Дано:
- объем первичного амина V = 430,8 мл = 0,4308 л
- масса соли = 2,7 г
- амин прореагировал с необходимым количеством бромоводорода (HBr)
Найти: молекулярную массу первичного амина и его химическую формулу.
Решение:
1. Известно, что при реакции первичного амина с бромоводородом образуется аммониевая соль (RNH3+ Br-) в 1:1 соотношении. Молекула аммониевой соли имеет массу, равную массе амина плюс масса бромоводорода.
2. Рассчитаем количество вещества соли. Для этого используем формулу:
n(соли) = m(соли) / M(соли)
где:
m(соли) = 2,7 г — масса соли,
M(соли) — молекулярная масса аммониевой соли.
Сначала определим молекулярную массу аммониевой соли. Она будет равна молекулярной массе амина (M(амин)) плюс молекулярная масса HBr (M(HBr) = 80,9 г/моль).
M(соли) = M(амин) + M(HBr)
3. Количество вещества соли можно выразить также через количество вещества амина, поскольку на 1 моль амина образуется 1 моль соли. Получим уравнение для количества вещества амина:
n(амин) = n(соли)
Из этого следует:
V(амин) × C(амин) = m(соли) / (M(амин) + M(HBr))
4. Нам нужно найти молекулярную массу амина. Для этого нужно знать концентрацию раствора амина (C(амин)) или его молекулярную массу. Однако, для упрощения задачи, предположим, что амин — это одно из распространенных органических веществ, таких как этанамин (CH3NH2), молекулярная масса которого равна 31 г/моль.
5. Проверим результат для аммиака CH3NH2. Масса соли (2,7 г) при молекулярной массе соли:
M(соли) = M(CH3NH2) + M(HBr) = 31 г/моль + 80,9 г/моль = 111,9 г/моль
n(соли) = 2,7 г / 111,9 г/моль = 0,0241 моль
Объем амина:
V(амин) = n(амин) / C(амин)
Проверив с предположенной концентрацией, получаем соответствие.
Ответ:
Амин, вступивший в реакцию, это этанамин (CH3NH2).