Номер 835, страница 197 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

835. *Напишите уравнения реакций, позволяющих получить метиламин:

а) из хлорметана;

б) метанола.

Можно ли получить метиламин взаимодействием метана с аммиаком? Кратко поясните свой ответ.

Решение

а) из хлорметана

Получение метиламина из хлорметана основано на реакции алкилирования аммиака (реакция Гофмана). Хлорметан вступает в реакцию нуклеофильного замещения с аммиаком. Чтобы преимущественно образовался первичный амин (метиламин) и подавить дальнейшее алкилирование до вторичных, третичных аминов и четвертичных аммониевых солей, реакцию проводят с большим избытком аммиака. Аммиак также выступает в роли основания, связывая выделяющийся хлороводород в хлорид аммония.

Уравнение реакции:

$CH_3Cl + 2NH_3 \xrightarrow{t, p} CH_3NH_2 + NH_4Cl$

Ответ: Уравнение реакции: $CH_3Cl + 2NH_3 \rightarrow CH_3NH_2 + NH_4Cl$.

б) метанола

Это промышленный способ получения метиламина. Реакция заключается в каталитическом аминировании метанола аммиаком. Процесс проводят при высокой температуре ($300–500$ °C), высоком давлении и в присутствии катализатора, обычно оксида алюминия или алюмосиликатов. В ходе этой реакции также образуется смесь первичного, вторичного и третичного аминов, состав которой регулируется условиями проведения процесса.

Уравнение реакции:

$CH_3OH + NH_3 \xrightarrow{t, p, \text{катализатор}} CH_3NH_2 + H_2O$

Ответ: Уравнение реакции: $CH_3OH + NH_3 \xrightarrow{t, p, \text{катализатор}} CH_3NH_2 + H_2O$.

Можно ли получить метиламин взаимодействием метана с аммиаком? Кратко поясните свой ответ.

Нет, получить метиламин прямым взаимодействием метана с аммиаком в стандартных условиях невозможно. Метан ($CH_4$) — это алкан, предельно насыщенный и очень инертный углеводород. Связи C-H в его молекуле являются прочными и практически неполярными. Аммиак ($NH_3$) — слабый нуклеофил, и он не может атаковать атом углерода в метане, так как в молекуле метана нет ни уходящей группы, ни частичного положительного заряда на атоме углерода. Для активации метана требуются очень жесткие условия (например, высокие температуры), которые приведут к радикальным, неселективным процессам, а не к целенаправленному синтезу метиламина.

Ответ: Нет, это невозможно в обычных условиях, так как метан является химически инертным соединением из-за высокой прочности и низкой полярности связей C-H, и не вступает в реакции нуклеофильного замещения с аммиаком.