Номер 12, страница 188 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 27. Неорганические и органические основания в свете теории электролитической диссоциации и протолитической теории - номер 12, страница 188.

Условие.

12. Рассчитайте массу хлорида метиламмония, необходимого для получения 30 л метиламина (н. у.), если выход газа составляет 80 % от теоретически возможного.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V_{практ.}(CH_3NH_2) = 30$ л

$\eta = 80\% = 0.8$

$V_m = 22.4$ л/моль (молярный объем газа при н. у.)

Найти:

$m([CH_3NH_3]Cl) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции получения метиламина из хлорида метиламмония при взаимодействии с сильным основанием, например, с гидроксидом натрия (NaOH):

$[CH_3NH_3]Cl + NaOH \rightarrow CH_3NH_2\uparrow + NaCl + H_2O$

Из уравнения реакции следует, что количество вещества хлорида метиламмония и метиламина находятся в соотношении 1:1.

$n([CH_3NH_3]Cl) = n(CH_3NH_2)$

2. Поскольку выход продукта составляет 80%, то практический объем метиламина (30 л) — это 80% от теоретически возможного объема. Найдем теоретический объем метиламина ($V_{теор.}$), который получился бы при 100% выходе.

$\eta = \frac{V_{практ.}}{V_{теор.}}$

$V_{теор.}(CH_3NH_2) = \frac{V_{практ.}(CH_3NH_2)}{\eta} = \frac{30 \text{ л}}{0.8} = 37.5$ л

3. Рассчитаем теоретическое количество вещества (моль) метиламина, используя молярный объем газа при нормальных условиях ($V_m = 22.4$ л/моль).

$n_{теор.}(CH_3NH_2) = \frac{V_{теор.}(CH_3NH_2)}{V_m} = \frac{37.5 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 1.674$ моль

4. Согласно стехиометрии реакции, количество вещества хлорида метиламмония, необходимое для получения 1.674 моль метиламина, также равно 1.674 моль.

$n([CH_3NH_3]Cl) = n_{теор.}(CH_3NH_2) \approx 1.674$ моль

5. Вычислим молярную массу хлорида метиламмония $[CH_3NH_3]Cl$ (или $CH_6NCl$).

$M([CH_3NH_3]Cl) = M(C) + 6 \cdot M(H) + M(N) + M(Cl) = 12 + 6 \cdot 1 + 14 + 35.5 = 67.5$ г/моль

6. Теперь можем рассчитать массу хлорида метиламмония, которая потребуется для реакции.

$m([CH_3NH_3]Cl) = n([CH_3NH_3]Cl) \cdot M([CH_3NH_3]Cl) = 1.674 \text{ моль} \cdot 67.5 \text{ г/моль} \approx 113$ г

Ответ: для получения 30 л метиламина потребуется 113 г хлорида метиламмония.