Упражнение 193 Какие соединения называют аминами? Амины - органические соединения в состав молекул которых входит характеристическая группа атомов -NH2, которую называют аминогруппой.
Упражнение 194 Изобразите структурные формулы молекул бутан-1-амина и пентан-2-амина.
|
СН3—СН2—СН2—СН2—NН2 |
|
СН3—СН—СН2—СН2—CН3 | NН2 |
Упражнение 195 Охарактеризуйте строение молекулы метиламина. В молекуле метиламина, как и в молекуле аммиака, атом Нитрогена соединен с тремя другими атомами простой ковалентной связью. За счет трех неспаренных p-электронов атом Нитрогена образует общие электронные пары с двумя атомами Гидрогена и с одним атомом Карбона углеводородного остатка (СН3) и имеет еще одну "неподеленную" пару s-электронов. Общие электронные пары в молекуле смещаются к атому Нитрогена, как более электроотрицательному элементу, поэтому на атоме Нитрогена сосредотачивается отрицательный заряд, а на другой части молекулы - положительный. Итак, молекула метиламина полярная.
|
.. Nδ- Hδ+ ↗↑↖ ↙ Hδ+Hδ+ C ↗ ↖ Hδ+ Hδ+ |
Упражнение 196 Почему амины называют органическими основаниями?
Водные растворы аминов содержат в избытке гидроксид-анионы ОН- и имеют щелочную среду. Благодаря этому и способности образовывать соли с неорганическими кислотами их называют органическими основаниями.
Упражнение 197 Вычислите массовую долю Нитрогена в этиламине.
Дано: C2H5NH2
Найти: ω(N)-?
Решение
Mr(C2H5NH2)=2•Ar(C)+7•Ar(H)+Ar(N)=2•12+7•1+14=45
ω(N)=Ar(N)/Mr(C2H5NH2)=14:45=0,311, или 31,1%
Ответ: 31,1%
Упражнение 198 Найдите плотность (при н.у.) и относительную плотность метиламина по водороду.
Дано: CH3NH2
Найти: ρ(СH3NH2)-?, DН2(CH3NH2)-?
Решение
М(СH3NH2)=31 г/моль
ρ(СH3NH2)=M(CH3NH2):VM=31 г/моль:22,4 л/моль=1,3839 г/л
DH2(CH3NH2)=M(CH3NH2):M(H2)=31 г/моль : 2 г/моль=15,5
Ответ: ρ(СH3NH2)=1,3839 г/л, DH2(CH3NH2)=15,5
Упражнение 199 Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнения реакции метиламина с водным раствором нитратной кислоты. Примите во внимание, что продукт реакции растворяется в воде.
СН3NH2 + HNO3 → [CН3NH3]+NO3– - соль метиламонний нитрат
СН3NH2 + H+ + NO3- → CН3NH3+ + NO3–
СН3NH2 + H+ → CН3NH3+
Упражнение 200 Массовая доля Нитрогена в образце технического метиламина равна 40%. Вычислите массовую долю примесей в веществе.
Дано: ω(N)=40%
Найти: ω(прим.)-?
Решение
1. По формуле вычисления массовой доли элемента в соединении находим относительную молекулярную массу технического метиламина (с примесями):
Mr(CH3NH2 с прим.)=(Ar(N):ω(N))•100%=(14:40%)•100%=35
2. Рассчитываем относительную молекулярную массу чистого метиламина:
Mr(CH3NH2)=Ar(C)+5•Ar(H)+Ar(N)=12+5•1+14=31
3. Определяем относительную молекулярную массу примесей:
Mr(прим.)=Mr(CH3NH2 с прим.)-Mr(CH3NH2)=35-31=4
4. Рассчитываем массовую долю примесей в техническом метиламине:
ω(прим.)=Mr(прим.):Mr(CH3NH2 с прим.)=4:35=0,114, или 11,4%
Ответ: 11,4%
Упражнение 201 Выведите химическую формулу насыщенного амина, если:
а) его пары тяжелее воздуха в 2,52 раза;
Дано: M(СnH2n+1NH2):M(воздуха)=2,52
Найти: СnH2n+1NH2-?
Решение
M(СnH2n+1NH2)=2,52•M(воздуха)=2,52•29 г/моль=73 г/моль
M(СnH2n+1NH2)=73
Mr(СnH2n+1NH2)=n•Ar(C)+(2n+3)•Ar(H)+Ar(N)=12n+2n+3+14=14n+17
14n+17=73, n=(73-17):14=4
Ответ: С4H9NH2
б) массовая доля Нитрогена в соединении равна 0,311.
Дано: ω(N)=0,311
Найти: СnH2n+1NH2-?
Решение
Mr(СnH2n+1NH2)=Ar(N):ω(N)=14:0,311=45
Mr(СnH2n+1NH2)=n•Ar(C)+(2n+3)•Ar(H)+Ar(N)=12n+2n+3+14=14n+17
14n+17=45, n=(45-17):14=2
Ответ: С2H5NH2
Упражнение 202 При сгорании амина, молекула которого содержала одну аминогруппу, образовались водяной пар и 0,3 моль газов. После конденсации водяного пара и пропускания остальных продуктов реакции в избыток раствора щелочи осталось 0,1 моль газа. Найдите формулу амина.
Дано: n(газов)=0,3 моль, осталось n(газов)=0,1 моль
Найти: CxHyN -?
Решение
Составляем уравнение реакции сгорания амина:
CxHyN + O2 → CO2↑ + N2↑ + H2O (1)
Продукт сгорания амина — углекислий газ, азот и водяной пар, а по условию задачи образовалось 0,3 моль газов, поэтому:
n(CO2+N2)=0,3 моль
С продуктов реакции (CO2 і N2) со щелочью реагирует только углекислий газ.
Составляем уравнение реакции:
2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O (2)
По условию задачи осталось 0,1 моль газа, поэтому этим газом является азот, то есть, n(N2)=0,1 моль
Определяем количество вещества углекислого газа:
n(CO2)=n(CO2+N2)-n(N2)=0,3 моль-0,1 моль=0,2 моль
Подставив в уравнение (1) в качестве коэффициентов найдены количества вещества, получим:
CxHyN + O2 → 0,2CO2↑ + 0,1N2↑ + H2O или
CxHyN + O2 → 2CO2↑ + 1N2↑ + H2O
По закону сохранения массы вещеста уравняем число атомов Нитрогена до и после реакции:
2CxHyN + O2 → 2CO2↑ + N2↑ + H2O
Рассчитываем число атомов Карбона в формуле амина:
2х=2, отсюда х=2:2=1, итак, формула амина СH3NH2
Ответ: СH3NH2