Care este molaritatea maximă a HCl apos?

Molecula HCl este, în condiții standard, un gaz. Reactivul utilizat în laboratoare este HCI dizolvat în apă, motiv pentru care veți găsi în etichetă că are aproximativ 37% HCl în greutate. Celălalt 63% este apă.

Având în vedere 37% ca solubilitate maximă a HCl, puteți calcula molaritatea folosind densitatea soluției (1,2 g / mL) și masa molară a HCl (36,46 g / mol ).

Pentru 1000 mL de soluție, veți avea 1200g de greutate, din care 37% este HCI: 444g.

În 444g de HCl aveți 12,18 moli (444 / 36,46 ), ceea ce înseamnă că concentrația PA HCl este de aproximativ 12,18 moli pe litru.

Rețineți că, deoarece PA HCl este o soluție saturată cu gaz, vaporii sunt probabil eliberați și scapă de soluție (motiv pentru care PA HCl nu trebuie manipulat în afara hotei), ceea ce face ca această concentrație să fie o aproximare și nu trebuie folosită niciodată pentru a prepara o soluție de care aveți nevoie pentru a cunoaște concentrația exactă de acid.

Conform „ Acid clorhidric ” IARC Monografii volumul 54:

Solubilitatea HCI în apă este:

82,3 grame HCl la 100 grame apă la 0 grade C

6 7,3 grame HCl la 100 grame de apă la 30 grade C

și densitatea soluției apoase de HCI 39,1% este de 1,20.

Deci, de exemplu, la 0 grade C, 1 litru de soluție este de 1200 grame și conține (82,3 / 182,3) (1200 grame) = 542 grame, ceea ce corespunde la 14,9 moli HCI.

Pentru 30 de grade C, aceasta funcționează la 13,2 moli HCl.

Deci, concentrația maximă este de aproximativ 15M la 0 grade C, scăzând la 13M la 30 grade C.

Pentru date în afara acestui interval de temperatură și nelimitat la presiunea atmosferică, consultați UN STUDIU AL SISTEMULUI CHILORURĂ DE HIDROGEN ȘI APĂ J. Am. Chem. Soc., 1909, 31 (8), pp 851–866

Comentarii

• Adăugarea clorurii de hidrogen în apă reduce punctul de topire a soluției, deci este ' posibil să se răcească în continuare și să crească $ \ ce {HCl} $ solubilitatea fără solidificare. Această diagramă de fază sugerează că clorura de hidrogen monohidrat există ca un lichid peste -15 ° C, conținând 67% $ \ ce {HCl} $ în greutate. Nu ' nu am cifra densității, așa că pot ' să calculez molaritatea, dar probabil ar fi peste 20 M.
• da, există informații despre densitate aici pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01938a001 ar fi aproximativ 1,27

Răspunsul lui Molx este foarte bun. Totuși, modul în care l-am învățat a fost puțin diferit și poate face mai mult sens pentru unii oameni. În loc să folosim 444g de HCl, ceea ce este perfect, putem presupune că avem un eșantion de 100 g, la fel ca în calculele formulei empirice, pentru ca fiecare procent să fie din 100.

Pentru a începe, la fel cum a menționat Molx, solubilitatea maximă la temperatura camerei a HCl este de 37% din masă. Din aceasta putem presupune 100 g de soluție de HCI. Din această ipoteză știm că 37% (masa în HCI ) din 100 g de soluție de HCI este de 37,0 grame. Restul trebuie să fie apă, deoarece HCI este un gaz la temperatura camerei care este dizolvat ed în apă pentru a forma acid clorhidric.

În cele din urmă, pentru a găsi molaritatea maximă a HCl în apă, trebuie să folosim ecuația concentrației pentru molaritate, care este definită ca moli de solutul împărțit la litrii de soluție (M = moli de solut / litri de soluție).

Acum știm că avem 37,0 g de HCI, care este necesar pentru calculul molarității. Când înmulțiți 37,0 g HCI cu (1 mol HCI / 36,46 g HCl) ca factor de conversie, obținem 1,014 moli HCl.

Pentru a găsi litrii de soluție, ne putem folosi densitatea. Înmulțiți 100 g din soluția noastră de HCI cu factorul nostru de conversie a densității (1 mL / 1,19 g) pentru a obține 84 mL, apoi împărțiți la 1000 pentru a obține 0,084 L.

Când înlocuiți 1,014 mol HCI și 0,084 L în ecuația molarității, constatăm că molaritatea este în jur de 12,07 M HCl, care este cea mai mare concentrație de HCl pe care o putem obține la temperatura camerei.

Așa cum a spus Molx, „fumează” deoarece este atât de concentrat cu HCI. Ca atare, ar trebui tratat ca o aproximare așa cum a spus și Molx. Sper că și această versiune are sens.