REAGENTI
CH3NH2-HCl 67,518 g/mol
NaOH 40 g/mol
PRODOTTI
CH3NH2 31,0571 g/mol
NaCl 58,4428 g/mol
H20 18 g/mol
Ho deciso di fare alcuni calcoli per chiarire la questione a me stesso; forse lo farà anche per altri.
Metilammina aq 40% → 1 CH3NH2 (31g) + 2,5 H2O (45g)
31g diviso per 31g + 45g = 40%
La densità della metilammina 40% (p/p) in acqua è 0,897 g/mL, cioè 200 ml hanno 179,4 grammi.
40% metilammina = 71,76g (2,31 mol)
60% di acqua = 107,64 g
Ho visto che si consiglia di utilizzare un rapporto 1:5 tra NaOH e H2O e di aggiungerlo a goccia a una soluzione acquosa di metilammina.hcl in bagno di ghiaccio. Forse l'uso di una concentrazione più bassa di NaOH per la basificazione ha l'obiettivo di rendere la reazione più pacifica, non riscaldare, non liberare metilammina in gas; ma non posso dirlo con certezza.
Per chiarire, il rapporto 1:5 tra NaOH e H2O si riferisce a una concentrazione del 31%.
1 mol NaOH => 40g
5 mol H20 => 90g
40g diviso 40g + 90g = 31%
La metilammina.hcl ha una solubilità in acqua di 1g/mL (a 20 °C)
1 mol CH3NH2.HCL => 67,52g avrebbe bisogno di 4 mol di H20 (72g/72ml) per dissolversi completamente, una concentrazione del 48%:
67,52g diviso per 67,52g + 72g = 48%
L'equazione di reazione bilanciata è:
CH3NH2-HCl + NaOH → CH3NH2 + NaCl + H2O
L'equazione che coinvolge le soluzioni di metilammina.hcl con la soluzione di NaOH di cui sopra si presenta come segue:
(1 CH3NH2-HCl + 4 H2O) (48% aq) + (1 NaOH + 5 H2O) (31% aq) → 1 CH3NH2 + 1 NaCl + 10 H2O
Per ottenere 2,31 mol di metilammina equivalenti a 200 ml di metilammina 40% (p/p) in acqua, si avrà:
(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
In grammi, avremmo (arrotondato):
(156g CH3NH2-HCl + 166g H2O) + (93g NaOH + 208g H2O) → 72g CH3NH2 + 135g NaCl + 416g H2O
Avremmo 72g di metilammina con 135g di NaCl disciolti in 416g (ml) di H20.
Una soluzione acquosa del 33% di metilammina + NaCl, essendo l'11% di metilammina e il 22% di NaCl.
72g + 135g diviso 72g + 135g + 416g = 33%
72g/623g (11%) + 135g/623g (22%) = 33%
Non so se l'acqua in eccesso possa disturbare la sintesi di questo argomento, ma la semplice rimozione dell'acqua in eccesso con un essiccante senza rimuovere il NaCl non risolverebbe il problema, in quanto avremmo problemi di solubilità (saturazione massima). Non saprei dire se il NaCl precipiterebbe o se la metilammina verrebbe rilasciata come gas, o forse entrambe le cose.