Hva er den maksimale molariteten til vandig HCl?

HCl-molekylet er, under standardbetingelser, en gass. Reagenset brukt i laboratorier er HCl oppløst i vann, og derfor finner du på etiketten at det er rundt 37% HCl i vekt. De andre 63% er vann.

Med tanke på 37% som maksimal løselighet av HCl, kan du beregne molariteten ved hjelp av løsningsdensiteten (1,2 g / ml) og HCl «s molare masse (36,46 g / mol

For 1000 ml oppløsning vil du ha 1200g vekt, hvorav 37% er HCl: 444g.

I 444g HC1 har du 12,18 mol (444 / 36,46 ), noe som betyr at konsentrasjonen av PA HCl er rundt 12,18 mol per liter.

Merk at fordi PA HCl er en løsning mettet med en gass, vil det sannsynlig være at damp frigjøres og slipper løs fra løsningen (det er derfor PA HCl bør ikke håndteres utenfor avtrekkshetter), noe som gjør denne konsentrasjonen til en tilnærming, og den bør aldri brukes til å lage en løsning som du trenger for å vite nøyaktig syrekonsentrasjonen.

I følge « Saltsyre » IARC Monographs volume 54:

Løseligheten av HC1 i vann er:

82,3 gram HC1 per 100 gram vann ved 0 grader C

6 7,3 gram HCl per 100 gram vann ved 30 ° C

og tettheten av 39,1% vandig HCl-løsning er 1,20.

Så for eksempel ved 0 grader C er 1 liter løsning 1200 gram og inneholder (82,3 / 182,3) (1200 gram) = 542 gram, noe som tilsvarer 14,9 mol HC1.

I 30 grader C går dette opp til 13,2 mol HC1.

Så maksimal konsentrasjon er omtrent 15M ved 0 grader C og synker til 13M ved 30 grader C.

For data utenfor dette temperaturområdet og ikke begrenset til atmosfæretrykk, se ET STUDIE AV SYSTEMET VÆSKEKLORID OG VANN J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), s. 851–866

Kommentarer

• Tilsetning av hydrogenklorid til vann reduserer oppløsningens smeltepunkt, så det er ' mulig å slappe av ytterligere og øke $ \ ce {HCl} $ løselighet uten størkning. Dette fasediagrammet antyder at hydrogenkloridmonohydrat eksisterer som en væske over -15 ° C, som inneholder 67% $ \ ce {HCl} $ etter vekt. Jeg har ikke ' tetthetsfiguren, så jeg kan ' t beregne molariteten, men det vil sannsynligvis være over 20 M.
• ja, det er tetthetsinformasjon for det her pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 ville være omtrent 1,27

Molxs svar er veldig bra. Måten jeg lærte det var imidlertid litt annerledes og kan gjøre mer fornuftig for noen mennesker. I stedet for å bruke 444 g HC1, som er helt greit, kan vi anta at vi har et utvalg på 100 g, omtrent som vi gjør i beregninger av empiriske formler for at hver prosent skal være ute av 100.

For å starte, akkurat som Molx nevnte, er maksimal løselighet ved romtemperatur på HCl 37% av massen. Fra dette kan vi anta 100 g HC1-løsning. Fra den antagelsen vet vi at 37% (massen i HC1 ) av 100 g av HCl-oppløsningen er 37,0 gram. Resten må være vann, ettersom HCl er en gass ved romtemperatur som er oppløst ed i vann for å danne saltsyre.

Til slutt, for å finne den maksimale molariteten av HCl i vann, må vi bruke konsentrasjonsligningen for molaritet, som er definert som mol av løsemidlet delt med liter oppløsningen (M = mol oppløsningsmiddel / liter oppløsning).

Vi vet nå at vi har 37,0 g HC1, noe som er nødvendig for molaritetsberegningen. Når du multipliserer 37,0 g HC1 med (1 mol HC1 / 36,46 g HC1) som en konverteringsfaktor, får vi 1,014 mol HC1.

For å finne våre liter løsning kan vi bruke densiteten. Multipliser 100 g av HCl-løsningen vår med densitetsomregningsfaktor på (1 ml / 1,19 g) for å få 84 ml, og del deretter med 1000 for å få 0,084 L.

Når du erstatter 1,014 mol HCl og 0,084 L inn i molaritetsligningen, finner vi at molariteten er rundt 12,07 M HC1, som er den høyeste konsentrasjonen av HCl som vi kan oppnå ved romtemperatur.

Som Molx sa, «røyk» den fordi den er så konsentrert med HCl. Som sådan bør det behandles som en tilnærming som Molx sa også. Jeg håper denne versjonen er fornuftig også.