Номер 1, страница 132 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

4.1. Назовите общие химические свойства аммиака и метиламина. Запишите соответствующие уравнения реакций.

Решение

Аммиак ($NH_3$) и метиламин ($CH_3NH_2$) являются основаниями, что обусловлено наличием у атома азота неподеленной электронной пары. Эта электронная пара способна присоединять протон ($H^+$), что определяет их общие химические свойства. Метиламин является более сильным основанием, чем аммиак, из-за положительного индуктивного эффекта метильной группы ($CH_3$), которая увеличивает электронную плотность на атоме азота и делает электронную пару более доступной.

1. Взаимодействие с водой (основные свойства)

И аммиак, и метиламин обратимо реагируют с водой, образуя слабые основания. В ходе реакции они принимают протон от молекулы воды, что приводит к появлению в растворе гидроксид-ионов ($OH^-$) и создает щелочную среду, которую можно обнаружить с помощью индикаторов (например, фенолфталеин станет малиновым).

Уравнение реакции для аммиака:

$$NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$$

Уравнение реакции для метиламина:

$$CH_3NH_2 + H_2O \rightleftharpoons [CH_3NH_3]^+ + OH^-$$

2. Взаимодействие с кислотами

Как основания, аммиак и метиламин вступают в реакции нейтрализации с кислотами, образуя соли аммония и метиламмония соответственно. Реакция протекает по донорно-акцепторному механизму.

Уравнения реакций с соляной кислотой ($HCl$):

$$NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl \quad \text{(хлорид аммония)}$$

$$CH_3NH_2 + HCl \rightarrow [CH_3NH_3]Cl \quad \text{(хлорид метиламмония)}$$

Уравнения реакций с серной кислотой ($H_2SO_4$):

$$2NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4 \quad \text{(сульфат аммония)}$$

$$2CH_3NH_2 + H_2SO_4 \rightarrow [CH_3NH_3]_2SO_4 \quad \text{(сульфат метиламмония)}$$

3. Горение (окисление кислородом)

Оба вещества горючи и могут окисляться кислородом воздуха при поджигании. Продукты полного сгорания — это азот, вода и, в случае метиламина, углекислый газ.

Уравнение горения аммиака (без катализатора):

$$4NH_3 + 3O_2 \xrightarrow{t} 2N_2 + 6H_2O$$

Уравнение горения метиламина:

$$4CH_3NH_2 + 9O_2 \xrightarrow{t} 4CO_2 + 10H_2O + 2N_2$$

Ответ:

Общими химическими свойствами аммиака и метиламина являются: 1) проявление основных свойств — взаимодействие с водой и кислотами с образованием солей; 2) способность к горению (окислению кислородом). Соответствующие уравнения реакций приведены выше.