次の問題があります：
水系の$があります\ ce {HCl} $。 $ \ ce {HCl} $の可能な最大モル濃度はどれくらいですか？
これを解決するにはどうすればよいですか？良いアイデアはありません。
回答
HCl分子は、標準状態ではガスです。試薬実験室で使用されるのは水に溶解したHClです。そのため、ラベルには約37％のHClが含まれていることがわかります。他の63％は水です。
HClの最大溶解度として37％を考慮すると、溶液密度（1.2 g / mL）とHClのモル質量（36.46 g / mol）を使用してモル濃度を計算できます。 。
1000 mLの溶液の場合、1200gの重量があり、そのうち37％がHCl：444gです。
444gのHClでは、12.18モル（444 / 36.46）になります。 ）、つまり、PAHClの濃度は1リットルあたり約12.18モルです。
PA HClはガスで飽和した溶液であるため、蒸気が放出されて溶液から逃げる可能性があることに注意してください（これが理由です） PA HClは、ヒュームフードの外で取り扱わないでください。これにより、この濃度は概算になります。また、正確な酸濃度を知る必要がある溶液の調製に使用しないでください。
回答
「塩酸」によると、IARCモノグラフ第54巻：
HClの水への溶解度は次のとおりです。
0℃で水100グラムあたり82.3グラムのHCl
6 30℃で水100グラムあたり7.3グラムのHCl
および39.1％HCl水溶液の密度は1.20です。
たとえば、摂氏0度では、1リットルの溶液は1200グラムであり、（82.3 / 182.3）（1200グラム）= 542グラムを含みます。これは14.9モルのHClに相当します。
30℃の場合、これは13.2モルのHClになります。
したがって、最大濃度は0℃で約15Mであり、30℃で13Mに減少します。
この温度範囲外で大気圧に限定されないデータについては、摂氏水素と水のシステムに関する研究J。Am。化学。 Soc。、1909、31（8）、pp 851–866
コメント
- 塩化水素を水に加えると、溶液の融点が下がります。そのため、'さらに冷却して、固化することなく$ \ ce {HCl} $の溶解度を上げることができます。 この状態図は、塩化水素一水和物が-15 ° Cを超える液体として存在し、67％の$ \を含むことを示しています。重量でce {HCl} $。 '密度の数値がないため、'モル濃度を計算できませんが、20Mを超える可能性があります。
- はい、ここに密度情報があります pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 は約1.27です
回答
Molxの回答は非常に良いですが、私が学んだ方法は少し異なり、一部の人にとってはより理にかなっています。完全に問題のない444gのHClを使用する代わりに、100 gのサンプルがあると想定できます。これは、経験式の計算で行うように、すべてのパーセントが100から外れるようにするためです。
まず、Molxが述べたように、HClの室温での最大溶解度は37質量％です。これから、100 gのHCl溶液を想定できます。この想定から、37％（HCl中の質量）であることがわかります。 ）100gのHCl溶液は37.0グラムです。HClは室温で溶解するガスであるため、残りは水でなければなりません。水中で塩酸を生成します。
最終的に、水中のHClの最大モル濃度を見つけるには、モル濃度の濃度方程式を使用する必要があります。これは、溶質を溶液のリットルで割った値（M =溶質のモル数/溶液のリットル）。
これで、モル濃度の計算に必要な37.0gのHClがあることがわかりました。変換係数として37.0g HClに（1 mol HCl / 36.46 g HCl）を掛けると、1.014molのHClが得られます。
溶液のリットルを見つけるには、密度を使用できます。 100gのHCl溶液に密度変換係数（1 mL / 1.19g）を掛けて84 mLにし、次に1000で割って0.084Lにします。
1.014molのHClと0.084を置き換える場合モル濃度の式にLを入れると、モル濃度は約12.07 M HClであることがわかります。これは、室温で取得できるHClの最高濃度です。
モルクスが言ったように、それはHClで濃縮しました。そのため、Molxが述べたように近似値として扱う必要があります。このバージョンも意味があることを願っています。