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ETEC Lauro Gomes

cido ClordricoTecnologia dos Materiais Inorgnicos - II Professora Paula Simas (2F Qumica Tarde) Grupo n 8 Thamires Messias - n 36 Thiago Zanesco - n 37 Victria Pedron - n 38 Vitor Freire - n 40

So Bernardo do Campo Outubro de 2010

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NDICE1. Objetivo da Pesquisa 2. Histria 3. Produo Industrial 3.1 Sntese Direta 3.2 Sntese Orgnica 3.3 Processo Leblanc 3.4 Reao de Hargreaves 4. Utilizao no mercado 4.1 Aplicaes Industriais 4.2 Aplicaes Laboratoriais 5. Propriedades Fsicas 6. Segurana em Relao ao Produto 6.1 Fabricao 6.2 Armazenamento 6.3 Incndio 7. Efeitos Nocivos 7.1 Riscos sade 7.2 Primeiros-socorros recomendados 8. Meio Ambiente 9. Informaes Complementares 10. Concluso 11. Bibliografia pg. 03 pg. 04 pg. 05 pg. 06 pg. 06 pg. 06 pg. 07 pg. 08 pg. 08 pg. 09 pg. 10 pg. 11 pg. 11 pg. 12 pg. 12 pg. 14 pg. 14 pg. 14 pg. 15 pg. 16 pg. 17 pg. 18

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1. OBJETIVO DA PESQUISAcido Clordrico, cido muritico, ou ainda Cloreto de Hidrognio em soluo, um composto qumico de frmula molecular HCl. Fabricado em larga escala a partir do sculo XV, sua produo industrial iniciou-se na Inglaterra. O HCl puro (cloridreto) um gs incolor, bastante txico, no inflamvel e corrosivo. A sua soluo aquosa denominada cido clordrico, podendo ser vendido comercialmente com o nome de cido muritico (impuro), para a limpeza de pisos e de peas metlicas antes de soldagens. utilizado ainda na indstria e em laboratrios de diversas formas. Suas classificaes qumicas so as seguintes: monocido, hidrcido, voltil, e forte (dissociao = 92,5%). Esta pesquisa escolar tem como objetivo investigar, estudar, avaliar e compreender os processos envolvidos na fabricao do cido clordrico, assim como tudo que isso inclui: histria, fluxogramas, riscos, medidas preventivas a acidentes, mtodos de produo, consequncias ao meio ambiente, informaes complementares, etc.

(Molcula de HCl).

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2. HISTRIAO cido clordrico foi descoberto por volta do sculo IX, pelo alquimista persa Jabir Ibn Hayyan, conhecido tambm como Geber; A partir dessa e outras descobertas Geber deu origem a diversas outras substncias, tais como a gua rgia, uma mistura de HCl com HNO3. A produo industrial do cido clordrico principiou na Inglaterra, e atingiu seu auge durante a Revoluo Industrial, quando se promulgaram leis proibindo a descarga indiscriminada de cloreto de hidrognio na atmosfera. Esta legislao obrigou os fabricantes de barrilha, pelo processo Leblanc, a absorver o cloreto de hidrognio em gua. medida que se descobriram novos usos para o cido clordrico, foram sendo construdas fbricas visando somente sua produo. Outros nomes que se destacam na histria do HCl foram Basilius Valentinus (sculo XV Alemanha), Johann Glauber (sculo XVII Alemanha), Joseph Priestley (sculo XVIII Reino Unido) e Humphry Davy (sculo XIX Reino Unido).

(Geber, Valentinus, Glauber, Priestley e Davy respectivamente).

Com o crescimento da indstria qumica, o cido clordrico (assim como o cloreto de hidrognio na sua forma gasosa) passou a ser utilizado na indstria qumica como um reagente na produo em larga escala de diversos produtos qumicos. Posteriormente culminando com a produo do monmero cloreto de vinila, matria prima do polmero cloreto de polivinila, PVC. Tambm passou a ser utilizado em larga escala na produo do diisocianato de metileno difenila, MDI e diisocianato de tolueno, TDI, para a produo de poliuretano. Sua produo chegou a tal nvel de escala obtido que possui aplicaes domsticas (ao ponto de poder ser comprado em qualquer estabelecimento de ferragens e at supermercados); e na pureza do produto, sendo aplicado na indstria de alimentos e frmacos, diretamente.

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3. PRODUO INDUSTRIALO cido clordrico preparado dissolvendo-se cloreto de hidrognio em gua. O cloreto de hidrognio, por sua vez, pode ser gerado de muitas maneiras, e assim diversos precursores do cido clordrico existem. A produo em larga escala de cido clordrico quase sempre integrada com a produo de outros compostos qumicos em escala industrial.

(Fluxograma da obteno do HCl e diversos outros subprodutos pela eletrlise da salmoura).

Durante a Idade Mdia, o HCl era produzido a partir do sal comum e esse processo durou at o sculo XVII. Somente durante a Revoluo Industrial, com a necessidade de uma produo em escala maior, outro modelo foi adotado, o Processo Leblanc. Ainda hoje o cido Clordrico pode ser obtido de 4 formas principais: Clorao de Hidrocarbonetos Aromticos e Alifticos (Sntese Orgnica), a partir da reao do Cloreto de Sdio com cido Sulfrico (Processo Leblanc), pela combusto do Hidrognio no Cloro (Sntese Direta) e a pela Reao do tipo Hargreaves. As tcnicas de fabricao modificaram-se e aperfeioaram-se nos anos recentes, hoje, o gs cloro e o gs hidrognio so obtidos por mtodos eletrolticos, atravs de uma planta perifrica para a produo de cloro e soda custica, usando-se cloretos fundidos ou solues aquosas de cloretos de metais alcalinos. Na eletrlise das salmouras, o cloro produzido no nodo e o hidrognio, juntamente com o hidrxido de sdio ou de potssio, no ctodo. Inventaram-se e industrializaram-se muitos modelos engenhosos da cuba eletroltica em virtude de ser manter separados os produtos do nodo e do ctodo. Todos os modelos, entretanto, so variedades do tipo a diafragma ou do tipo com eletrodo intermedirio de mercrio.

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A seguir esto descritos os principais mtodos utilizados mencionados acima.

3.1 Sntese DiretaNo processo industrial de cloro-lcali, uma soluo de sal sofre eletrlise, produzindo gs cloro, gs hidrognio e hidrxido de sdio. Por combusto do hidrognio em ambiente clorado ocorre a formao do cloreto de hidrognio, da seguinte forma:

Cl2 + H2 2 HClComo a reao exotrmica, o reator qumico neste processo se chama forno de cido clordrico. O cloreto de hidrognio resultante absorvido em gua desmineralizada e forma-se assim cido clordrico quimicamente puro.

3.2 Sntese OrgnicaAs etapas bsicas na produo do cido como subproduto incluem a remoo do hidrocarboneto no clorado, seguida pela absoro do cloreto de hidrognio em gua. Uma vez que a clorao de hidrocarbonetos alifticos e aromticos provoca a evoluo de grandes quantidades de calor necessrio equipamento especial para controlar a temperatura de reao. A formao do cido clordrico ocorre pela substituio de tomos de hidrognio nos compostos orgnicos por tomos de cloro. Tomamos, por exemplo a clorao do tolueno:

(Repare que um dos tomos de hidrognio presentes no anel benzeno foi substitudo por um tomo de Cloro, este pode ocupar tanto a posio orto como a para, da os produtos: o-clorobenzeno ou p-clorobenzeno).

3.3 Processo LeblancO Processo Leblanc utilizado na produo de Carbonato de Sdio, obtendo-se como subproduto o cido clordrico gasoso, no entanto, esse processo deixou de ser utilizado como principal meio no sculo XIX pelo aperfeioamento do processo Solvay. O processo envolve dois estgios: Produo de Sulfato de Sdio a partir do Cloreto de Sdio (nessa etapa gera-se o HCl(g)), seguido pela reao de Sulfato de Sdio com Carvo e Carbonato de Clcio, que produz Carbonato de Sdio.

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(Fluxograma do Processo Leblanc para obteno de HCl como subproduto).

As reaes envolvidas so:

2 NaCl + H2SO4 (conc.) Na2SO4 + 2 HCl Na2SO4 + CaCO3 + 2 C Na2CO3 + CaS + 2 CO2 O principal problema do processo Leblanc eram os danos ao meio ambiente, para cada 8 toneladas de carbonato de sdio produzido, eram produzidas 7 toneladas de sulfeto de clcio e liberados 5,5 toneladas de cido clordrico. Com a descoberta dos diversos usos do HCl, os fabricantes tambm recolhiam o gs produzido, no entanto, o sulfeto de clcio vinha na forma de um slido preto, insolvel e de forte odor, que era depositado em aterros, onde ia gradualmente liberando gs sulfdrico, poluindo o meio ambiente da mesma forma. por isso que, atualmente, o processo Leblanc no o mais recomendvel na produo de HCl.

3.4 Reao de Hargreaves4 NaCl + 2 SO2 + O2 + 2 H2O 2 Na2SO4 + 4 HCl Esta reao foi usada amplamente na Europa desde 1870 para produzir o sal de Glauber, ou sulfato de sdio, porm, esta reao tem implicaes em questes ambientais. O processo Hargreaves usado apenas por uma companhia, possuindo provavelmente a maior fbrica com produo de 60 mil toneladas anuais de cido clordrico. Neste processo preciso remover gases como o SO2 e o NO2, materiais no volteis tais como os metais pesados e halogenetos de metais alcalinos, como o NaBr. E da o perigo na questo ambiental, caso os subprodutos no tenham acompanhamento adequado.

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4. UTILIZAO NO MERCADO4.1 Aplicaes IndustriaisOs maiores usurios do cido clordrico so as indstrias metalrgicas, qumicas, alimentcias e petroleiras. O maior uso do cido clordrico, atualmente, na decapagem do ao (tratamento da superfcie para remover a crosta de laminao). Antes de 1963, quase todo ao era decapado com cido sulfrico, no entanto o cido clordrico assumiu esta funo, pois reage mais rapidamente com a crosta, ataca menos o metal de base e o ao decapado fica com uma superfcie melhor para as operaes posteriores de revestimento ou de deposio. Alm desta, o HCl pode obter outras funes na indstria: Limpeza qumica de equipamentos, aumento da permeabilidade e produo de fertilizantes, curtumes e piquelagem, na produo de cloretos de vinila e cloropreno, de cloretos metlicos, colas e corantes, na ativao de argilas bentonticas, na hidrlise cida de madeiras e tratamento hidrometalrgico a partir de minrios. Pode ser utilizado no processo de obteno da cerveja e no tratamento de guas industriais e de potabilizao de guas; agente acidificante, neutralizante e reativo em processos de tino e mercerizado na indstria txtil, alm dos processos de refinao de leos.

(Indstria de curtume em couro e as frmulas estruturais do Cloreto de Vinila e do Cloropreno).

Na indstria petroleira usado na acidificao de poos de petrleo (Processo Dowell), e nas indstrias alimentcias pode ser usado na hidrolizao de amido e protenas na preparao de determinados produtos alimentcios como gelatinas, alm da desnaturao do lcool e da produo de gluconato monossdico e xarope de milho e da prpria glicose a partir do milho.

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(Alguns exemplos do uso de PVC).

4.2 Aplicaes LaboratoriaisO cido clordrico tambm muito utilizado em anlises laboratoriais, como catalisador em snteses orgnicas, por exemplo, alm de titulaes, testes analticos (de chama ou precipitao de determinados ons) e fornecedor de meios cidos ou doador de ons H+ em reaes. Os motivos so vrios: fcil obteno, preo acessvel, reagente no muito perigoso nas concentraes trabalhadas normalmente, etc. Junto do H2SO4, KMnO4, CaO e NaOH entre outros, o HCl um dos reagentes mais comuns utilizados em um laboratrio.

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5. PROPRIEDADES FSICAS importante lembrar que as propriedades fsicas do cido clordrico, tais como temperatura de ebulio, fuso, densidade e pH dependem da concentrao do cido em soluo. Aspecto: Lquido incolor ou levemente amarelado. Quando concentrado tem um odor acre e picante, higroscpico e libera vapores visveis (muito voltil); Peso Molecular: 36,465 g/mol; Temperatura Crtica: 51,4C; Presso de Vapor: 11 mm Hg a 20C; Solubilidade na gua: Solvel; pH: 2 (numa soluo 0,2%) / 0 (numa soluo 1 mol/L); Ponto de Fuso: -114,2C; Ponto de Ebulio: -85,03 C a 1 atm; Ponto de Fulgor: No Inflamvel; Gravidade Especfica: 1.19; Densidade: de 1,01 a 1,21 (dependendo da concentrao).

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6. SEGURANA EM RELAO AO PRODUTO

(Diamante de Hommel do cido Clordrico til na rotulao, pois indica os principais nveis de perigo).

6.1 FabricaoPodem ser formados gases txicos ou corrosivos durante acidentes envolvendo o cido Clordrico, portanto ao manusear o produto, o operador deve usar culos de proteo para produtos qumicos, protetor facial, luvas e vestimentas de proteo. Evitar respirar os fumos e vapores e lavar-se aps o manuseio. O local para manuseio de cido clordrico (tanto em nvel laboratorial, quanto em nvel industrial) deve conter chuveiro de emergncia e lava-olhos. As pessoas que manuseiam cido clordrico devem utilizar EPI's adequados e atuar sob condies seguras. Alm disso, outras atitudes podem evitar acidentes ou problemas graves, tais como: O cido clordrico deve ser manuseado em local limpo, bem ventilado e iluminado. Por profissionais treinados e equipados com os EPI's necessrios. Nunca uma pessoa deve trabalhar sozinha em espao confinado onde havia cido clordrico. Os tanques para estocagem de cido clordrico devem ter revestimento interno de borracha (ebonite), PRFV ou material de resistncia equivalente. etc. As aes de limpeza e descarte devem ser cuidadosamente planejadas e executadas em conformidade com a legislao pertinente. Utilizar ventilao local exaustora onde possa ser gerado borrifos, gases, vapores,

(Chuveiro de Segurana Medida de Proteo).

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6.2 ArmazenamentoDevido s caractersticas desse cido, so necessrios certos cuidados com o seu armazenamento, isso vale tanto para um estoque industrial, tanto quanto para um frasco em um armrio de reagentes num laboratrio escolar: Manter calor, fascas, chamas abertas, chama piloto, cigarros acesos, longe da rea, uma vez que podem ser formados gases txicos, explosivos ou corrosivos. Os recipientes que contm cido clordrico devem conter identificao adequada e individual com os painis de segurana e rtulos de risco. No armazene em recipientes metlicos sem revestimento.

Reage com metais com a formao de hidrognio ao qual misturado com ar pode causar exploso ou sofrer ignio. Deve ser armazenado longe dos seus produtos incompatveis: lcalis fortes, metais, xidos metlicos, hidrxidos, aminas, cianatos, sulfatos, sulfitos e formaldedos. Pois so justamente estas substncias que reagem violentamente com o cido clordrico, oferecendo ainda mais perigo. Toda embalagem deve ser lavada com gua em abundncia antes de ser descartada, e o prprio descarte deve ocorrer conforme a legislao vigente. As embalagens no devem ser reutilizadas para outros produtos e se no forem lavadas adequadamente so consideradas artigos corrosivos, devendo ser mantidos os rtulos de risco correspondentes.

(Tanques de Armazenamento adequados e Lava-olhos so prevenes a acidentes).

6.3 IncndioEmbora o cido Clordrico no seja inflamvel, necessrio ter certos cuidados se essa substncia estiver relacionada a algum incndio, tais como:

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Meios de extino apropriados:

Em pequenas propores: extintor de p qumico, de CO2; Em grandes propores: Neblina de gua ou espuma; (Tratar dos vapores e fumos com neblina de gua). Meios de extino no apropriados: Contato direto de jatos de gua com o produto (por que a reao pode liberar mais vapores irritantes). Mtodos especiais: Esfriar os recipientes aquecidos durante o incndio com neblina d'gua. Usar p qumico seco para apagar o fogo. Proteo para os bombeiros: Utilizar proteo respiratria para gases cidos, luvas de PVC, botas de borracha e culos de segurana.

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7. EFEITOS NOCIVOS7.1 Riscos sade Inalao dos vapores: Irritao intensa do nariz, dos olhos e da garganta. Tosse intermitente, respirao difcil e irregular, com risco de bronco-pneumonia qumica e edema pulmonar agudo. Em caso de exposies repetidas ou prolongadas: dor de garganta, sangramento do nariz, bronquite crnica e eroso do esmalte dos dentes. Contato com os olhos: Irritao intensa e lacrimejamento (com HCl gasoso); irritao dolorosa, vermelhido dos olhos, inchao das plpebras, risco de queimadura e sequelas graves, perda da viso (com HCl lquido). Contado com a pele: Irritao, vermelhido, risco de queimadura. Em caso de projeo abundante, risco de estado de choque (dor). Em contatos prolongados ou repetidos: risco de dermatose. Ingesto: Irritao intensa e risco de queimadura grave da boca, da garganta, do esfago e do estmago, nuseas e vmitos com sangue, cibras abdominais riscam de estado de choque (palidez das faces, tendncia sncope, pulso fraco e irregular), de hemorragia digestiva e de perfuraes digestivas.

7.2 Primeiros-socorros recomendados No caso de inalao: Afastar a vtima, o mais rpido possvel do local poludo, transport-la com o tronco elevado para um lugar calmo e arejado. Oxignio, se necessrio. No caso de contato com os olhos (em caso de projeo no rosto, tratar os olhos com prioridade): Imediatamente lavar os olhos com gua corrente durante 15 minutos, mantendo as plpebras bem abertas e consultar um oftalmologista com urgncia em todos os casos. No caso de contato com a pele: Sem perda de tempo, encaminhar a vtima, mesmo que ainda vestida, para o chuveiro, retirar sapatos, meias e roupas contaminadas, lavar a parte atingida com gua e sabo, enxaguar com gua corrente e morna e vestir roupas limpas. No caso de ingesto: Fazer lavar a boca com gua fresca. No causar vomitar, dar de beber gua fresca ou leite vontade (a no ser que haja suspeita de perfurao estomacal ou do esfago). Desapertar as roupas e deit-lo em posio lateral de segurana. Oxignio. Em todas as situaes: Evitar o resfriamento com o uso de cobertores e procurar ajuda mdica imediatamente (a pessoa que est socorrendo a vtima deve cuidar-se para no sofrer, ela mesma, uma intoxicao).

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8. MEIO AMBIENTE

(Nuvens de cido clordrico gasoso formando-se no encontro da lava com o mar, no Hava).

A reao de Hargreaves, vista na produo de cido clordrico e HCl gasoso tem relacionamento com a emisso de HCl por parte de incineradores de lixo. A queima do PVC e de determinados refugos de combustveis produz cloreto de hidrognio, assim como, consequentemente, as queima de lixo urbano. Esta questo levou ao crescente desenvolvimento de metodologias e processos de absoro e neutralizao do HCl produzido. Os processos eletrolticos de produo de HCl so mais analisados em termos de um tratamento de dejetos ambientalmente aceitveis para as companhias produtoras. Recomenda-se, que se houver derramamento ou vazamento do cido clordrico devem ser tomadas medidas para conter os lquidos e evitar que entrem nos riachos e sistemas de esgotos, controlando (ou parando, se possvel), a perda de materiais volteis para a atmosfera. Se o derramamento for pequeno pode-se jogar material absorvente no cido retido e neutraliz-lo com calcrio ou cal comum. A reao seria a seguinte:

2 HCl + CaO CaCl2 + H2O

(CaCl2).

O HCl pode poluir: rios, lenis freticos e outros corpos dgua (alterando o pH da gua), a flora (se atingida pelo cido ou seus fumos), o solo atingido pelo cido (pois ataca os minerais do solo, podendo modificar suas caractersticas principais), o ar (atravs de seus fumos) e a fauna (se tiver contato com o cido e seus fumos).

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9. INFORMAES COMPLEMENTARES Cerca de 50% das pessoas que ingerem cido clordrico morrem, devido aos efeitos imediatos, sendo que as leses do esfago e do estmago podem progredir por 2 ou 3 semanas. A morte por ingesto pode ocorrer at 1 ms depois. Cerca de 95% dos indivduos que ingerem cido clordrico e se recuperam dos efeitos imediatos, apresentam estenose esofagena persistente. Alm da gua, o HCl tambm solvel em lcool, no ter, no benzeno, na acetona, no cido actico, no clorofrmio, etc. O cido clordrico mais impuro chamado de cido muritico, e utilizado em muitas limpezas. usado na limpeza de edifcios aps a sua caiao, para remover os respingos de cal (porque reage e forma CaCl2) e tambm nas superfcies metlicas antes da soldagem dos respectivos metais. Glndulas das paredes estomacais tambm produzem cido clordrico, responsvel pelo pH cido do estmago que ajuda tanto na eliminao de microorganismos quanto na atuao das enzimas (pepsina, por exemplo) que ajudam na digesto. A soma de enzimas estomacais, HCl diludo e outros componentes forma o chamado suco gstrico, quando uma pessoa tem acidez estomacal elevada por causa do excesso de HCl produzido no estmago, os anti-cidos tomados como remdio, so na verdade bases ou sais de carter bsico (geralmente o NaHCO3), que reagem com o HCl, neutralizando-o.

(Anticido composto por NaHCO3 a reao de neutralizao no estmago : NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O, que so substncias neutras para o estmago).

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10. CONCLUSOPor meio deste trabalho, o grupo concluiu a importncia do cido clordrico na indstria, na economia, na histria e no desenvolvimento da qumica. Compreendeu os diversos mtodos industriais associados sua produo e como esses mesmos mtodos se relacionam com outras substncias qumicas, alm de verificar e avaliar os parmetros na qual ela produzida, dando uma base de como devemos encarar outros mtodos de produo. Tais noes de produo, segurana, meio ambiente, caractersticas inerentes ao produto, etc. so importantssimas, no s no caso do cido clordrico, mas de qualquer outra substncia qumica; a partir do conhecimento de tais dados que podemos ter uma viso global da qumica, aproveitando melhor as informaes obtidas tanto em aula, tanto como a experincia que obteremos ao ingressar numa indstria qumica por exemplo.

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11. BIBLIOGRAFIA Sites: http://www.atanor.com.ar/por/negocios_domesticos/quimicos/productos/acido_cloridrico.php http://www.gotaquimica.com.br/acido-cloridrico-muriatico.php http://www.rossetti.eti.br/dicuser/detalhe.asp?vini=1&vfim=1&vcodigo=20 http://en.wikipedia.org/wiki/HCl http://pt.wikipedia.org/wiki/HCl http://www.higieneocupacional.com.br http://www.infoescola.com/quimica/acido-cloridrico http://pt.wikipedia.org/wiki/Processo_Leblanc http://www.explicatorium.com/Acidos.php http://www.fisica.net/quimica/resumo10.htm http://www.caii.com.br/frme-produtos-acido.html http://www.encyclopedia.airliquide.com http://www.qca.ibilce.unesp.br/prevencao/produtos/acido_cloridrico.html http://quimica.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=71 http://knol.google.com/k/%C3%A1cido-clor%C3%ADdrico http://www.brasilescola.com/quimica/reacoes-substituicao-hidrocarbonetos.htm http://www.ebah.com.br (arquivos diversos) FISPQ do HCl da empresa Braskem S.A (arquivo digital) FISPQ do HCl da Companhia Agro Industrial Igarassu (arquivo digital) (todas visitadas no perodo de 16 de Setembro a 03 de Outubro de 2010)

Livros:

LOPES, Snia & ROSSO, Srgio. Biologia. So Paulo, Ed. Saraiva, 2006.