REACTIVOS
CH3NH2-HCl 67,518 g/mol
NaOH 40 g/mol
PRODUCTOS
CH3NH2 31,0571 g/mol
NaCl 58,4428 g/mol
H20 18 g/mol
Decidí hacer yo mismo algunos cálculos para aclararme el asunto; tal vez se lo aclare a otros.
Metilamina aq 40% → 1 CH3NH2 (31g) + 2,5 H2O (45g)
31g dividido entre 31g + 45g = 40%.
La densidad de la Metilamina 40% (p/p) en agua es de 0,897 g/mL, es decir, 200ml tienen 179,4 gramos.
40% de metilamina = 71,76g (2,31 mol)
60% agua = 107,64 g
He visto recomendaciones de utilizar una proporción de 1:5 de NaOH a H2O y añadir gota a gota a una solución acuosa de metilamina.hcl en baño de hielo. Tal vez el uso de una menor concentración de NaOH para la basificación tiene el objetivo de hacer la reacción más pacífica, no calentar, no liberar metilamina en gas; pero no puedo asegurarlo.
Para aclarar, la relación 1:5 de NaOH a H2O se refiere a una concentración del 31%.
1 mol NaOH => 40g
5 mol H20 => 90g
40g dividido entre 40g + 90g = 31%.
La metilamina.hcl tiene una solubilidad en agua de 1g/mL (a 20 °C)
1 mol CH3NH2.HCL => 67,52g necesitaría 4 moles de H20 (72g/72ml) para disolverse completamente, una concentración del 48%:
67,52g dividido por 67,52g + 72g = 48%.
La ecuación de reacción equilibrada es
CH3NH2-HCl + NaOH → CH3NH2 + NaCl + H2O
La ecuación en la que intervienen las disoluciones de metilamina.hcl con la disolución de NaOH anterior quedaría así:
(1 CH3NH2-HCl + 4 H2O) (48% aq) + (1 NaOH + 5 H2O) (31% aq) → 1 CH3NH2 + 1 NaCl + 10 H2O
Para obtener 2,31 mol de metilamina equivalente a 200ml de Metilamina 40% (p/p) en agua, tendríamos:
(2,31 CH3NH2-HCl + 9,24 H2O) (48% aq) + (2,31 NaOH + 11,55 H2O) (31% aq) → 2,31 CH3NH2 + 2,31 NaCl + 23,1 H2O
En gramos, tendríamos (redondeado):
(156g CH3NH2-HCl + 166g H2O) + (93g NaOH + 208g H2O) → 72g CH3NH2 + 135g NaCl + 416g H2O.
Tendríamos 72g de metilamina con 135g de NaCl disueltos en 416g (ml) de H20.
Una solución acuosa de 33% de metilamina + NaCl, siendo 11% de metilamina y 22% de NaCl.
72g + 135g dividido por 72g + 135g + 416g = 33%.
72g/623g (11%) + 135g/623g (22%) = 33%.
No sé si el exceso de agua perturbaría la síntesis de este tema, pero simplemente eliminando el exceso de agua con un desecante sin eliminar el NaCl no se solucionaría, ya que tendríamos problemas de solubilidad (saturación máxima). No sabría decir si el NaCl precipitaría o si la metilamina se liberaría en forma de gas, o quizás ambas cosas.