구성된 문제가 있습니다.
수성 $가 있습니다. \ ce {HCl} $. $ \ ce {HCl} $의 가능한 최대 몰 농도는 얼마입니까?
이 문제를 어떻게 해결합니까? 좋은 아이디어가 없습니다.
답변
HCl 분자는 표준 조건에서 기체입니다. 시약 실험실에서 사용되는 HCl은 물에 용해 된 HCl입니다. 이것이 라벨에서 무게가 약 37 % HCl이라는 것을 알 수있는 이유입니다. 나머지 63 %는 물입니다.
37 %를 HCl의 최대 용해도로 고려하면 용액 밀도 (1.2g / mL)와 HCl의 몰 질량 (36.46g / mol)을 사용하여 몰 농도를 계산할 수 있습니다. ).
1000 mL의 용액의 경우 1200g의 무게가 있으며이 중 37 %는 HCl : 444g입니다.
HCl의 444g에는 12.18 몰 (444 / 36.46)이 있습니다. ), 이는 PA HCl의 농도가 리터당 약 12.18 몰임을 의미합니다.
PA HCl은 가스로 포화 된 용액이기 때문에 증기가 방출되어 용액에서 빠져 나갈 가능성이 있습니다. PA HCl은 흄 후드 외부에서 취급해서는 안되며, 이는이 농도를 근사치로 만듭니다. 정확한 산 농도를 알아야하는 용액을 준비하는 데 절대 사용해서는 안됩니다.
답변
“ 염산 “IARC 모노 그래프 54 권에 따르면 :
물에 HCl의 용해도는 다음과 같습니다.
0 ℃에서 물 100g 당 HCl 82.3g
6 30 ° C에서 물 100g 당 HCl 7.3g
및 39.1 % HCl 수용액의 밀도는 1.20입니다.
예를 들어 섭씨 0도에서 1 리터의 용액은 1200g이며 (82.3 / 182.3) (1200g) = 542g으로 14.9 몰의 HCl에 해당합니다.
섭씨 30 도의 경우 13.2 몰 HCl이됩니다.
따라서 최대 농도는 0 ° C에서 약 15M이고 30 ° C에서 13M으로 감소합니다.
이 온도 범위를 벗어나고 대기압에 국한되지 않는 데이터는 시스템 염화수소 및 물 연구 J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), pp 851–866
설명
- 물에 염화수소를 첨가하면 용액의 융점이 감소합니다. 따라서 ' 더 차게하고 응고없이 $ \ ce {HCl} $ 용해도를 높일 수 있습니다. 이 상 다이어그램 은 염화수소 일 수화물이 -15 ° C 이상에서 액체로 존재하며 67 % $ \ 무게 기준 ce {HCl} $. 저는 ' 밀도 수치가 없어서 ' 어금니를 계산할 수 없지만 20M 이상일 것입니다.
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Answer
Molx “의 답변은 매우 좋습니다.하지만 제가 배운 방식이 조금 달랐고 완전히 괜찮은 HCl 444g을 사용하는 대신 실험식 계산에서 모든 퍼센트가 100에서 벗어나는 것처럼 샘플이 100g이라고 가정 할 수 있습니다.
시작하려면 Molx에서 언급했듯이 실온에서 HCl의 최대 용해도는 질량 기준으로 37 %입니다. 이로부터 HCl 용액 100g을 가정 할 수 있습니다.이 가정에서 우리는 37 % (HCl의 질량)를 알고 있습니다. ) 100g의 HCl 용액은 37.0g이고 나머지는 물이어야하며 HCl은 실온에서 용해되는 기체이므로 물에서 염산을 형성합니다.
궁극적으로 물에서 HCl의 최대 몰도 를 찾으려면 몰 농도에 대한 농도 방정식을 사용해야합니다. 용액의 리터로 나눈 용질 (M = 용질의 몰 / 용액의 리터).
이제 우리는 몰 농도 계산에 필요한 37.0g의 HCl이 있다는 것을 알고 있습니다. 변환 계수로 37.0g HCl에 (1mol HCl / 36.46g HCl)을 곱하면 1.014mol의 HCl이 생성됩니다.
용액 리터를 찾기 위해 밀도를 사용할 수 있습니다. 100g의 HCl 용액에 밀도 변환 계수 (1mL / 1.19g)를 곱하여 84mL를 얻은 다음 1000으로 나누어 0.084L을 얻습니다.
1.014mol HCl과 0.084를 대체 할 때 몰 농도 방정식에서 몰 농도는 약 12.07 M HCl이며, 이는 상온에서 얻을 수있는 가장 높은 HCl 농도입니다.
Molx가 말한 것처럼 “연기”이기 때문에 그래서 HCl로 농축되었습니다. 따라서 Molx도 말한 것과 같은 근사치로 취급해야합니다. 이 버전도 의미가 있기를 바랍니다.