Номер 134, страница 180 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

5.134. Рассчитайте массу соли, полученной при добавлении 10,68 г аланина к 50 мл соляной кислоты с концентрацией 3 моль/л.

Дано:

m(аланина) = 10,68 г

V(раствора HCl) = 50 мл

C(HCl) = 3 моль/л

m(соли) - ?

1. Составим уравнение реакции. Аланин ($CH_3-CH(NH_2)-COOH$) является аминокислотой и обладает амфотерными свойствами. В реакции с сильной кислотой, такой как соляная ($HCl$), он реагирует как основание за счет аминогруппы ($–NH_2$):

$H_2N-CH(CH_3)-COOH + HCl \rightarrow [H_3N^+-CH(CH_3)-COOH]Cl^-$

Продуктом реакции является соль — хлорид алания (или гидрохлорид аланина).

2. Рассчитаем молярные массы аланина и продукта реакции, используя относительные атомные массы: $A_r(H)=1, A_r(C)=12, A_r(N)=14, A_r(O)=16, A_r(Cl)=35,5$.

Молярная масса аланина ($C_3H_7NO_2$):

$M(C_3H_7NO_2) = 3 \cdot 12 + 7 \cdot 1 + 1 \cdot 14 + 2 \cdot 16 = 89$ г/моль.

Молярная масса хлорида алания ($C_3H_8NO_2Cl$):

$M(C_3H_8NO_2Cl) = M(C_3H_7NO_2) + M(HCl) = 89 + (1 + 35,5) = 125,5$ г/моль.

3. Вычислим количество вещества (в молях) исходных реагентов.

Количество вещества аланина:

$n(аланина) = \frac{m(аланина)}{M(аланина)} = \frac{10,68 \text{ г}}{89 \text{ г/моль}} = 0,12$ моль.

Количество вещества соляной кислоты:

$n(HCl) = C(HCl) \cdot V(раствора \ HCl) = 3 \text{ моль/л} \cdot 0,05 \text{ л} = 0,15$ моль.

4. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (лимитирующий реагент).

Согласно уравнению реакции, аланин и соляная кислота реагируют в мольном соотношении 1:1. В нашем случае $n(аланина) = 0,12$ моль, а $n(HCl) = 0,15$ моль. Так как количество моль аланина меньше, чем количество моль соляной кислоты ($0,12 < 0,15$), аланин является лимитирующим реагентом. Это означает, что он прореагирует полностью, а соляная кислота останется в избытке. Расчет массы продукта ведется по лимитирующему реагенту.

5. Рассчитаем массу образовавшейся соли.

Количество вещества образовавшейся соли равно количеству вещества лимитирующего реагента (аланина):

$n(соли) = n(аланина) = 0,12$ моль.

Масса соли рассчитывается по формуле:

$m(соли) = n(соли) \cdot M(соли) = 0,12 \text{ моль} \cdot 125,5 \text{ г/моль} = 15,06$ г.

Ответ: масса полученной соли составляет 15,06 г.