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为什么盐酸的最大浓度只有 37%? | 知乎精选

 pgl147258 2014-09-12

【段昊的回答(23票)】:

HCl在水中的饱和溶液就这么大。

-------------------2013年5月22日---------------------

我是来承认错误的,随手一答的一句话,居然这没多人补充,感谢@金晨羽@Ruki 。也谢谢@范光谱的另一个视角。上面这句话其实不严谨.......

大概答非所问,只求填坑。

评论里面还提到了汽油,硫酸和硝酸,坑一起填~~~

懒得看可以直接跳转到最后一段~~~~

溶解及程度:

两种液体能不能互溶从微观的角度讲就是A-B之间的作用力与A-A,B-B这两种作用力的关系。差距越大溶解度就越低,可以参考这里@金晨羽A在B中溶解度是a, 能否求得B在A中的溶解度?的回答。汽油是烷烃的混合物,烷烃是非极性分子,水是极性分子。硫酸是极性分子,而且结构上有一定的相似性,比如都有 -O-H 这样的基团。根据相似相溶的道理(为什么相似相溶,百度百科相似相溶_百度百科讲的很详细了),硫酸的溶解于水的能力要远远的强于汽油了。

溶解和电离:

水溶液中,简单理解为电离是溶解的下一步。电离时先把分子拆开变成离子,然后和水分子作用生成水合离子。前一步吸热,后一步放热。这是物质溶于水有的吸热有的放热的原因。放热的物质也具有更强的吸湿性(硫酸,NaOH)。

气夜固相的平衡:

对于固体溶解一般考虑固液平衡,气体或者液体的互溶考虑气液平衡。对盐酸来说,考虑水和水蒸气的平衡,水中溶解的HCl和气体HCl的平衡;硫酸和硝酸同样。这样就体现出差别了,硫酸的挥发性最差,气象分压相同时溶液中的浓度就最高了,然后硝酸次之,盐酸最差。

为什么常用的浓硫酸是98%:

其实更准确的浓度是98.3%。

这玩意的最大浓度可以超过100%,叫做发烟硫酸,硫酸里面溶解了三氧化硫(发烟硫酸_百度百科)。比如商品化的发烟硫酸105硫酸(硫酸-104.5% 发烟硫酸 105%发烟硫酸(买家须持证购买!仅供内销)

当然,也有纯的100%硫酸,但是工业上生产时是在高温下生产的。纯的硫酸沸点290°C,高温下不如338°C沸点的共沸物(共沸混合物)稳定(硫酸_百度百科)。

常用的98.3%的浓硫酸其实是这个共沸物的浓度。

为什么硝酸是68-69%:

硝酸也有纯的,纯硝酸为无色液体,沸点83℃,在-42℃时凝结为无色晶体(硝酸)。

我们常用的和硫酸类似,也是和水的共沸物,浓度69.2%,沸点121.6°C。

这货也有发烟版的,是溶有NO2的浓硝酸,浓度在86%~97.5%(发烟硝酸_百度百科)。没有发烟硫酸那么吓人。

盐酸为什么是37%:

说实在的我真没找到。看样子一时半会填不上了~~~~

但是37%的盐酸粗略(真的是粗略的估算)算大概是1体积水溶解了400体积左右的HCL,没有达到常温常压下500:1的溶解度。所以有更浓的。

它也有和水的共沸物,110 °C,20.2%。水溶液最高浓度是43.4%。氯化氢_百度百科

如果把温度降下来看固态,还有更“浓”的。看图:

这些东西分别是HCl·H2O (68% HCl), HCl·2H2O (51% HCl), HCl·3H2O (41% HCl), HCl·6H2O (25% HCl), H2O(0% HCl)。Hydrochloric acid

到这里,题主的问题其实是不对的,常态下盐酸的最大浓度不是37%,有更浓的。

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再改一下,这次中文维基给力了,这里有另一个相图(盐酸):

可以看出43.4%的盐酸要接近0°C才会有。37%的浓盐酸大约是40°C的饱和溶液。

【孙凯乐的回答(3票)】:

这是由普通环境中HCL的溶解度决定的,是需要条件的(一个大气压,室温)。改变这些条件是可以做出更浓的盐酸的,气压,水温改变都能改变溶解度 ,气体一般是水温越低溶解度更高,气压越大溶解度更高。

【李绍唐的回答(4票)】:

没有温度和压力谈溶解度就是耍流氓

【LMSummer的回答(1票)】:

应该和浓盐酸易挥发还有HCl的饱和度有关吧

【闫延的回答(1票)】:

溶解度问题

【车祥的回答(2票)】:

房子太挤HCl分子们就呆不下去了。房子挤到这个程度他们就提着行李搬家,像一片云彩轻轻地飘走了(这云彩闻不得……)

【Kalok的回答(0票)】:

HCl就只能溶解到这个程度

【喵酱的回答(0票)】:

HCL在常温下是气体,如果要在水中溶解,它在一定程度上就会饱和,而这个呈饱和状态时,这个浓度就是37%

【范光谱的回答(0票)】:

首先同意李绍唐观点,你可以发现一个很有趣的数据,特别是工业用的浓硫酸,浓盐酸,浓硝酸。它们的质量分数和它的相对分子质量相同,这个是为了适应工业生产约定俗成的细节,比如配制1mol/l的稀硫酸,直接用天平称取100g加入到1L蒸馏水里就可以了,比用体积,算密度更快捷。工业上配置稀溶液都是用地磅称,误差要求远远不如实验室。故而使用此浓度,整取整存方便快捷。浓盐酸浓硝酸亦然。在一定条件下,并不是做不到发烟硫酸发烟硝酸发烟盐酸。归根结底,一切都是为了方便工业大生产

原文地址:知乎

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