Плотность и концентрация растворов соляной кислоты (15°С)
| Плотность г/см3 | Содержание HCl | |
|---|---|---|
| % | г/л | |
| 1,000 | 0,16 | 1,6 |
| 1,005 | 1,15 | 12 |
| 1,010 | 2,14 | 22 |
| 1,015 | 3,12 | 32 |
| 1,020 | 4,13 | 42 |
| 1,025 | 5,15 | 53 |
| 1,030 | 6,15 | 63 |
| 1,035 | 7,15 | 74 |
| 1,040 | 8,16 | 85 |
| 1,045 | 9,16 | 96 |
| 1,050 | 10,17 | 107 |
| 1,055 | 11,18 | 118 |
| 1,060 | 12,19 | 129 |
| 1,065 | 13,19 | 140 |
| 1,070 | 14,17 | 152 |
| 1,075 | 15,16 | 163 |
| 1,080 | 16,15 | 174 |
| 1,085 | 17,13 | 186 |
| 1,090 | 18,11 | 197 |
| 1,095 | 19,06 | 209 |
| 1,100 | 20,01 | 220 |
| 1,105 | 20,97 | 232 |
| 1,110 | 21,92 | 243 |
| 1,115 | 22,86 | 255 |
| 1,120 | 23,82 | 267 |
| 1,125 | 24,78 | 279 |
| 1,130 | 25,75 | 291 |
| 1,135 | 26,70 | 302 |
| 1,140 | 27,66 | 315 |
| 1,142 | 28,14 | 321 |
| 1,145 | 28,61 | 328 |
| 1,150 | 29,57 | 340 |
| 1,152 | 29,95 | 345 |
| 1,155 | 30,55 | 353 |
| 1,160 | 31,52 | 366 |
| 1,163 | 32,10 | 373 |
| 1,165 | 32,49 | 379 |
| 1,170 | 33,46 | 391 |
| 1,171 | 33,65 | 394 |
| 1,175 | 34,42 | 404 |
| 1,180 | 35,39 | 418 |
| 1,185 | 36,31 | 430 |
| 1,190 | 37,23 | 443 |
| 1,195 | 38,16 | 456 |
| 1,200 | 39,11 | 469 |
Опыт 1. Определение плотности соляной кислоты.
Отбор кислоты удобно и безопасно осуществлять в полипропиленовый шприц со шкалой 20 мл плавным перемещением поршня до упора.
Объем V соответствует полному заполнению шприца. Для определения этого объема положите сухой шприц на чашу весов и обнулите вес тары (или запишите значение массы пустого шприца). Заполните весь объем шприца дистиллированной водой, не допуская попадания пузырьков воздуха, тщательно вытрите поверхность шприца и произведите его повторное взвешивание.
Принимая значение плотности воды ρв = 0,998 г/см3 (при 20 °C), определите объем шприца
V = mв / 0,998, где mв – масса воды (г).
Затем полностью заполните шприц имеющимся раствором кислоты, измерьте массу раствора и рассчитайте плотность кислоты по приведенной выше формуле. Если полученное значение плотности меньше 1,174 г/см3, концентрированная кислота не соответствует требованиям ГОСТ 3118-78, либо разбавлена водой.
Пример.
Кислота отобрана в шприц, полный объем которого V = 24,6 см3. Масса кислоты, измеренная на электронных весах, m = 29,175 г.
Следовательно, расчетное значение плотности ρ = 29,175 / 24,6 = 1,186 г/см3.
Опыт 2. Определение концентрации водных растворов соляной кислоты.
Концентрация растворов соляной кислоты может выражаться в виде процентного содержания HCL в массе раствора, в виде объемного соотношения долей концентрированной кислоты и воды в растворе, а также в виде количества молей вещества в литре раствора.
Концентрация раствора определяется по плотности с помощью значений, приведенных в справочных таблицах.
Пример.
Масса раствора соляной кислоты объемом 24,6 см3 равна 26,2 г. Необходимо определить, в каком объемном соотношении концентрированная кислота смешана с водой, исходную концентрацию, а также весовую и молярную концентрацию (нормальность) раствора.
По расчетному значению плотности раствора ρ = 26,2/24,6 = 1,065 г/см3 определите с помощью
таблицы 3 объемные доли HCL и воды (1:2) и исходную концентрацию кислоты, из которой был приготовлен раствор (36,5% вес.).
Затем, используя таблицу 4, найдите для раствора плотностью 1,065 г/см3 интерполированием значений молярную концентрацию:
3,881 + (4,004 – 3,881)·(36,5 – 36,0) = 3,942 моль/л
Затем по
таблице 5 определите весовую концентрацию раствора:
13,30 + (13,69 – 13,30)·(36,5 – 36,0) = 13,49 % вес.
Опыт 3. Приготовление водных растворов соляной кислоты в заданном объемном соотношении.
Для приготовления растворов необходимо использовать соляную кислоту по ГОСТ 3118-78 с весовой концентрацией от 35 до 38 % вес. (таблица 1).
Если концентрация кислоты не известна, определите ее по плотности.
Приготовление раствора нужно осуществлять добавлением объема концентрированной кислоты в заданный объем дистиллированной воды, соблюдая требования техники безопасности. Используйте для приготовления раствора соответствующую емкость. Работайте под вытяжкой.
Пример.
Для приготовления 500 мл раствора в объемном соотношении 1:4 необходимо 100 мл концентрированной кислоты аккуратно влить в 400 мл дистиллированной воды, тщательно перемешать и перелить раствор в емкость из темного стекла с герметичной крышкой.
m = ρ * V
Откуда, ρ = m / V
Масса указан в граммах, объем – в миллилитрах. Поэтому величины в другие единицы переводить не нужно.
ρ = 560 / 500 = 1,12 г/мл
Ответ: ρ (соляной к-ты) = 1,12 г/мл
1. Что показывает массовая доля вещества в растворе?
2. Как можно приготовить раствор с заданной массовой долей растворенного вещества? Приведите пример.
3. Чем отличаются понятия «насыщенный раствор» и «концентрированный раствор»?
4. В 513 г дистиллированной воды растворили 27 г соли. Вычислите массовую долю (в процентах) растворенного вещества в полученном растворе.
5. При выпаривании 25 г раствора получили 0,25 г соли. Определите массовую долю растворенного вещества и выразите ее в процентах.
6. Дано 500 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 0,2. Вычислите массу вещества, которое получается при выпаривании этого раствора.
7. К 200 г раствора, массовая доля вещества в котором 0.3, добавили 100 г воды. Вычислите массовую долю растворенного вещества в полученном растворе.
8. Рассчитайте массу 5,5 л раствора серной кислоты, если плотность такого раствора при 20° C равна 1,06 г/мл.
Тестовые задания.
Соляная кислота HCl известна давно и впервые была получена реакцией между обыкновенной пищевой солью NaCl и серной кислотой H2SO4, отсюда и ее название вышло и в дальнейшем она стала широко применяться в химической промышленности и бытовых целях. Это сильная кислота и при большой концентрации, 40 процентов и выше начинает выделять хлороводород, что внешне выглядит в виде дыма и говорят, что кислота дымящая.
Соляная кислота любой плотности является высыхающей и это ее свойство, в отличии от серной сделало ее очень полезной и пригодной для применения в домашних условиях. Ее успешно применяют для чистки сантехники (керамика, фаянс), пайки металлов, удаления накипи и других целей. HCl нельзя применять для чистки эмалированных ванн и посуды, по той причине, что она разъедает эмаль. Кроме того концентрированная солянка используется для получения царской водки и пользуется популярностью у афинажников.
Купить ее раньше было очень просто цена была низкая, она свободно продавалась в хозяйственных магазинов и любая хозяйка разбавив литр соляной кислоты могла получить около 5 литров средства для чистки санузла и решения других задач с минимальными финансовыми затратами. Но некоторым это не нравилось и как итог всего появился закон запрещающий продавать хлороводородную кислоту в розничной торговле и под видом разного рода удобных средств началась выкачка денег из населения. На самом деле больше половины средств ухода за сантехникой имеет в своем составе соляную кислоту в низкой концентрации и всякие загустители, ароматизаторы и красители.
Но есть люди, которые научились получать соляную кислоту своими руками в домашних условиях. Честь им и хвала. Многие из них для определения плотности и концентрации пользуются ареометром, другие обходятся взвешиванием. Но для нормальной работы им нужно знать точную плотность кислоты, сколько грамм кислоты содержится в водном растворе при определенном весе, сколько грамм находится в одном литре при определенной концентрации и другие сведения.
И сегодня по просьбе одного моего подписчика с ютуб канала — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ я выкладываю фотографии с таблицами плотности водных растворов соляной кислоты.