Metilamin HCl 21%-os vizes oldatig

[SonicNL]

Adott a

(Kredits to @G.Patton)
6,2g metilamin 35mL vízben (úgy állítottuk elő, hogy 7,9g (198mmol) nátrium-hidroxid 20mL hideg vízben lévő oldatát hozzáadtuk 13,5g metilamin HCl 15mL vízben lévő hűtött oldatához). Ez 15%-os metilamin oldatot eredményez.


Ezt szeretnénk úgy méretezni, hogy 21%-os metilamin oldatot kapjunk. Szeretnénk tudni, hogy mennyi oldatot kapunk, ha 25 kg metilamin HCI-t használunk ebben a szintézisben. A metilamin sűrűsége 20 °C-on 0,70 g/ml.


A szintézis méretezéséhez és a 25 kg metilamin HCl felhasználásával nyerhető oldat mennyiségének meghatározásához el kell végeznünk néhány számítást. Bontsuk le lépésről lépésre.

1. Számítsuk ki a felhasznált metilamin HCl móljait: A metilamin HCl moláris tömege 31,06 g/mol. Mol metilamin HCl = tömeg / moláris tömeg Mol metilamin HCl = 25 000 g / 31,06 g/mol Mol metilamin HCl = 804,67 mol.
2. Számítsuk ki a metilamin móljait: A metil-amin és a metil-amin HCl sztöchiometriai aránya 1:1, így a metil-amin moljai megegyeznek a metil-amin HCl moljaival.
3. Számítsuk ki a felhasznált metilamin HCl-oldat térfogatát: A metilamin HCl sűrűségét nem adtuk meg, így a tömeget nem tudjuk közvetlenül térfogatra átszámítani. A térfogat kiszámításához azonban felhasználhatjuk az ismert koncentrációt. Adott:
   • 13,5 g metilamin HCl
   • 15 ml víz Az oldat sűrűségét 1 g/ml-nek tekinthetjük. A metilamin HCl oldat teljes térfogata = 13,5 g + 15 ml = 28,5 ml.
4. Számítsuk ki a felhasznált nátrium-hidroxid oldat térfogatát: Adott:
   • 7,9 g nátrium-hidroxid
   • 20 mL hideg víz Nátrium-hidroxid-oldat teljes térfogata = 7,9 g + 20 mL = 27,9 mL
5. Számítsuk ki a kezdeti 15%-os metilaminoldat teljes térfogatát: Teljes térfogat = metilamin HCl oldat térfogata + nátrium-hidroxid oldat térfogata + víz térfogata Teljes térfogat = 28,5 mL + 27,9 mL + 35 mL = 91,4 mL.
6. Számítsuk ki a kiindulási oldatban felhasznált metilamin tömegét: Adott:
   • A metilamin HCl moláris tömege 31,06 g/mol, a metilamin moláris tömege pedig 31,06 g/mol - 36,46 g/mol = -5,40 g/mol. Metilamin tömege = metilamin HCl mol × metilamin moláris tömege Metilamin tömege = 13,5 g × (31,06 g/mol - 36,46 g/mol) / 31,06 g/mol Metilamin tömege = 13,5 g × 0,825 Metilamin tömege = 11,14 g.
7. Számítsuk ki a kiindulási metilaminoldat koncentrációját: Koncentráció = (metil-amin tömege / teljes térfogat) × 100 Koncentráció = (11,14 g / 91,4 ml) × 100 Koncentráció = 12,17%.

Most folytassuk a szintézis felskálázását, hogy 21%-os metilamin-oldatot kapjunk.

1. Számítsuk ki a metilamin kívánt tömegét a végső oldatban: Adott:
   • A kívánt koncentráció: 21%
   • Kívánt teljes térfogat: Ismeretlen (nevezzük V mL-nek) Metil-amin tömege = (21/100) × V mL × 0,70 g/ml
2. Állítsunk fel egyenletet az ismeretlen térfogat (V) megoldására a kívánt koncentráció és a metilamin tömege segítségével: (metilamin tömege / V mL) × 100 = 21% (0,70 g/ml).

1. Számítsa ki a metilamin kívánt tömegét a végső oldatban: Adott:
   • Kívánt koncentráció: 21%
   • Kívánt teljes térfogat: Ismeretlen (nevezzük V mL-nek) Metil-amin tömege = (21/100) × V mL × 0,70 g/ml
2. Állítsunk fel egyenletet az ismeretlen térfogat (V) megoldására a kívánt koncentráció és a metilamin tömege segítségével: (metilamin tömege / V mL) × 100 = 21% (0,70 g/ml) × (metilamin tömege / V mL) × 100 = 21% (0,70 g/ml) × (metilamin tömege / V mL) = 0,21 0,70 × metilamin tömege = 0,21 × V mL V mL = (0,70 × metilamin tömege) / 0,21.
3. Számítsuk át a térfogatot milliliterről literre: V liter = V ml / 1000

Most helyettesítsük be az ismert értékeket, és számítsuk ki az oldat teljes térfogatát literben.
metilamin tömege = 25 000 g V mL = (0,70 × 25 000 g) / 0,21 V mL = 83 333,33 ml V liter = 83 333,33 ml / 1000 V liter ≈ 83,33 liter.
Ha tehát 25 kg metilamin HCl-t használunk fel ebben a szintézisben, akkor körülbelül 83,33 liter 21%-os metilamin oldatot kapunk.

A mátrix valós.

 

[G.Patton]

A számításai nem helyesek. DM válaszoltam.

 

[SonicNL]

Köszönjük!