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為什麼鹽酸的最大濃度只有 37%?


HCl在水中的飽和溶液就這麼大。

-------------------2013年5月22日---------------------
我是來承認錯誤的,隨手一答的一句話,居然這沒多人補充,感謝@金晨羽 ,@Ruki 。也謝謝@范光譜的另一個視角。上面這句話其實不嚴謹.......
大概答非所問,只求填坑。
評論裡面還提到了汽油,硫酸和硝酸,坑一起填~~~
懶得看可以直接跳轉到最後一段~~~~

溶解及程度:
兩種液體能不能互溶從微觀的角度講就是A-B之間的作用力與A-A,B-B這兩種作用力的關係。差距越大溶解度就越低,可以參考這裡@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。汽油是烷烴的混合物,烷烴是非極性分子,水是極性分子。硫酸是極性分子,而且結構上有一定的相似性,比如都有 -O-H 這樣的基團。根據相似相溶的道理(為什麼相似相溶,百度百科相似相溶_百度百科講的很詳細了),硫酸的溶解於水的能力要遠遠的強於汽油了。

溶解和電離:
水溶液中,簡單理解為電離是溶解的下一步。電離時先把分子拆開變成離子,然後和水分子作用生成水合離子。前一步吸熱,後一步放熱。這是物質溶於水有的吸熱有的放熱的原因。放熱的物質也具有更強的吸濕性(硫酸,NaOH)。

氣夜固相的平衡:
對於固體溶解一般考慮固液平衡,氣體或者液體的互溶考慮氣液平衡。對鹽酸來說,考慮水和水蒸氣的平衡,水中溶解的HCl和氣體HCl的平衡;硫酸和硝酸同樣。這樣就體現出差別了,硫酸的揮發性最差,氣象分壓相同時溶液中的濃度就最高了,然後硝酸次之,鹽酸最差。

為什麼常用的濃硫酸是98%:
其實更準確的濃度是98.3%。
這玩意的最大濃度可以超過100%,叫做發煙硫酸,硫酸裡面溶解了三氧化硫(發煙硫酸_百度百科)。比如商品化的發煙硫酸105硫酸(硫酸-104.5% 發煙硫酸 105%發煙硫酸(買家須持證購買!僅供內銷)。
當然,也有純的100%硫酸,但是工業上生產時是在高溫下生產的。純的硫酸沸點290°C,高溫下不如338°C沸點的共沸物(共沸混合物)穩定(硫酸_百度百科)。
常用的98.3%的濃硫酸其實是這個共沸物的濃度。

為什麼硝酸是68-69%:
硝酸也有純的,純硝酸為無色液體,沸點83℃,在-42℃時凝結為無色晶體(硝酸)。
我們常用的和硫酸類似,也是和水的共沸物,濃度69.2%,沸點121.6°C。
這貨也有發煙版的,是溶有NO2的濃硝酸,濃度在86%~97.5%(發煙硝酸_百度百科)。沒有發煙硫酸那麼嚇人。

鹽酸為什麼是37%:
說實在的我真沒找到。看樣子一時半會填不上了~~~~
但是37%的鹽酸粗略(真的是粗略的估算)算大概是1體積水溶解了400體積左右的HCL,沒有達到常溫常壓下500:1的溶解度。所以有更濃的。
它也有和水的共沸物,110 °C,20.2%。水溶液最高濃度是43.4%。氯化氫_百度百科
如果把溫度降下來看固態,還有更「濃」的。看圖:

這些東西分別是HCl·H2O (68% HCl), HCl·2H2O (51% HCl), HCl·3H2O (41% HCl), HCl·6H2O (25% HCl), H2O(0% HCl)。Hydrochloric acid
到這裡,題主的問題其實是不對的,常態下鹽酸的最大濃度不是37%,有更濃的。

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再改一下,這次中文維基給力了,這裡有另一個相圖(鹽酸):

可以看出43.4%的鹽酸要接近0°C才會有。37%的濃鹽酸大約是40°C的飽和溶液。


沒有溫度和壓力談溶解度就是耍流氓


首先同意李紹唐觀點,你可以發現一個很有趣的數據,特別是工業用的濃硫酸,濃鹽酸,濃硝酸。它們的質量分數和它的相對分子質量相同,這個是為了適應工業生產約定俗成的細節,比如配製1mol/l的稀硫酸,直接用天平稱取100g加入到1L蒸餾水裡就可以了,比用體積,算密度更快捷。工業上配置稀溶液都是用地磅稱,誤差要求遠遠不如實驗室。故而使用此濃度,整取整存方便快捷。濃鹽酸濃硝酸亦然。在一定條件下,並不是做不到發煙硫酸發煙硝酸發煙鹽酸。歸根結底,一切都是為了方便工業大生產


溶解度問題


應該和濃鹽酸易揮發還有HCl的飽和度有關吧


早上發錯地方了

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段昊童鞋說的很詳細了,有一點個人臆斷,提一下,歡迎拍磚訂正。
鹽酸、硫酸、硝酸是不同的。
硫酸比較穩定,沸點高,常態下為液態,可以純到100%不是問題,能夠純到105%是特色;
硝酸雖然也可以純到100%,但容易光解、熱解以及各種解,不穩定,水溶電離後相對穩定,所以硝酸一般69%流轉和使用;
重點來了:鹽酸並不是HCl,HCl本身也不叫鹽酸,就叫氯化氫,只有水溶後的HCl溶液才叫鹽酸,所以所謂最高濃度鹽酸,是當前狀態下的HCl飽和溶液,隨溫度改變(當然壓力也有少許影響)而改變,常態下大約37%。
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臆斷中的臆斷:之所以純的HCl不叫鹽酸,是因為液態HCl很難製備存儲,並且即使低溫高壓到了液態,也因為環境嚴重抑制了自耦電離,有沒有酸性還未知呢,個人不負責任的猜測為表現不出酸性。


我很好奇,為什麼鹽酸啊,硫酸啊之類的水溶液最大濃度和他們的份子質量是一樣的???


常溫下是這樣,你稍微降降溫,就會大一點


HCL在常溫下是氣體,如果要在水中溶解,它在一定程度上就會飽和,而這個呈飽和狀態時,這個濃度就是37%


HCl就只能溶解到這個程度


太濃了的話氯化氫會飄走吧o(╯□╰)o


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