Dato
(Crediti a @G.Patton)6,2 g di metilammina in 35 ml di acqua (preparati aggiungendo una soluzione di 7,9 g (198 mmol) di idrossido di sodio in 20 ml di acqua fredda a una soluzione raffreddata di 13,5 g di metilammina HCl in 15 ml di acqua). Il risultato è una soluzione di metilammina al 15%.
Vogliamo scalare questo risultato per ottenere una soluzione di metilammina al 21%. Vogliamo sapere quanta soluzione possiamo ottenere utilizzando 25 kg di metilammina HCI in questa sintesi. La densità della metilammina è di 0,70 g/mL a 20 °C.
Per scalare la sintesi e determinare la quantità di soluzione che si può ottenere utilizzando 25 kg di metilammina HCl, dobbiamo eseguire alcuni calcoli. Procediamo per gradi.
- Calcolare le moli di metilammina HCl utilizzate: La massa molare della metilammina HCl è 31,06 g/mol. Moli di metilammina HCl = massa / massa molare Moli di metilammina HCl = 25.000 g / 31,06 g/mol Moli di metilammina HCl = 804,67 mol
- Calcolare le moli di metilammina: La metilammina e la metilammina HCl hanno un rapporto stechiometrico di 1:1, quindi le moli di metilammina saranno uguali alle moli di metilammina HCl.
- Calcolare il volume della soluzione di metilammina HCl utilizzata: La densità della metilammina HCl non viene fornita, quindi non possiamo convertire direttamente la massa in volume. Tuttavia, possiamo utilizzare la concentrazione nota per calcolare il volume. Dato:
- 13,5 g di metilammina HCl
- 15 mL di acqua Possiamo assumere che la densità della soluzione sia di 1 g/mL. Volume totale della soluzione di metilammina HCl = 13,5 g + 15 mL = 28,5 mL
- Calcolare il volume della soluzione di idrossido di sodio utilizzata: Dato:
- 7,9 g di idrossido di sodio
- 20 mL di acqua fredda Volume totale della soluzione di idrossido di sodio = 7,9 g + 20 mL = 27,9 mL
- Calcolare il volume totale della soluzione iniziale di metilammina al 15%: Volume totale = volume della soluzione di metilammina HCl + volume della soluzione di idrossido di sodio + volume dell'acqua Volume totale = 28,5 mL + 27,9 mL + 35 mL = 91,4 mL
- Calcolare la massa di metilammina utilizzata nella soluzione iniziale: Dato:
- 13,5 g di metilammina HCl La massa molare della metilammina HCl è 31,06 g/mol e la massa molare della metilammina è 31,06 g/mol - 36,46 g/mol = -5,40 g/mol. Massa della metilammina = moli di metilammina HCl × massa molare della metilammina Massa della metilammina = 13,5 g × (31,06 g/mol - 36,46 g/mol) / 31,06 g/mol Massa della metilammina = 13,5 g × 0,825 Massa della metilammina = 11,14 g
- Calcolare la concentrazione della soluzione iniziale di metilammina: Concentrazione = (massa di metilammina/volume totale) × 100 Concentrazione = (11,14 g / 91,4 mL) × 100 Concentrazione = 12,17%.
- Calcolare la massa desiderata di metilammina nella soluzione finale: Dato:
- Concentrazione desiderata: 21%
- Volume totale desiderato: Ignoto (chiamiamolo V mL) Massa di metilammina = (21/100) × V mL × 0,70 g/mL
- Impostare un'equazione per risolvere il volume sconosciuto (V) utilizzando la concentrazione desiderata e la massa di metilammina: (massa di metilammina / V mL) × 100 = 21% (0,70 g/mL)
- Calcolare la massa desiderata di metilammina nella soluzione finale: Dato:
- concentrazione desiderata: 21%
- Volume totale desiderato: Sconosciuto (chiamiamolo V mL) Massa di metilammina = (21/100) × V mL × 0,70 g/mL
- Impostare un'equazione per risolvere il volume sconosciuto (V) usando la concentrazione desiderata e la massa di metilammina: (massa di metilammina / V mL) × 100 = 21% (0,70 g/mL) × (massa di metilammina / V mL) × 100 = 21% (0,70 g/mL) × (massa di metilammina / V mL) = 0,21 0,70 × massa di metilammina = 0,21 × V mL V mL = (0,70 × massa di metilammina) / 0,21
- Convertire il volume da millilitri a litri: V litri = V mL / 1000
massa della metilammina = 25.000 g V mL = (0,70 × 25.000 g) / 0,21 V mL = 83.333,33 mL V litri = 83.333,33 mL / 1000 V litri ≈ 83,33 litri
Pertanto, utilizzando 25 kg di metilammina HCl in questa sintesi, si ottengono circa 83,33 litri di una soluzione di metilammina al 21%.
La matrice è reale.
