Номер 838, страница 198 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

838. Вторичный амин образует с бромоводородом соль, массовая доля брома в которой составляет 57,14 %. Приведите структурную формулу амина, напишите уравнение реакции.

Дано:

Амин — вторичный
$w(Br \text{ в соли}) = 57,14 \% = 0.5714$

Найти:

Структурную формулу амина — ?
Уравнение реакции — ?

Решение:

1. Вторичные амины имеют общую формулу $R-NH-R'$, где R и R' — углеводородные радикалы. Реакция вторичного амина с бромоводородом (HBr) приводит к образованию соли — бромида диалкиламмония. Общее уравнение реакции:

$R-NH-R' + HBr \rightarrow [R-NH_2-R']^+Br^-$

2. Массовая доля брома в соли рассчитывается по формуле:

$w(Br) = \frac{Ar(Br)}{M(соли)}$

где $Ar(Br)$ — относительная атомная масса брома (примем за 80 г/моль), а $M(соли)$ — молярная масса образующейся соли.

3. Выразим и рассчитаем молярную массу соли:

$M(соли) = \frac{Ar(Br)}{w(Br)} = \frac{80 \text{ г/моль}}{0.5714} \approx 140 \text{ г/моль}$

4. Молярная масса соли равна сумме молярных масс исходного амина и бромоводорода:

$M(соли) = M(амина) + M(HBr)$

Молярная масса HBr составляет $M(HBr) = Ar(H) + Ar(Br) = 1 + 80 = 81 \text{ г/моль}$.

5. Найдем молярную массу амина:

$M(амина) = M(соли) - M(HBr) = 140 \text{ г/моль} - 81 \text{ г/моль} = 59 \text{ г/моль}$

6. Общая формула предельных аминов — $C_nH_{2n+3}N$. Найдем значение n, зная молярную массу амина:

$M(C_nH_{2n+3}N) = 12 \cdot n + 1 \cdot (2n+3) + 14 = 14n + 17$

Составим уравнение:

$14n + 17 = 59$

$14n = 42$

$n = 3$

Следовательно, молекулярная формула амина — $C_3H_9N$.

7. По условию, амин является вторичным. Это означает, что атом азота связан с двумя углеродными атомами. Для брутто-формулы $C_3H_9N$ это возможно только в одном случае: атом азота связан с метильным ($CH_3$) и этильным ($C_2H_5$) радикалами. Название этого амина — N-метилэтиламин (или этилметиламин).

Структурная формула амина: $CH_3-NH-CH_2-CH_3$

8. Напишем уравнение реакции N-метилэтиламина с бромоводородом:

$CH_3-NH-C_2H_5 + HBr \rightarrow [CH_3(C_2H_5)NH_2]^+Br^-$

Продукт реакции — бромид N-метилэтиламмония.

Ответ:

Структурная формула амина (N-метилэтиламин):

$CH_3-NH-CH_2-CH_3$

Уравнение реакции:

$CH_3-NH-C_2H_5 + HBr \rightarrow [CH_3(C_2H_5)NH_2]Br$