Wat is de maximale molariteit van waterig HCl?

Het HCl-molecuul is, onder standaardomstandigheden, een gas. Het reagens gebruikt in laboratoria is HCl opgelost in water, daarom vind je op het etiket dat het ongeveer 37% HCl in gewicht is. De overige 63% is water.

Als u 37% beschouwt als de maximale oplosbaarheid van HCl, kunt u de molariteit berekenen met behulp van de oplossingsdichtheid (1,2 g / ml) en de molaire massa van HCl (36,46 g / mol ).

Voor 1000 ml oplossing heeft u 1200 g gewicht, waarvan 37% HCl is: 444 g.

In 444 g HCl heb je 12,18 mol (444 / 36,46 ), wat betekent dat de concentratie van PA HCl ongeveer 12,18 mol per liter is.

Merk op dat omdat PA HCl een oplossing is die verzadigd is met een gas, er waarschijnlijk dampen vrijkomen en ontsnappen uit de oplossing (daarom PA HCl mag niet buiten zuurkasten worden gehanteerd), waardoor deze concentratie een benadering is, en het mag nooit worden gebruikt om een oplossing te bereiden waarvan u de exacte zuurconcentratie moet weten.

Volgens “ Zoutzuur ” IARC Monografieën volume 54:

De oplosbaarheid van HCl in water is:

82,3 gram HCl per 100 gram water bij 0 graden C

6 7,3 gram HCl per 100 gram water bij 30 ° C

en de dichtheid van 39,1% HCl waterige oplossing is 1,20.

Dus bijvoorbeeld bij 0 graden C, is 1 liter oplossing 1200 gram en bevat (82,3 / 182,3) (1200 gram) = 542 gram wat overeenkomt met 14,9 mol HCl.

Voor 30 graden C komt dit neer op 13,2 mol HCl.

Dus de maximale concentratie is ongeveer 15M bij 0 graden C, aflopend tot 13M bij 30 graden C.

Voor gegevens buiten dit temperatuurbereik en niet beperkt tot atmosferische druk, zie EEN STUDIE VAN HET SYSTEEM WATERSTOFCHILORIDE EN WATER J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), pp 851–866

Opmerkingen

• Het toevoegen van waterstofchloride aan water verlaagt het smeltpunt van de oplossing, dus het is ' mogelijk om verder te koelen en de oplosbaarheid $ \ ce {HCl} $ te verhogen zonder vast te worden. Dit fasediagram suggereert dat waterstofchloride-monohydraat bestaat als een vloeistof boven -15 ° C, met 67% $ \ ce {HCl} $ naar gewicht. Ik heb geen ' het dichtheidsgetal, dus ik kan ' de molariteit niet berekenen, maar het zou waarschijnlijk hoger zijn dan 20 M.
• ja, daar is informatie over de dichtheid hier pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 zou ongeveer 1,27 zijn

Het antwoord van Molx is erg goed. De manier waarop ik het leerde was echter een beetje anders en kan voor sommige mensen zinvoller. In plaats van 444 g HCl te gebruiken, wat prima is, kunnen we aannemen dat we een monster van 100 g hebben, net zoals we dat doen bij berekeningen met empirische formules, waarbij elke procent uit 100 is.

Om te beginnen is, net als Molx al zei, de maximale oplosbaarheid bij kamertemperatuur van HCl 37 massaprocent. Hieruit kunnen we uitgaan van 100 g HCl-oplossing. Uit die aanname weten we dat 37% (de massa in HCl ) van 100 g van de HCl-oplossing is 37,0 gram. De rest moet water zijn, aangezien HCl een gas is bij kamertemperatuur dat wordt opgelost. in water om zoutzuur te vormen.

Om de maximale molariteit van de HCl in water te vinden, moeten we uiteindelijk de concentratievergelijking voor molariteit gebruiken, die wordt gedefinieerd als de opgeloste stof gedeeld door het aantal liters oplossing (M = mol opgeloste stof / liters oplossing).

We weten nu dat we 37,0 g HCl hebben, wat nodig is voor de berekening van de molariteit. Als je 37,0 g HCl vermenigvuldigt met (1 mol HCl / 36,46 g HCl) als conversiefactor, krijgen we 1,014 mol HCl.

Om onze liters oplossing te vinden, kunnen we onze dichtheid gebruiken. Vermenigvuldig 100 g van onze HCl-oplossing met onze dichtheidsconversiefactor van (1 ml / 1,19 g) om 84 ml te krijgen, en deel vervolgens door 1000 om 0,084 l te krijgen.

Wanneer u 1,014 mol HCl en 0,084 vervangt L in de molariteitsvergelijking, vinden we dat de molariteit ongeveer 12,07 M HCl is, wat de hoogste concentratie HCl is die we bij kamertemperatuur kunnen verkrijgen.

Zoals Molx zei, het is rook omdat het zo geconcentreerd met HCl. Als zodanig moet het worden behandeld als een benadering, zoals Molx ook zei. Ik hoop dat deze versie ook logisch is.