Bài viết này sẽ đi sâu vào giải quyết bài toán hóa học liên quan đến việc xác định công thức phân tử của một amin đơn chức dựa trên dữ kiện trung hòa bằng dung dịch axit clohydric (HCl). Chúng ta sẽ cùng nhau phân tích các bước giải chi tiết, kèm theo những lưu ý quan trọng để bạn đọc có thể áp dụng vào các bài toán tương tự.
Để trung hòa 11,8 g một amin đơn chức X cần 200 ml dung dịch HCl 1M. Công thức phân tử của X là gì?
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần nắm vững các kiến thức sau:
- Amin đơn chức: Là amin chỉ chứa một nhóm amino (-NH2) trong phân tử.
- Phản ứng trung hòa: Amin tác dụng với axit tạo thành muối.
- Định luật bảo toàn khối lượng: Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng.
- Công thức tính số mol: n = CM * V (với CM là nồng độ mol, V là thể tích dung dịch)
Các bước giải:
-
Tính số mol HCl:
nHCl = CM V = 1M 0,2L = 0,2 mol
-
Phản ứng trung hòa:
Amin đơn chức (R-NH2) tác dụng với HCl theo tỉ lệ 1:1:
R-NH2 + HCl -> R-NH3Cl
Hình ảnh minh họa phản ứng giữa amin đơn chức và axit clohydric tạo thành muối.
alt="Phản ứng hóa học giữa amin đơn chức R-NH2 và HCl tạo muối R-NH3Cl, minh họa cân bằng phương trình và cấu trúc phân tử."Vì amin đơn chức tác dụng với HCl theo tỉ lệ 1:1, nên số mol amin bằng số mol HCl:
namin = nHCl = 0,2 mol
-
Tính khối lượng mol của amin:
Mamin = mamin / namin = 11,8 g / 0,2 mol = 59 g/mol
-
Xác định công thức phân tử của amin:
Amin đơn chức có công thức tổng quát là CnH2n+3N. Ta có:
12n + 2n + 3 + 14 = 59
14n = 42
n = 3
Vậy công thức phân tử của amin là C3H9N.
-
Kết luận:
Công thức phân tử của amin X là C3H9N.
Hình ảnh minh họa các công thức cấu tạo đồng phân của amin C3H9N, bao gồm propylamin, isopropylamin, etylmetylamin và trimetylamin.
alt="Các đồng phân cấu tạo của amin C3H9N: propylamin (propan-1-amin), isopropylamin (propan-2-amin), etylmetylamin (N-metyletanamin), trimetylamin."
Lưu ý:
- Cần kiểm tra lại các bước tính toán để tránh sai sót.
- Nếu bài toán cho thêm dữ kiện về tính chất vật lý hoặc hóa học của amin, cần kết hợp để xác định chính xác công thức cấu tạo.
- Ngoài ra, amin C3H9N có 4 đồng phân cấu tạo: propan-1-amin (propylamin), propan-2-amin (isopropylamin), N-metyletanamin (etylmetylamin) và trimetylamin.
Mở rộng:
Để hiểu sâu hơn về bài toán, bạn có thể tham khảo thêm các ví dụ tương tự:
- Bài toán: Để trung hòa 25 gam dung dịch của một amin đơn chức X nồng độ 12,4% cần dùng 100 ml dung dịch HCl 1M. Công thức phân tử của X là gì?
- Bài toán: Hỗn hợp X gồm metylamin, etylamin và propylamin có tổng khối lượng 21,6 gam và tỉ lệ về số mol là 1:2:1. Cho X tác dụng hết với dung dịch HCl thu được m gam muối. Giá trị của m là bao nhiêu?
Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ cách giải bài toán liên quan đến việc xác định công thức phân tử của amin đơn chức. Chúc bạn thành công trong học tập!
