Hier ist ein Problem, das sich zusammensetzt:
Wir haben einige wässrige $ \ ce {HCl} $. Was ist die maximal mögliche Molarität von $ \ ce {HCl} $?
Wie löse ich das? Ich habe keine guten Ideen.
Antwort
Das HCl-Molekül ist unter Standardbedingungen ein Gas. Das Reagenz In Laboratorien wird in Wasser gelöstes HCl verwendet, weshalb Sie auf dem Etikett feststellen, dass es etwa 37 Gew .-% HCl enthält. Die anderen 63% sind Wasser.
Unter Berücksichtigung von 37% als maximale Löslichkeit von HCl können Sie die Molarität anhand der Lösungsdichte (1,2 g / ml) und der Molmasse von HCl (36,46 g / mol) berechnen ).
Für 1000 ml Lösung haben Sie 1200 g Gewicht, von denen 37% HCl sind: 444 g.
In 444 g HCl haben Sie 12,18 Mol (444 / 36,46) ), was bedeutet, dass die Konzentration von PA-HCl etwa 12,18 Mol pro Liter beträgt.
Da PA-HCl eine mit einem Gas gesättigte Lösung ist, werden wahrscheinlich Dämpfe freigesetzt und entweichen der Lösung (weshalb PA HCl sollte nicht außerhalb von Abzügen gehandhabt werden, was diese Konzentration zu einer Annäherung macht, und es sollte niemals zur Herstellung einer Lösung verwendet werden, bei der Sie die genaue Säurekonzentration kennen müssen.
Antwort
Gemäß „ Salzsäure “ IARC Monographs Band 54:
Die Löslichkeit von HCl in Wasser beträgt: 82,3 g HCl pro 100 g Wasser bei 0 ° C 6 7,3 g HCl pro 100 g Wasser bei 30 ° C und die Dichte der wässrigen 39,1% igen HCl-Lösung beträgt 1,20.
So beträgt beispielsweise bei 0 ° C 1 Liter Lösung 1200 g und enthält (82,3 / 182,3) (1200 g) = 542 g, was 14,9 Mol HCl entspricht.
Bei 30 ° C entspricht dies 13,2 Mol HCl.
Die maximale Konzentration beträgt also etwa 15 M bei 0 ° C und sinkt auf 13 M bei 30 ° C.
Daten außerhalb dieses Temperaturbereichs und nicht auf atmosphärischen Druck beschränkt, siehe EINE STUDIE DES SYSTEMS WASSERSTOFFCHILORID UND WASSER J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), S. 851–866
Kommentare
- Die Zugabe von Chlorwasserstoff zu Wasser verringert den Schmelzpunkt der Lösung. ' ist es daher möglich, weiter zu kühlen und die Löslichkeit von $ \ ce {HCl} $ ohne Verfestigung zu erhöhen. Dieses Phasendiagramm legt nahe, dass Chlorwasserstoffmonohydrat als Flüssigkeit über -15 ° C mit 67% $ \ vorliegt ce {HCl} $ nach Gewicht. Ich habe ' nicht die Dichtezahl, so dass ich ' die Molarität nicht berechnen kann, aber sie würde wahrscheinlich über 20 M liegen.
- ja, dafür gibt es Dichteinformationen. pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 wäre ungefähr 1,27
Antwort
Die Antwort von Molx ist sehr gut. Die Art und Weise, wie ich sie gelernt habe, war jedoch etwas anders und kann sich ändern Für manche Menschen sinnvoller. Anstatt 444 g HCl zu verwenden, was vollkommen in Ordnung ist, können wir davon ausgehen, dass wir eine Probe von 100 g haben, ähnlich wie bei empirischen Formelberechnungen, bei denen jedes Prozent von 100 abweicht.
Wie Molx bereits erwähnt hat, beträgt die maximale Löslichkeit von HCl bei Raumtemperatur 37 Massen-%. Daraus können wir 100 g HCl-Lösung annehmen. Aus dieser Annahme wissen wir, dass 37% (die Masse in HCl) ) 100 g der HCl-Lösung sind 37,0 g. Der Rest muss Wasser sein, da HCl ein Gas bei Raumtemperatur ist, das sich auflöst Um die maximale Molarität der HCl in Wasser zu ermitteln, müssen wir die Konzentrationsgleichung für die Molarität verwenden, die als Mol von definiert ist Der gelöste Stoff geteilt durch die Liter der Lösung (M = Mol gelöster Stoff / Liter Lösung).
Wir wissen jetzt, dass wir 37,0 g HCl haben, was für die Molaritätsberechnung erforderlich ist. Wenn Sie 37,0 g HCl mit (1 Mol HCl / 36,46 g HCl) als Umrechnungsfaktor multiplizieren, erhalten wir 1,014 Mol HCl.
Um unsere Liter Lösung zu finden, können wir unsere Dichte verwenden. Multiplizieren Sie 100 g unserer HCl-Lösung mit unserem Dichteumrechnungsfaktor von (1 ml / 1,19 g), um 84 ml zu erhalten, und dividieren Sie dann durch 1000, um 0,084 l zu erhalten.
Wenn Sie 1,014 mol HCl und 0,084 ersetzen L in der Molaritätsgleichung finden wir, dass die Molarität bei 12,07 M HCl liegt, was die höchste Konzentration an HCl ist, die wir bei Raumtemperatur erhalten können.
Wie Molx sagte, „raucht“ es, weil es ist so mit HCl konzentriert. Als solches sollte es als Annäherung behandelt werden, wie auch Molx sagte. Ich hoffe, diese Version macht auch Sinn.