Question

5*. Смесь а-аминокислоты и первичного амина в мольном соотноше-
нии 1 : 2 массой 49,5 г может прореагировать с раствором соляной
кислоты массой 109,5 г с мой долей HCl 30 %. Определите
качественный и количественный (г) cocтaвы смеси, если оба
вещества содержат одинаковое число атомов углерода.
142
одо «Аверсэв>>
Самостоятельная работа 21

Answer 1

Для решения задачи необходимо записать уравнение реакции между а-аминокислотой и первичным амином с соляной кислотой:

RCNH2COOH + RNH2 + HCl → RCNH3+Cl- + RNH3+Cl- + H2O

где R - органический радикал.

Так как массовая доля HCl равна 30%, то масса HCl в растворе составляет 0,3 × 109,5 г = 32,85 г.

Пусть массы а-аминокислоты и первичного амина равны m1 и m2 соответственно, тогда можно записать следующую систему уравнений:

m1 + m2 = 49,5 г (1)

m2/M2 = 2(m1/M1) (2)

где M1 и M2 - молярные массы а-аминокислоты и первичного амина соответственно.

Решая систему уравнений (1) и (2), получим:

m1 = 11 г

m2 = 38,5 г

Молярная масса а-аминокислоты равна:

M1 = m1/n1 = 11 г/1 моль = 11 г/моль

Тогда количество молей а-аминокислоты в реакции равно:

n1 = m1/M1 = 11 г / 11 г/моль = 1 моль

Количество молей первичного амина равно:

n2 = m2/M2

Массовая доля HCl в реакции определяется следующим образом:

массовая доля HCl = масса HCl / масса HCl + масса а-аминокислоты + масса первичного амина

0,3 = 32,85 г / (32,85 г + 49,5 г)

Тогда масса первичного амина, участвующего в реакции, равна:

m2 = (массовая доля HCl) × (масса HCl + масса а-аминокислоты + масса первичного амина) - масса а-аминокислоты - масса HCl

m2 = 38,5 г

Молярная масса первичного амина равна:

M2 = m2/n2

Оба вещества содержат одинаковое число атомов углерода, поэтому это могут быть только глицин (NH2CH2COOH) и метиламин (CH3NH2). Молярные массы этих веществ равны:

M(glycine) = 75 г/моль

M(methylamine) = 31 г/моль

Так как массовое соотношение глицина и метиламина равно 1: