Номер 865, страница 205 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

865. Составьте уравнения реакций между аммонийной солью глицина$$\begin{array}{ccc}& \text{O} & \\& \Vert & \\\text{CH}_2 & \text{--} & \text{C}\text{--}\text{ONH}_4 \\\vert & & \\\text{NH}_2 & &\end{array}$$и гидроксидом калия.

Дано:

Аммонийная соль глицина (аммония аминоацетат): $NH_2-CH_2-COONH_4$
Гидроксид калия: $KOH$

Найти:

Уравнения реакций между аммонийной солью глицина и гидроксидом калия.

Решение:

Аммонийная соль глицина ($NH_2-CH_2-COONH_4$) представляет собой соль, образованную слабой кислотой (глицином, $NH_2-CH_2-COOH$, проявляющим кислотные свойства за счёт карбоксильной группы) и слабым основанием (гидратом аммиака, $NH_3 \cdot H_2O$). Гидроксид калия ($KOH$) — это сильное основание (щёлочь).

При взаимодействии соли, образованной слабым основанием, с сильным основанием происходит реакция ионного обмена, в результате которой вытесняется более слабое основание. В данном случае катион аммония ($NH_4^+$) из соли реагирует с гидроксид-ионом ($OH^-$) из щёлочи.

Эта реакция приводит к образованию гидрата аммиака, который неустойчив и разлагается на газообразный аммиак ($NH_3$) и воду ($H_2O$). Оставшиеся ионы — анион глицина ($NH_2-CH_2-COO^-$) и катион калия ($K^+$) — образуют новую соль, калиевую соль глицина (калия аминоацетат).

Поскольку в условии задачи требуется составить "уравнения" (во множественном числе), приведем молекулярное и ионные уравнения реакции.

1. Молекулярное уравнение реакции

$NH_2-CH_2-COONH_4 + KOH \rightarrow NH_2-CH_2-COOK + NH_3\uparrow + H_2O$

Проверим сбалансированность уравнения по атомам:

Слева: C=2, H=9 (2+2+4+1), O=3 (2+1), N=2, K=1

Справа: C=2, H=9 (2+2+3+2), O=3 (2+1), N=2, K=1

Уравнение сбалансировано.

2. Полное ионное уравнение

В водном растворе аммонийная соль глицина, гидроксид калия и калиевая соль глицина диссоциируют на ионы, так как являются растворимыми солями или сильным основанием. Аммиак и вода — слабые электролиты, их записывают в молекулярной форме.

$NH_2-CH_2-COO^- + NH_4^+ + K^+ + OH^- \rightarrow NH_2-CH_2-COO^- + K^+ + NH_3\uparrow + H_2O$

3. Сокращенное ионное уравнение

Для получения сокращенного ионного уравнения исключим из обеих частей полного ионного уравнения одинаковые ионы (ионы-наблюдатели), которыми в данном случае являются анион глицина ($NH_2-CH_2-COO^-$) и катион калия ($K^+$).

$NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O$

Это уравнение показывает, что химическая суть процесса заключается во взаимодействии ионов аммония с гидроксид-ионами.

Ответ:

Молекулярное уравнение:
$NH_2-CH_2-COONH_4 + KOH \rightarrow NH_2-CH_2-COOK + NH_3\uparrow + H_2O$

Полное ионное уравнение:
$NH_2-CH_2-COO^- + NH_4^+ + K^+ + OH^- \rightarrow NH_2-CH_2-COO^- + K^+ + NH_3\uparrow + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:
$NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O$