Qual è la molarità massima dellHCl acquoso?

La molecola di HCl è, in condizioni standard, un gas. Il reagente utilizzato nei laboratori è HCl disciolto in acqua, motivo per cui in etichetta troverete circa il 37% di HCl. Laltro 63% è acqua.

Considerando il 37% come la massima solubilità di HCl, è possibile calcolare la molarità utilizzando la densità della soluzione (1,2 g / mL) e la massa molare di HCl (36,46 g / mol ).

Per 1000 mL di soluzione, avrai 1200 g di peso, di cui il 37% è HCl: 444 g.

In 444 g di HCl hai 12,18 moli (444 / 36,46 ), il che significa che la concentrazione di PA HCl è di circa 12,18 moli per litro.

Si noti che poiché PA HCl è una soluzione satura di gas, è probabile che i vapori vengano rilasciati e fuoriescano dalla soluzione (motivo PA HCl non dovrebbe essere maneggiato fuori dalle cappe aspiranti), il che rende questa concentrazione unapprossimazione e non dovrebbe mai essere usato per preparare una soluzione di cui è necessario conoscere lesatta concentrazione di acido.

Secondo “ Acido cloridrico ” IARC Monografie volume 54:

La solubilità di HCl in acqua è:

82,3 grammi di HCl per 100 grammi di acqua a 0 gradi C

6 7,3 grammi di HCl per 100 grammi di acqua a 30 gradi C

e la densità della soluzione acquosa di HCl al 39,1% è 1,20.

Quindi, ad esempio a 0 gradi C, 1 litro di soluzione è 1200 grammi e contiene (82,3 / 182,3) (1200 grammi) = 542 grammi che corrisponde a 14,9 moli di HCl.

Per 30 gradi C, questo equivale a 13,2 moli di HCl.

Quindi la concentrazione massima è di circa 15 M a 0 gradi C e scende a 13 M a 30 gradi C.

Per i dati al di fuori di questo intervallo di temperatura e non limitati alla pressione atmosferica, vedere STUDIO DEL SISTEMA IDROGENO CLORURO E ACQUA J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), pp 851–866

Commenti

• Laggiunta di acido cloridrico allacqua riduce il punto di fusione della soluzione, quindi è ' possibile raffreddare ulteriormente e aumentare la solubilità di $ \ ce {HCl} $ senza solidificazione. Questo diagramma di fase suggerisce che lacido cloridrico monoidrato esiste come liquido sopra -15 ° C, contenente il 67% $ \ ce {HCl} $ in peso. Non ' ho la cifra di densità, quindi non posso ' calcolare la molarità, ma probabilmente sarebbe superiore a 20 M.
• sì, qui ci sono informazioni sulla densità che pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 sarebbe di circa 1,27

La risposta di Molx è molto buona. Tuttavia, il modo in cui ho imparato che era un po diverso e potrebbe rendere più senso per alcune persone. Invece di usare 444 g di HCl, che è perfettamente a posto, possiamo supporre di avere un campione di 100 g, proprio come facciamo nei calcoli delle formule empiriche, per avere ogni percentuale su 100.

Per iniziare, proprio come ha detto Molx, la solubilità massima a temperatura ambiente di HCl è del 37% in massa. Da questo possiamo ipotizzare 100 g di soluzione di HCl. Da tale ipotesi sappiamo che il 37% (la massa in HCl ) di 100 g della soluzione di HCl è 37,0 grammi. Il resto deve essere acqua, poiché HCl è un gas a temperatura ambiente che si dissolve in acqua per formare acido cloridrico.

Infine, per trovare la molarità massima dellHCl in acqua, dobbiamo usare lequazione di concentrazione per la molarità, che è definita come moli di il soluto diviso per i litri della soluzione (M = moli di soluto / litri di soluzione).

Ora sappiamo che abbiamo 37,0 g di HCl, che è necessario per il calcolo della Molarità. Quando moltiplichi 37,0 g HCl per (1 mol HCl / 36,46 g HCl) come fattore di conversione, otteniamo 1.014 moli di HCl.

Per trovare i nostri litri di soluzione, possiamo usare la nostra densità. Moltiplica 100 g della nostra soluzione di HCl per il nostro fattore di conversione della densità di (1 mL / 1,19 g) per ottenere 84 mL, quindi dividi per 1000 per ottenere 0,084 L.

Quando sostituisci 1,014 mol HCl e 0,084 L nellequazione della molarità, troviamo che la molarità è di circa 12,07 M HCl, che è la più alta concentrazione di HCl che possiamo ottenere a temperatura ambiente.

Come ha detto Molx, “fuma” perché è così concentrato con HCl. In quanto tale, dovrebbe essere trattato come unapprossimazione come ha detto anche Molx. Spero che anche questa versione abbia senso.