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Acide chlorhydrique

L'acide chlorhydrique et les organismes vivants

Physiologie

L'acide chlorhydrique est le principal constituant des acides gastriques. Il est donc présent dans l'estomac où il contribue à la digestion des aliments. Il est sécrété par les cellules pariétales (également connues sous le nom de cellules oxyntiques) au cours d'un mécanisme complexe mettant en jeu une importante quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection...) d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). Ces cellules contiennent un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un...) de sécrétion important (appelé canaliculi), depuis lequel l'acide chlorhydrique (L'acide chlorhydrique est une solution aqueuse ayant pour solutés des ions oxonium H3O+ et des ions chlorure Cl-. On peut l'obtenir par dissolution de chlorure d'hydrogène HCl qui est un...) est sécrété dans l'estomac (L’estomac (en grec ancien στόμαχος) est la portion du tube digestif en forme de poche,...). Elles font partie des glandes épithéliales de l'estomac.

Pathophysiologie et pathologie

Les mécanismes qui préviennent les dommages de l'épithélium digestif par l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) chlorhydrique sont les suivants :

  • une rétroaction négative des sécrétions d'acide
  • une fine couche de mucus couvrant l'épithélium gastrique
  • la sécrétion de bicarbonate de sodium par les cellules épithéliales de l'estomac et du pancréas (Le pancréas est un organe abdominal, une glande annexée au tube digestif. Il est rétropéritonéal, situé derrière l'estomac, devant et au-dessus des reins. Ses fonctions...)
  • la structure même de l'épithélium gastrique
  • un afflux sanguin adéquat
  • les prostaglandines (elles stimulent les sécrétions de mucus et de bicarbonate, maintiennent l'intégrité de la barrière épithéliale, permettent l'afflux sanguin adéquat et stimulent la réparation des membranes muqueuses endommagées)

Lorsque ces mécanismes de protections ne fonctionnent pas, il peut se développer des brûlures d'estomac (ou ulcère). Des médicaments appelés inhibiteur de la pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) à protons permettent d'empêcher la production excessive d'acide dans l'estomac, tandis que des antiacides permettent de neutraliser les acides présents.

Dans certains cas, la production d'acide chlorhydrique dans l'estomac peut être insuffisante. Cet état pathologique est connu sous le nom d'achlorhydrie (ou hypochlorhydrie). Il peut potentiellement conduire à des gastro-entérites.

Armes chimiques

Au cours de la Première Guerre mondiale, le phosgène (COCl2) était une arme chimique (Une arme chimique est une arme utilisant des produits chimiques, toxiques pour les êtres humains. L'arme peut être létale ou simplement neutralisante, et peut se...) couramment utilisée. Le principal effet du phosgène résulte de la dissolution du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper...) dans les membranes muqueuses des poumons où il est convertit par hydrolyse en acide carbonique et en acide chlorhydrique. Celui-ci contribue à rompre les membranes alvéolaires et les poumons se remplissent de fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu...) (œdème pulmonaire).

L'acide chlorhydrique est également en partie responsable des effets du gaz moutarde. En présence d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), par exemple à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure,...) des yeux ou dans les poumons, le gaz moutarde réagit en formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue...) de l'acide chlorhydrique.

Utilisations

L'acide chlorhydrique est un acide inorganique fort, utilisé dans un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de procédés industriels. La qualité du produit utilisé dépend généralement de l'application envisagée.

Productions de composés organiques

La majeure partie de l'acide chlorhydrique est utilisée pour la production de composés organiques tels que le chlorure de vinyle (Le vinyle est, selon l’IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), l’autre nom qui est donné à l’éthényle...) pour le PVC ou le 4,4'-MDI/Diisocyanate de toluène pour le polyuréthane. Cette utilisation fonctionne fréquemment sur un mode captif, c'est-à-dire avec une utilisation d'acide chlorhydrique fabriqué localement. Parmi les autres composés organiques dont la fabrication nécessite de l'acide chlorhydrique, on peut citer le bisphénol A (Le Bisphénol A (BPA) est un composé chimique issu de la réaction entre deux équivalents de phénol et un équivalent d'acétone, dont la toxicité...) pour les polycarbonates, le charbon actif et l'acide ascorbique (vitamine C), ainsi que de nombreux produits pharmaceutiques.

Régénération d'échangeurs d'ions

Une utilisation importante de l'acide chlorhydrique de haute qualité est la régénération de résines échangeuses d'ions. L'échange de cations est couramment utilisé pour retirer des ions dont notamment Na+ ou Ca2+ de solutions aqueuses pour produire de l'eau déminéralisée :

  • Na+ est remplacé par H3O+
  • Ca2+ est remplacé par 2 H3O+

Les résines échangeuses d'ions et l'eau déminéralisée ainsi obtenue sont très utilisées dans l'industrie chimique, la production d'eau potable (Une eau potable est une eau devant satisfaire à un certain nombre de caractéristiques la rendant propre à la consommation humaine.) ou l'industrie agroalimentaire.

Neutralisation et contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) du pH

L'acide chlorhydrique est couramment utilisé pour réguler l'acidité (pH) de solutions :

\mathrm{H_3O^+_{(aq)} + HO^-_{(aq)} \longrightarrow  2\,H_2O_{(l)}}

Dans les industries nécessitant une pureté élevée (industrie pharmaceutique, agroalimentaire, ou de production d'eau potable), le contrôle du pH de l'eau utilisée dans les procédés est effectué avec de l'acide chlorhydrique de haute qualité. Dans les industries moins sensibles, de l'acide chlorhydrique de qualité technique est utilisé pour neutraliser l'eau rejetée, ou pour les traitements de piscines.

Décapage des aciers

Le décapage est une étape essentielle dans le traitement de surface d'un métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les...), le plus souvent du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme...) ou de l'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de...), pour retirer la couche d'oxyde avant de lui faire subir une extrusion, une galvanisation ou tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) autre procédé. Le réactif le plus couramment utilisé pour le décapage des aciers carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) est l'acide chlorhydrique de qualité technique, de concentration généralement voisine de 18% HCl.

\mathrm{Fe_2O_{3(s)} + Fe_{(s)}+ 6\,(H_3O^+_{(aq)}, Cl^-_{(aq)}) \longrightarrow  3\,(Fe^{2+}_{(aq)}, 2\,Cl^-_{(aq)})  + 9\,H_2O_{(l)}}

Le produit de la réaction a longtemps été réutilisé en tant que solution de chlorure de fer(II), mais les concentrations importantes de métaux lourds tendent à faire disparaître cette utilisation.

L'industrie métallurgique a développé dans les dernières années un procédé de régénération de l'acide chlorhydrique permettant de récupérer l'acide utilisé lors du décapage. L'un des procédé de régénération les plus courants est le procédé Dependeg :

\mathrm{4\,(Fe^{2+}_{(aq)}, 2\,Cl^-_{(aq)}) + 12\,H_2O_{(l)} + O_{2(g)} \longrightarrow 8\,(H_3O^+_{(aq)}, Cl^-_{(aq)}) + 2\,Fe_2O_{3(s)}}

De cette manière, l'acide chlorhydrique est utilisé en circuit fermé. L'oxyde de fer produit par le procédé de régénération constitue par ailleurs un produit secondaire valorisable dans l'industrie.

L'acide chlorhydrique n'est pas un réactif de décapage couramment utilisé dans le cas des aciers inoxydables (on utilise plutôt des solutions à base d'acide fluorhydrique).

Production de composés inorganiques

L'acide chlorhydrique peut être utilisé pour produire un grand nombre de composés inorganiques au cours de réactions de type acido-basique, notamment des produits de traitement de l'eau tels que le chlorure de fer(III) ou le chlorure d'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la masse totale.) .

\mathrm{Fe_2O_{3(s)} + Fe_{(s)}+ 6\,(H_3O^+_{(aq)}, Cl^-_{(aq)}) \longrightarrow  2\,(Fe^{3+}_{(aq)}, 3\,Cl^-_{(aq)})  + 9\,H_2O_{(l)}}

Le chlorure de fer(III) et le chlorure d'aluminium sont utilisés comme agents coagulants ou floculants dans des traitements d'effluents, la production d'eau potable ou la production de papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est...).

Parmi d'autres composés inorganiques produits avec de l'acide chlorhydrique, on peut citer le chlorure de calcium (CaCl2) pour le salage des routes, le chlorure de nickel(II) (NiCl2) pour l'électrodéposition, ou le chlorure de zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.) (ZnCl2) pour la galvanisation ou la production de batteries.

Autres utilisations

L'acide chlorhydrique est une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base...) chimique fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) utilisée également dans un grand nombre d'applications à petite échelle, telles que le traitement du cuir ou la construction, ou en tant que nettoyant domestique. De plus, la production de pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de cette énergie fossile est l’un des piliers de l’économie industrielle contemporaine, car le pétrole fournit la quasi...) peut être facilitée en injectant de l'acide chlorhydrique dans les formations rocheuses constituant le puits de pétrole, ce qui permet de dissoudre une partie de la roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol est formé par un assemblage de minéraux, comportant parfois des...) et de former une structure poreuse. L'acidification est un procédé couramment utilisé pour la production pétrolière en mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.).

De nombreuses transformations chimiques mettant en œuvre de l'acide chlorhydrique sont également utilisées pour la production d'ingrédients alimentaires ou d'additifs alimentaires. On peut notamment citer l'aspartame (L'aspartame est un édulcorant artificiel découvert en 1965. C'est un dipeptide composé de deux acides aminés naturels, l'acide L-aspartique et la L-phénylalanine, le dernier sous...), le fructose, l'acide citrique, la lysine, les protéines hydrolysées et la gélatine. L'acide chlorhydrique utilisé est alors de qualité extra-pure.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

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