los iones de amonio se pueden utilizar para fabricar productos importantes como fertilizantes nitrogenados.

(Amoníaco) NH3 + (Ion hidrógeno) H+ → (Ion amonio) NH4+

Los ácidos fuertes como el ácido clorhídrico proporcionan más iones de hidrógeno que los ácidos débiles, porque se disocian casi por completo en iones en solución.

El ácido clorhídrico se produce en la naturaleza, pero no en fuentes de fácil acceso ni en las grandes cantidades necesarias para sus múltiples usos actuales. Conoces íntimamente una de las principales fuentes naturales de ácido clorhídrico. Los humanos y otros vertebrados tienen células en el estómago que producen iones de hidrógeno y cloruro. Estos se combinan para formar ácido clorhídrico, que ayuda al cuerpo a descomponer los alimentos, absorber minerales esenciales y destruir microorganismos dañinos.

Algunos volcanes también producen ácido clorhídrico al arrojar gas cloruro de hidrógeno al aire, que se disuelve en agua en la atmósfera. Este ácido clorhídrico es un componente de la lluvia ácida, que normalmente también incluye ácido sulfúrico, H2SO4.

El ácido clorhídrico se puede producir de varias formas, incluida la combinación de hidrógeno y cloro o la adición de ácido sulfúrico al cloruro de sodio. La mayor parte del ácido clorhídrico que se utiliza hoy en día en las industrias proviene de la producción a gran escala de otros productos químicos. Durante mucho tiempo, los fabricantes de productos químicos simplemente liberaban el cloruro de hidrógeno que se formaba en forma de gas al producir otros productos químicos a gran escala. Este gas entró en la atmósfera como producto de desecho y provocó la lluvia ácida, que era perjudicial para el medio ambiente. Ahora, gran parte del cloruro de hidrógeno producido como subproducto de otros procesos debe capturarse debido a leyes anticontaminación. Este gas se recoge sobre el agua para formar ácido clorhídrico, que luego puede venderse y utilizarse para muchos fines.

El ácido clorhídrico tiene muchos usos diferentes, desde las industrias alimentaria y farmacéutica hasta las operaciones petroleras y mineras, y todo tipo de cosas intermedias. Éstos son sólo algunos de los usos más comunes.

La industria alimentaria utiliza ácido clorhídrico de diversas formas para producir muchos tipos diferentes de alimentos. Uno de los usos principales del ácido clorhídrico es el procesamiento del maíz para obtener productos como jarabe de maíz con alto contenido de fructosa y almidón de maíz. También facilita la fabricación de gelatina a partir de huesos y la elaboración de salsa de soja. Los edulcorantes artificiales y varios aditivos alimentarios dependen del ácido clorhídrico. Y varios productos ácidos, como salsas, jugo de tomate y otros jugos de vegetales, y una variedad de alimentos enlatados, utilizan ácido clorhídrico para mantener un nivel de pH bajo.

La industria farmacéutica utiliza ácido clorhídrico para ajustar el pH durante la fabricación de medicamentos. El ácido también funciona como catalizador y como agente reductor.

Antes de perforar en busca de petróleo, se bombea ácido clorhídrico al suelo para disolver parcialmente la roca y mejorar el flujo del petróleo. Los perforadores también usan ácido clorhídrico para limpiar los depósitos de carbonato del interior de los pozos de petróleo y eliminar el óxido y las incrustaciones del metal.

Las operaciones mineras utilizan ácido clorhídrico para tratar minerales en bruto, extraer y separar los minerales deseados de las mezclas y tratar el agua utilizada en la actividad minera. Resulta muy útil para estabilizar el pH cuando se procesan soluciones básicas, como las que contienen potasa.

Las industrias del acero y del aluminio utilizan ácido clorhídrico para procesar metales. Este ácido ayuda a eliminar el óxido y las incrustaciones de la superficie del acero, por lo que puede usarse para fabricar productos especializados, como alambre, estaño y tiras de acero. También utilizan ácido clorhídrico para grabar aluminio y prepararlo para galvanizado y otros usos.

Los fabricantes de la industria textil utilizan el ácido clorhídrico de diversas formas. Este ácido es esencial para producir tintes y pigmentos de calidad. Ayuda a curtir y teñir el cuero. Y los trabajadores lo utilizan para teñir y blanquear diferentes tipos de tejidos y para tratar algunos tipos de lana.

Usamos la sal, el cloruro de calcio, para varios propósitos, pero el más importante es probablemente el tratamiento de las carreteras para evitar el hielo y el polvo. La reacción del compuesto natural, carbonato de calcio, con ácido clorhídrico produce cloruro de calcio en un proceso relativamente simple.

El ácido clorhídrico es altamente corrosivo. El pH exacto del ácido depende de su concentración en solución. Cuanto más concentrada sea la solución, menor será el pH y más ácida y corrosiva será la solución. El ácido clorhídrico siempre debe manipularse con cuidado. Los usuarios deben practicar la seguridad estándar del laboratorio, usando gafas protectoras para evitar que los vapores entren en contacto con los ojos y guantes de goma para evitar el contacto con la piel. El ácido clorhídrico altamente concentrado debe manipularse bajo una campana extractora para proteger mejor los ojos. Si se ingiere este ácido, no induzca el vómito, pero busque atención médica inmediata.

©Kittisak Kaewchalun/iStock vía Getty Images

El ácido clorhídrico, con apenas dos átomos, es uno de los ácidos más simples y comunes. Este ácido fuerte tiene mucho en común con otros ácidos elaborados a partir de hidrógeno y un haluro del grupo 17, como el ácido fluorhídrico y el ácido bromhídrico. La siguiente tabla enumera algunos de los ácidos más comunes, su masa molar y algunos de sus usos interesantes.

Como has aprendido, el ácido clorhídrico es uno de los ácidos más comunes, formado por sólo dos átomos. Los fabricantes producen fácilmente este importante compuesto como subproducto de otros procesos. Tiene muchos usos importantes en una variedad de industrias, pero debido a su naturaleza altamente corrosiva debe manipularse con mucho cuidado.

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