Сколько хлороводорода (при нормальных условиях) может взаимодействовать с 14,75 г смеси, содержащей триметиламин

Кедр_4757

51

Для решения данной задачи, нам необходимо воспользоваться стехиометрией и весовыми соотношениями в реакции между хлороводородом (HCl) и аминами: триметиламином (N(CH3)3), пропиламином (C2H5NH2) и метилэтиламином (CH3NHCH2CH3).

Сначала определим молярные массы каждого вещества:
Молярная масса HCl = 1,0079 г/моль
Молярная масса N(CH3)3 = 59,11 г/моль
Молярная масса C2H5NH2 = 45,08 г/моль
Молярная масса CH3NHCH2CH3 = 59,11 г/моль

Далее, используя пропорцию, определим количество молей HCl, необходимых для реакции с данным количеством смеси. Для этого разделим массу смеси на массу одной моли смеси:
\[
n_{\text{смеси}} = \frac{{m_{\text{смеси}}}}{{M_{\text{смеси}}}}
\]

Аналогично, найдем количество молей каждого из аминов в смеси:
\[
n_{\text{триметиламин}} = \frac{{m_{\text{триметиламин}}}}{{M_{\text{триметиламин}}}}
\]
\[
n_{\text{пропиламин}} = \frac{{m_{\text{пропиламин}}}}{{M_{\text{пропиламин}}}}
\]
\[
n_{\text{метилэтиламин}} = \frac{{m_{\text{метилэтиламин}}}}{{M_{\text{метилэтиламин}}}}
\]

Теперь проанализируем соотношение между HCl и каждым из аминов. Из уравнения реакции между HCl и аминами следует, что каждая молекула HCl реагирует с одной молекулой амина, образуя аммонийную соль:

HCl + R-NH2 → R-NH3+Cl-

Таким образом, стехиометрическое соотношение между HCl и каждым из аминов составляет 1:1.

Используя полученные значения количества молей аминов, сравним их с количеством молей HCl:
\[
n_{\text{HCl}} = \min(n_{\text{триметиламин}}, n_{\text{пропиламин}}, n_{\text{метилэтиламин}})
\]

Таким образом, максимальное количество хлороводорода, которое может взаимодействовать с данной смесью аминов, будет равно количеству молей HCl.

А теперь проведем вычисления:

Дано:
\[
m_{\text{смеси}} = 14,75\ г
\]
\[
M_{\text{триметиламин}} = 59,11\ г/моль
\]
\[
M_{\text{пропиламин}} = 45,08\ г/моль
\]
\[
M_{\text{метилэтиламин}} = 59,11\ г/моль
\]

Вычисления:
\[
n_{\text{смеси}} = \frac{{m_{\text{смеси}}}}{{M_{\text{смеси}}}} = \frac{{14,75}}{{59,11 + 45,08 + 59,11}}\approx 0,0817\ моль
\]
\[
n_{\text{триметиламин}} = \frac{{m_{\text{триметиламин}}}}{{M_{\text{триметиламин}}}} = \frac{{14,75}}{{59,11}}\approx 0,2492\ моль
\]
\[
n_{\text{пропиламин}} = \frac{{m_{\text{пропиламин}}}}{{M_{\text{пропиламин}}}} = \frac{{14,75}}{{45,08}}\approx 0,3268\ моль
\]
\[
n_{\text{метилэтиламин}} = \frac{{m_{\text{метилэтиламин}}}}{{M_{\text{метилэтиламин}}}} = \frac{{14,75}}{{59,11}}\approx 0,2492\ моль
\]

Таким образом, на основании вычислений количества молей каждого амина в данной смеси, мы можем установить, что самое маленькое число молей получилось у метилэтиламина, а именно 0,2492 моль. Следовательно, максимальное количество хлороводорода, которое может вступить в реакцию с данной смесью аминов, составляет 0,2492 моль.