Приведено
(Предоставлено @G.Patton)6,2 г метиламина в 35 мл воды (приготовлено путем добавления раствора 7,9 г (198 ммоль) гидроксида натрия в 20 мл холодной воды к охлажденному раствору 13,5 г метиламина HCl в 15 мл воды). В результате получается 15%-ный раствор метиламина.
Мы хотим масштабировать этот процесс, чтобы получить 21%-ный раствор метиламина. Мы хотим узнать, сколько раствора получится, если в этом синтезе использовать 25 кг метиламина HCI. Плотность метиламина составляет 0,70 г/мл при 20 °C.
Чтобы масштабировать синтез и определить количество раствора, которое можно получить при использовании 25 кг метиламина HCl, нам нужно произвести некоторые расчеты. Давайте разложим их по шагам.
- Рассчитайте количество молей используемого метиламина HCl: Молярная масса метиламина HCl составляет 31,06 г/моль. Моль метиламина HCl = масса / молярная масса Моль метиламина HCl = 25 000 г / 31,06 г/моль Моль метиламина HCl = 804,67 моль
- Рассчитайте количество молей метиламина: Стехиометрическое соотношение метиламина и метиламина HCl составляет 1:1, поэтому моли метиламина будут равны молям метиламина HCl.
- Рассчитайте объем используемого раствора метиламина HCl: Плотность метиламина HCl не указана, поэтому мы не можем напрямую перевести массу в объем. Однако мы можем использовать известную концентрацию для расчета объема. Дано:
- 13,5 г метиламина HCl
- 15 мл воды Мы можем принять плотность раствора равной 1 г/мл. Общий объем раствора метиламина HCl = 13,5 г + 15 мл = 28,5 мл.
- Рассчитайте объем использованного раствора гидроксида натрия: Дано:
- 7,9 г гидроксида натрия
- 20 мл холодной воды Общий объем раствора гидроксида натрия = 7,9 г + 20 мл = 27,9 мл
- Рассчитайте общий объем исходного 15%-ного раствора метиламина: Общий объем = объем раствора метиламина HCl + объем раствора гидроксида натрия + объем воды Общий объем = 28,5 мл + 27,9 мл + 35 мл = 91,4 мл
- Рассчитайте массу метиламина, использованного в исходном растворе: Дано:
- 13,5 г метиламина HCl Молярная масса метиламина HCl равна 31,06 г/моль, а молярная масса метиламина равна 31,06 г/моль - 36,46 г/моль = -5,40 г/моль. Масса метиламина = моль метиламина HCl × молярная масса метиламина Масса метиламина = 13,5 г × (31,06 г/моль - 36,46 г/моль) / 31,06 г/моль Масса метиламина = 13,5 г × 0,825 Масса метиламина = 11,14 г.
- Рассчитайте концентрацию исходного раствора метиламина: Концентрация = (масса метиламина / общий объем) × 100 Концентрация = (11,14 г / 91,4 мл) × 100 Концентрация = 12,17%.
- Рассчитайте желаемую массу метиламина в конечном растворе: Дано:
- Желаемая концентрация: 21%
- Желаемый общий объем: Неизвестный (назовем его V мл) Масса метиламина = (21/100) × V мл × 0,70 г/мл.
- Составьте уравнение для решения задачи о неизвестном объеме (V), используя желаемую концентрацию и массу метиламина: (масса метиламина / V мл) × 100 = 21% (0,70 г/мл).
- Рассчитайте желаемую массу метиламина в конечном растворе: Дано:
- Желаемая концентрация: 21%
- Желаемый общий объем: Неизвестно (назовем его V мл) Масса метиламина = (21/100) × V мл × 0,70 г/мл.
- Составьте уравнение для решения неизвестного объема (V), используя желаемую концентрацию и массу метиламина: (масса метиламина / V мл) × 100 = 21% (0,70 г/мл) × (масса метиламина / V мл) × 100 = 21% (0,70 г/мл) × (масса метиламина / V мл) = 0,21 0,70 × масса метиламина = 0,21 × V мл V мл = (0,70 × масса метиламина) / 0,21
- Переведите объем из миллилитров в литры: V литров = V мл / 1000
масса метиламина = 25 000 г V мл = (0,70 × 25 000 г) / 0,21 V мл = 83 333,33 мл V литров = 83 333,33 мл / 1000 V литров ≈ 83,33 литра
Таким образом, при использовании 25 кг метиламина HCl в этом синтезе можно получить примерно 83,33 л 21%-ного раствора метиламина.
Матрица является вещественной.
