Дано:
- Объем раствора NaOH: V(NaOH) = 86,9 мл = 0,0869 л
- Массовая доля щелочи в растворе: w(NaOH) = 12%
- Плотность раствора NaOH: d = 1,151 г/мл
- Массовая доля гидрокарбоната натрия в конечном растворе: w(NaHCO3) = 7,72%
Найти:
- Объем сожженного метиламина (н. у.).
Решение:
1. Рассчитаем массу раствора NaOH:
m(раствора) = V(NaOH) * d = 86,9 мл * 1,151 г/мл = 100,00 г (округлено)
2. Рассчитаем массу NaOH в растворе:
m(NaOH) = w(NaOH) * m(раствора) = 0,12 * 100,00 г = 12,00 г
3. Определим количество молей NaOH:
Молярная масса NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 12,00 г / 40 г/моль = 0,3 моль
4. В результате реакции с метиламином CH3NH2 образуется гидрокарбонат натрия (NaHCO3):
CH3NH2 + CO2 + H2O -> NaHCO3 + NH3
5. По уравнению видно, что на 1 моль метиламина образуется 1 моль NaHCO3. Значит, количество молей метиламина равно количеству молей NaHCO3.
6. Теперь найдем массу гидрокарбоната натрия, которая содержится в растворе после реакции:
Масса конечного раствора (массой которого мы уже знаем) составит:
m(конечного раствора) = 100 г
7. Рассчитаем массу NaHCO3 в конечном растворе:
m(NaHCO3) = w(NaHCO3) * m(конечного раствора) = 0,0772 * 100,00 г = 7,72 г
8. Найдем количество молей NaHCO3:
Молярная масса NaHCO3 = 23 + 1 + 12 + 16 = 52 г/моль
n(NaHCO3) = m(NaHCO3) / M(NaHCO3) = 7,72 г / 52 г/моль ≈ 0,148 моль
9. Поскольку количество молей метиламина равно количеству молей NaHCO3, то n(CH3NH2) = 0,148 моль.
10. Определим объем метиламина при нормальных условиях:
Молярный объем газа при н. у. составляет 22,4 л/моль.
V(CH3NH2) = n(CH3NH2) * 22,4 л/моль = 0,148 моль * 22,4 л/моль ≈ 3,31 л
Ответ:
Объем сожженного метиламина составляет примерно 3,31 л.