Химия

8 класс
Вопрос
Избыток смеси аммиака с равным количеством триметиламина растворили в 172 мл соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 0,12 и плотностью 1,061 г/мл. Полученный раствор осторожно упарили и получили 51 г сухого вещества. Определите массы веществ, содержащихся в сухом остатке, и количественно оцените соотношение основных свойств триметиламина и аммиака, считая, что при выпаривании не происходит смещения установившегося в растворе равновесия. Объясните полученный результат.
Ответ


Определяем количество вещества хлороводорода и записываем уравнения происходящих химических реакций:

$\nu (HCl) = \frac{V \rho \omega}{M} = \frac{172 \cdot 1,061 \cdot 0,12}{36,5} = 0,6 моль$.
$NH_{3} + HCl \rightarrow NH_{4}Cl$
$(CH_{3})_{3}N + HCl \rightarrow [(CH_{3})_{3}NH]Cl$

Поскольку смесь аммиака с триметиламином была в избытке, хлороводород прореагировал полностью и суммарное количество вещества солей равно количеству вещества исходного $HCl$, т.е. 0,6 моль. В полученном растворе содержатся также не прореагировавшие аммиак и триметиламин, и устанавливается следующее равновесие, положение которого определяется относительной основностью этих двух веществ. Чем сильнее основание, тем больше равновесие сдвинуто в сторону его соли.

$(CH_{3})_{3}N + NH_{4}Cl \leftrightarrow [(CH_{3})_{3}NH]Cl + NH_{3}$

При выпаривании испаряются вода, аммиак и триметиламин, а в сухом остатке содержатся только две соли. Обозначим количество вещества хлорида аммония за $x$ и количество вещества хлорида триметиламмония за $y$, тогда масса хлорида аммония равна $53,5x$ и масса хлорида триметиламмония равна $95,5y$. Составим систему уравнений и решим ее:

$\left . \begin{matrix} x + y = 0,6 \\ 53,5x + 95,5y = 51 \end{matrix} \right | \left . \begin{matrix} \cdot 95,5 & 95,5x + 95,5y = 57,3 \\ ~ & 53,5x + 95,5y = 51 \end{matrix} \right | \left . \begin{matrix} 42x = 6,3 \\ x = 0,15 \end{matrix} \right | \begin{matrix} y = 0,6 - 0,15 \\ y = 0,45 \end{matrix}$

Определяем массы солей в сухом остатке:

$m(NH_{4}Cl) = 53,5 \cdot 0,15 = 8,025 г. m \{ [(CH_{3})_{3}NH]Cl \} = 95,5 \cdot 0,45 = 42,975 г$.

Количество вещества хлорида триметиламмония в три раза больше количества вещества хлорида аммония, следовательно, триметиламин в три раза более сильное основание, чем аммиак, что объясняется увеличением электронной плотности на атоме азота триметиламина за счет смещения электронов от метильных групп.
Ответ: $m(NH_{4}Cl) = 8,025 г; m \{ [(CH_{3})_{3}NH]Cl \} = 42,975 г$; триметиламин в три раза более сильное основание, чем аммиак.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Лаборатория располагает 5 кг кристаллического медного купороса, содержащего 3,7 % примесей. При очистке этого соединения потери могут достигать 7 %. Вычислите объем раствора, который можно получить из этого количества очищенного медного купороса при условии, что а) раствор должен быть насыщенным при $0^{\circ} С$; б) концентрация раствора должна составлять 0,5 н.; в) концентрация раствора должна составлять 1 М; г) концентрация раствора должна составлять 20 %. Определите количество грамм-ионов $SO_4^{2-}$, содержащееся в 50 мл раствора сернокислой меди, если на титрование этого количества требуется 50 мл 0,1 н. раствора гидроксида бария. Объясните сущность следующих понятий, используемых при описании растворов: 1) насыщенный, 2) ненасыщенный, 3) нормальный, 4) молярный, 5) концентрированный, 6) изотонический.
8 класс Химия Средняя
Расшифруйте схему превращений органических веществ, если известно, что в каждом из соединений $A, D, E$ и $F$ атомы водорода не различимы. Приведите тривиальные названия веществ $A, B, C, D, E$ и $F$. $D + F \overset{I_{2} }{ \underset{NaOH}{ \leftarrow}} A \overset{1. Mg, \: нагревание}{ \underset{2.H_{2}O }{ \rightarrow}} B \overset{H^{+} }{ \rightarrow} C \overset{I_{2} }{ \underset{NaOH}{ \rightarrow} } E + F$
8 класс Химия Средняя
Образец сплава серебра с медью массой 0,5134 г растворили в азотной кислоте и раствор после отделения нерастворимых примесей упарили досуха. При этом было получено 1,993 г смеси солей, среди которых содержалась медная соль, образующая кристаллогидрат. При нагревании смеси солей на термогравиметрических весах обнаружилось, что при температуре $120^{\circ} C$ происходит обезвоживание кристаллогидрата, при $400^{\circ} C$ соль разлагается с образованием смеси $CuO$ и $AgNO_3$, причем масса остатка составляет 0,7336 г. При дальнейшем нагревании до $700^{\circ} C$ в смеси остаются $CuO$ и $Ag$, масса которых равна 0,5480 г. Вычислите: а) процентный состав сплава; б) число молекул кристаллизационной воды, содержащихся в кристаллогидрате медной соли.
8 класс Химия Средняя
К 280 г 8 %-ного раствора ацетата натрия добавили 120 мл волы. Чему равна массовая доля ацетата натрия в растворе?
8 класс Химия Средняя
В сосуде протекает реакция между газообразными веществами: $H_{2} + Cl_{2} \rightarrow 2HCl$. В системе увеличили давление в 2 раза. Затем добавили хлор, в результате чего его количество возросло в 1,5 раза, объем системы при этом не изменился. Температура системы в начальном и конечном состоянии одинакова. Определите, во сколько раз возросла скорость реакции после увеличения давления и введения хлора в систему. Считать, что увеличили давление и добавили хлор мгновенно.
8 класс Химия Средняя
Масса 1 л газообразного соединения $X$ при н.у. равна 1,34 г, а массовая доля водорода в его составе - 0,2. При сгорании 3 г этого вещества образуется 4,48 л $CO_{2}$ (н.у.). Определите формулу соединения $X$.
8 класс Химия Средняя
Пластинку из неизвестного металла массой 10 г опустили в раствор нитрата серебра. Через некоторое время масса металлической пластинки стала равна 26 г, а масса нитрата неизвестного металла - 18 г. Определите неизвестный металл, если его степень окисления в нитрате равна +2.
8 класс Химия Средняя
Как повлияет повышение давления и температуры на равновесие следующих обратимых реакций: а) $CO (г.) + 2H_{2} (г.) \leftrightarrow CH_{3}OH (г.); \Delta H^{ \circ } б) $N_{2} (г.) + O_{2} (г.) \leftrightarrow 2NO (г.); \Delta H^{ \circ} > 0$?
8 класс Химия Средняя
При сожжении образца химического соединения массой 1,9 г получено 604 мл двуокиси углерода, измеренной при температуре 20 $С$ и давлении 755 мм рт. ст. Установлено, что это соединение содержит 46,66 % азота и 6,66 % водорода. Установите молекулярную и структурную формулы соединения, напишите уравнения реакции получения и гидролиза этого соединения, опишите его применение.
8 класс Химия Средняя
Изобразите графически зависимость удельной электропроводности водных растворов серной кислоты и сульфата калия от концентрации и объясните эту зависимость.
8 класс Химия Средняя