Jaká je maximální molarita vodného HCl?

Molekula HCl je za standardních podmínek plyn. Činidlo V laboratořích se používá HCl rozpuštěný ve vodě, a proto na štítku zjistíte, že má přibližně 37% hmotnosti HCl. Dalších 63% je voda.

Vzhledem k maximální rozpustnosti HCl 37% můžete vypočítat molaritu pomocí hustoty roztoku (1,2 g / ml) a molární hmotnosti HCl (36,46 g / mol) ).

Na 1 000 ml roztoku budete mít 1200 g hmotnosti, z toho 37% HCl: 444 g.

Ve 444 g HCl máte 12,18 molů (444 / 36,46) ), což znamená, že koncentrace PA HCl je kolem 12,18 molů na litr.

Všimněte si, že protože PA HCl je roztok nasycený plynem, je pravděpodobné, že se uvolní páry a z roztoku uniknou (což je důvod, proč PA HCl by se nemělo manipulovat mimo digestoře), což činí tuto koncentraci přibližnou, a nikdy by se neměla používat k přípravě roztoku, který potřebujete znát přesnou koncentraci kyseliny.

Podle „ kyseliny chlorovodíkové “ svazek monografií IARC 54:

Rozpustnost HCl ve vodě je:

82,3 gramů HCl na 100 gramů vody při 0 stupních C

6 7,3 gramu HCl na 100 gramů vody při 30 ° C

a hustota 39,1% vodného roztoku HCl je 1,20.

Takže například při 0 stupních C má 1 litr roztoku 1200 gramů a obsahuje (82,3 / 182,3) (1200 gramů) = 542 gramů, což odpovídá 14,9 mol HCl.

Při 30 ° C to vychází na 13,2 mol HCl.

Takže maximální koncentrace je asi 15 M při 0 stupních C a klesá na 13 M při 30 stupních C.

Údaje mimo tento teplotní rozsah a bez omezení na atmosférický tlak viz STUDIE SYSTÉMU CHILORIDU VODÍKU A VODY J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), str. 851–866

Komentáře

• Přidání chlorovodíku do vody snižuje teplotu tání roztoku, ' je tedy možné další chlazení a zvýšení rozpustnosti $ \ ce {HCl} $ bez tuhnutí. Tento fázový diagram naznačuje, že monohydrát chlorovodíku existuje jako kapalina nad -15 ° C obsahující 67% $ \ ce {HCl} $ podle hmotnosti. Nemám ' t údaj o hustotě, takže nemohu ' vypočítat molaritu, ale pravděpodobně by to bylo nad 20 M.
• ano, existují informace o hustotě, které by zde pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 byly asi 1,27

Molxova odpověď je velmi dobrá. Způsob, jakým jsem se to naučil, však byl trochu jiný a může větší smysl pro některé lidi. Místo použití 444 g HCl, což je naprosto v pořádku, můžeme předpokládat, že máme vzorek 100 g, podobně jako to děláme při výpočtech empirických vzorců, aby každé procento bylo ze 100.

Začneme, stejně jako Molx, maximální rozpustnost HCl při pokojové teplotě je 37% hmotnostních. Z toho můžeme předpokládat 100 g roztoku HCl. Z tohoto předpokladu víme, že 37% (hmotnost v HCl ) ze 100 g roztoku HCl je 37,0 gramů. Zbytek musí být voda, protože HCl je plyn při pokojové teplotě, který se rozpouští ve vodě za vzniku kyseliny chlorovodíkové.

Nakonec, abychom našli maximální molaritu HCl ve vodě, musíme použít koncentrační rovnici pro molaritu, která je definována jako moly rozpuštěná látka dělená litry roztoku (M = moly rozpuštěné látky / litr roztoku).

Nyní víme, že máme 37,0 g HCl, což je nezbytné pro výpočet molarity. Když vynásobíte 37,0 g HCl (1 mol HCl / 36,46 g HCl) jako přepočítací faktor, dostaneme 1,014 mol HCl.

K nalezení našich litrů roztoku můžeme použít naši hustotu. Vynásobte 100 g našeho roztoku HCl naším konverzním faktorem hustoty (1 ml / 1,19 g), abyste získali 84 ml, a poté vydělte 1000, abyste získali 0,084 l.

Když nahradíte 1,014 mol HCl a 0,084 L do rovnice molarity zjistíme, že molarita je kolem 12,07 M HCl, což je nejvyšší koncentrace HCl, kterou můžeme získat při pokojové teplotě.

Jak řekl Molx, „kouří“, protože je tak koncentrovaný s HCl. Mělo by se s ním zacházet jako s aproximací, jak řekl také Molx. Doufám, že i tato verze má smysl.