Quelle est la molarité maximale du HCl aqueux?

La molécule de HCl est, dans des conditions standard, un gaz. Le réactif utilisé dans les laboratoires est HCl dissous dans leau, cest pourquoi vous trouverez sur létiquette quil contient environ 37% de HCl en poids. Lautre 63% est de leau.

En considérant 37% comme la solubilité maximale du HCl, vous pouvez calculer la molarité en utilisant la densité de la solution (1,2 g / mL) et la masse molaire du HCl (36,46 g / mol ).

Pour 1000 mL de solution, vous aurez 1200g de poids, dont 37% de HCl: 444g.

Dans 444g de HCl, vous avez 12,18 moles (444 / 36,46 ), ce qui signifie que la concentration de PA HCl est denviron 12,18 moles par litre.

Notez que comme le PA HCl est une solution saturée dun gaz, des vapeurs sont susceptibles dêtre libérées et de séchapper de la solution (cest pourquoi Le PA HCl ne doit pas être manipulé à lextérieur des hottes), ce qui fait de cette concentration une approximation, et il ne doit jamais être utilisé pour préparer une solution dont vous avez besoin pour connaître la concentration dacide exacte.

Daprès «  Acide chlorhydrique  » Monographies du CIRC volume 54:

La solubilité du HCl dans leau est:

82,3 grammes de HCl pour 100 grammes deau à 0 degré C

6 7,3 grammes de HCl pour 100 grammes deau à 30 degrés C

et la densité de la solution aqueuse de HCl à 39,1% est de 1,20.

Par exemple, à 0 ° C, 1 litre de solution équivaut à 1200 grammes et contient (82,3 / 182,3) (1200 grammes) = 542 grammes ce qui correspond à 14,9 moles de HCl.

Pour 30 degrés C, cela équivaut à 13,2 moles de HCl.

La concentration maximale est donc denviron 15M à 0 ° C diminuant à 13M à 30 ° C.

Pour les données en dehors de cette plage de température et non limitée à la pression atmosphérique, voir UNE ÉTUDE DU SYSTÈME CHILORURE DHYDROGÈNE ET DE LEAU J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), pp 851–866

Commentaires

• Lajout de chlorure dhydrogène à leau réduit le point de fusion de la solution, il est donc ' possible de refroidir davantage et daugmenter la $ \ ce {HCl} $ solubilité sans solidification. Ce diagramme de phase suggère que le chlorure dhydrogène monohydraté existe sous forme de liquide au-dessus de -15 ° C, contenant 67% $ \ ce {HCl} $ en poids. Je nai ' t avoir le chiffre de densité pour pouvoir ' t calculer la molarité, mais elle serait probablement supérieure à 20 M.
• oui, il y a des informations de densité pour cela ici pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 serait denviron 1,27

La réponse de Molx est très bonne. Cependant, la façon dont je lai appris était un peu différente et peut rendre plus de sens pour certaines personnes. Au lieu dutiliser 444 g de HCl, ce qui est parfaitement bien, nous pouvons supposer que nous avons un échantillon de 100 g, un peu comme nous le faisons dans les calculs de formules empiriques pour que chaque pourcentage soit sur 100.

Pour commencer, tout comme Molx la mentionné, la solubilité maximale à température ambiante du HCl est de 37% en masse. À partir de là, nous pouvons supposer 100 g de solution de HCl. De cette hypothèse, nous savons que 37% (la masse dans HCl ) de 100 g de solution de HCl représente 37,0 grammes. Le reste doit être de leau, car le HCl est un gaz à température ambiante qui se dissout dans leau pour former de lacide chlorhydrique.

En fin de compte, pour trouver la molarité maximale du HCl dans leau, nous devons utiliser léquation de concentration pour la molarité, qui est définie comme des moles de le soluté divisé par les litres de solution (M = moles de soluté / litres de solution).

Nous savons maintenant que nous avons 37,0 g de HCl, ce qui est nécessaire pour le calcul de la molarité. Lorsque vous multipliez 37,0 g HCl par (1 mol HCl / 36,46 g HCl) comme facteur de conversion, nous obtenons 1,014 mol de HCl.

Pour trouver nos litres de solution, nous pouvons utiliser notre densité. Multipliez 100 g de notre solution de HCl par notre facteur de conversion de densité de (1 ml / 1,19 g) pour obtenir 84 ml, puis divisez par 1000 pour obtenir 0,084 L.

Lorsque vous remplacez 1,014 mol HCl par 0,084 L dans léquation de molarité, nous trouvons que la molarité est denviron 12,07 M HCl, qui est la concentration la plus élevée de HCl que nous pouvons obtenir à température ambiante.

Comme Molx la dit, il «fume» parce quil est si concentré avec HCl. En tant que tel, il devrait être traité comme une approximation comme la également dit Molx. Jespère que cette version a également du sens.