Qual é a molaridade máxima do HCl aquoso?

A molécula de HCl é, em condições padrão, um gás. O reagente usado em laboratórios é o HCl dissolvido em água, por isso você verá no rótulo que tem cerca de 37% de HCl em peso. Os outros 63% são água.

Considerando 37% como a solubilidade máxima do HCl, você pode calcular a molaridade usando a densidade da solução (1,2 g / mL) e a massa molar do HCl (36,46 g / mol ).

Para 1000 mL de solução, você terá 1200g de peso, dos quais 37% é HCl: 444g.

Em 444g de HCl você tem 12,18 moles (444 / 36,46 ), o que significa que a concentração de PA HCl é de cerca de 12,18 moles por litro.

Observe que, como o PA HCl é uma solução saturada com um gás, os vapores são provavelmente liberados e escapam da solução (é por isso que O PA HCl não deve ser manuseado fora da coifa), o que torna essa concentração uma aproximação, e nunca deve ser usado para preparar uma solução da qual você precisa saber a concentração exata de ácido.

De acordo com “ Ácido clorídrico ” IARC Monographs volume 54:

A solubilidade de HCl em água é:

82,3 gramas de HCl por 100 gramas de água a 0 grau C

6 7,3 gramas de HCl por 100 gramas de água a 30 graus C

e a densidade da solução aquosa de HCl a 39,1% é de 1,20.

Assim, por exemplo, a 0 graus C, 1 litro de solução equivale a 1200 gramas e contém (82,3 / 182,3) (1200 gramas) = 542 gramas que corresponde a 14,9 moles de HCl.

Para 30 graus C, isso resulta em 13,2 moles de HCl.

Portanto, a concentração máxima é de cerca de 15 M a 0 graus C diminuindo para 13 M a 30 graus C.

Para dados fora desta faixa de temperatura e não limitados à pressão atmosférica, consulte UM ESTUDO DO SISTEMA DE HIDROGÊNIO CLORETO E ÁGUA J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), pp 851-866

Comentários

• Adicionar cloreto de hidrogênio à água reduz o ponto de fusão da solução, portanto, é ' possível resfriar ainda mais e aumentar a solubilidade de $ \ ce {HCl} $ sem solidificação. Este diagrama de fase sugere que o cloreto de hidrogênio mono-hidratado existe como um líquido acima de -15 ° C, contendo 67% $ \ ce {HCl} $ por peso. Eu não ' não tenho o valor da densidade, então posso ' t calcular a molaridade, mas provavelmente estaria acima de 20 M.
• sim, há informações de densidade para isso aqui pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 seria cerca de 1,27

A resposta de Molx é muito boa. No entanto, a forma como aprendi foi um pouco diferente e pode tornar mais sentido para algumas pessoas. Em vez de usar 444 g de HCl, o que é perfeitamente normal, podemos supor que temos uma amostra de 100 g, muito parecido com o que fazemos em cálculos de fórmulas empíricas para ter cada por cento fora de 100.

Para começar, assim como Molx mencionou, a solubilidade máxima do HCl à temperatura ambiente é de 37% em massa. A partir disso, podemos assumir 100 g de solução de HCl. A partir dessa suposição, sabemos que 37% (a massa em HCl ) de 100 g da solução de HCl é 37,0 gramas. O resto tem que ser água, pois o HCl é um gás à temperatura ambiente que é dissolvido ed em água para formar ácido clorídrico.

Em última análise, para encontrar a molaridade máxima do HCl na água, devemos usar a equação de concentração para molaridade, que é definida como moles de o soluto dividido pelos litros da solução (M = moles de soluto / litros de solução).

Agora sabemos que temos 37,0 g de HCl, que é necessário para o cálculo da molaridade. Quando você multiplica 37,0 g de HCl por (1 mol HCl / 36,46 g HCl) como fator de conversão, obtemos 1,014 mol de HCl.

Para encontrar nossos litros de solução, podemos usar nossa densidade. Multiplique 100 g de nossa solução de HCl por nosso fator de conversão de densidade de (1 mL / 1,19g) para obter 84 mL e, em seguida, divida por 1000 para obter 0,084 L.

Quando você substituir 1,014 mol HCl e 0,084 L na equação de molaridade, descobrimos que a molaridade está em torno de 12,07 M HCl, que é a maior concentração de HCl que podemos obter à temperatura ambiente.

Como Molx disse, “fumega” porque é tão concentrado com HCl. Como tal, deve ser tratado como uma aproximação, como disse Molx. Espero que esta versão também faça sentido.