Дано:
- Мольное соотношение амина и аминокислоты: 1 : 2
- Масса смеси: 5,38 г
- Масса смеси солей после реакции: 7,57 г
Найти:
1. Формулу аминокислоты.
Решение:
1. Обозначим массу первичного амина как m_амин и массу аминокислоты как m_амк:
m_амин + m_амк = 5,38 г
2. Поскольку мольное соотношение амина и аминокислоты равно 1:2, то можно записать:
m_амк = 2 * m_амин
3. Подставим это выражение в уравнение для массы:
m_амин + 2*m_амин = 5,38 г
3*m_амин = 5,38 г
m_амин = 5,38 г / 3 = 1,7933 г (округляем до 4 знаков)
4. Теперь найдем массу аминокислоты:
m_амк = 2 * m_амин = 2 * 1,7933 г = 3,5866 г (округляем до 4 знаков)
5. Следовательно, масса амина составляет примерно 1,79 г, а масса аминокислоты - примерно 3,59 г.
6. Составим уравнение на основе реакции с соляной кислотой:
В результате взаимодействия 1 моль амина и 2 моля аминокислоты образуются 3 моля солей. При этом 7,57 г смеси солей состоит из аминного и аминокислотного солей.
7. Найдем изменение массы при реакции:
Изменение массы = масса смеси солей - масса смеси = 7,57 г - 5,38 г = 2,19 г (это масса HCl, которая не была использована).
8. Определим молекулярные массы:
Обозначим молекулярную массу амина как M_амин и аминокислоты как M_амк:
M_амин + 2 * M_амк = M_H2O + M_NaCl
9. Зная, что количество вещества аминокислоты в реакции:
n_амк = m_амк / M_амк,
n_амин = m_амин / M_амин.
10. Нам известно, что M_амин = M_амк (число атомов углерода одинаково), значит:
M_амк = 2*M_амин и подставляем в массу.
11. Для нахождения формулы аминокислоты нужно рассмотреть возможные варианты природных аминокислот, где C_nH_mN_O.
12. Наиболее распространенной природной аминокислотой с соответствующим количеством углерода и Н в близком соотношении может быть валин (C5H11NO2) или лейцин (C6H13NO2). Но так как у нас смесь с мольным соотношением 1:2, это может также указывать на то, что только одна аминокислота участвует в реакции.
Ответ:
Формула аминокислоты: C3H7NO2 (аланин).