¿Cuál es la molaridad máxima del HCl acuoso?

La molécula de HCl es, en condiciones estándar, un gas. El reactivo que se utiliza en los laboratorios es el HCl disuelto en agua, por lo que encontrará en la etiqueta que tiene aproximadamente un 37% de HCl en peso. El otro 63% es agua.

Considerando el 37% como la máxima solubilidad del HCl, puede calcular la molaridad usando la densidad de la solución (1.2 g / mL) y la masa molar del HCl (36.46 g / mol ).

Por 1000 ml de solución, tendrás 1200g de peso, de los cuales el 37% es HCl: 444g.

En 444g de HCl tienes 12,18 moles (444 / 36,46 ), lo que significa que la concentración de PA HCl es de alrededor de 12,18 moles por litro.

Tenga en cuenta que debido a que el PA HCl es una solución saturada con un gas, es probable que los vapores se liberen y escapen de la solución (razón por la cual El PA HCl no debe manipularse fuera de las campanas de extracción), lo que hace que esta concentración sea una aproximación, y nunca debe usarse para preparar una solución de la que necesite saber la concentración exacta de ácido.

Según « Ácido clorhídrico » IARC Monografías volumen 54:

La solubilidad del HCl en agua es:

82,3 gramos de HCl por 100 gramos de agua a 0 grados C

6 7,3 gramos de HCl por 100 gramos de agua a 30 grados C

y la densidad de una solución acuosa de HCl al 39,1% es 1,20.

Por ejemplo, a 0 grados C, 1 litro de solución son 1200 gramos y contiene (82,3 / 182,3) (1200 gramos) = 542 gramos, lo que corresponde a 14,9 moles de HCl.

Para 30 grados C, esto equivale a 13,2 moles de HCl.

Entonces, la concentración máxima es de aproximadamente 15 M a 0 grados C, disminuyendo a 13 M a 30 grados C.

Para obtener datos fuera de este rango de temperatura y no limitados a la presión atmosférica, consulte UN ESTUDIO DEL SISTEMA DE CLORURO DE HIDRÓGENO Y AGUA J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), págs. 851–866

Comentarios

• Agregar cloruro de hidrógeno al agua reduce el punto de fusión de la solución, por lo que ' s posible enfriar más y aumentar la solubilidad de $ \ ce {HCl} $ sin solidificación. Este diagrama de fases sugiere que el cloruro de hidrógeno monohidrato existe como líquido por encima de -15 ° C, que contiene 67% $ \ ce {HCl} $ por peso. No ' no tengo la cifra de densidad, por lo que no puedo ' calcular la molaridad, pero probablemente estaría por encima de 20 M.
• sí, hay información de densidad para eso aquí pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 sería de aproximadamente 1,27

La respuesta de Molx es muy buena. Sin embargo, la forma en que lo aprendí fue un poco diferente y puede hacer algunas personas tienen más sentido. En lugar de usar 444 g de HCl, que está perfectamente bien, podemos asumir que tenemos una muestra de 100 g, de manera muy similar a lo que hacemos en los cálculos de fórmulas empíricas, de modo que cada porcentaje sea de 100.

Para empezar, tal como lo mencionó Molx, la solubilidad máxima a temperatura ambiente de HCl es 37% en masa. De esto podemos suponer 100 g de solución de HCl. De esa suposición sabemos que 37% (la masa en HCl ) de 100 g de la solución de HCl son 37,0 gramos. El resto tiene que ser agua, ya que el HCl es un gas a temperatura ambiente que se disuelve ed en agua para formar ácido clorhídrico.

En última instancia, para encontrar la molaridad máxima del HCl en agua, debemos usar la ecuación de concentración para la molaridad, que se define como moles de el soluto dividido por los litros de la solución (M = moles de soluto / litros de solución).

Ahora sabemos que tenemos 37.0 g de HCl, que es necesario para el cálculo de la Molaridad. Cuando multiplica 37.0 g de HCl por (1 mol de HCl / 36.46 g de HCl) como factor de conversión, obtenemos 1.014 mol de HCl.

Para encontrar nuestros litros de solución, podemos usar nuestra densidad. Multiplique 100 g de nuestra solución de HCl por nuestro factor de conversión de densidad de (1 ml / 1,19 g) para obtener 84 ml, y luego divida por 1000 para obtener 0,084 L.

Cuando sustituya 1,014 mol de HCl y 0,084 L en la ecuación de molaridad, encontramos que la molaridad es de alrededor de 12.07 M HCl, que es la concentración más alta de HCl que podemos obtener a temperatura ambiente.

Como dijo Molx, «emana» porque es tan concentrado con HCl. Como tal, también debería tratarse como una aproximación, como dijo Molx. Espero que esta versión también tenga sentido.