Номер 6, страница 258 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

6. Дана схема превращений:

$CH_3NO_2 \xrightarrow{H_2 / \text{кат.}} \dots \xrightarrow{HI} \dots \xrightarrow{AgNO_3 / H_2O} \dots \xrightarrow{KOH / H_2O} \dots$

Напишите уравнения протекающих реакций.

Решение

Данная задача представляет собой цепочку химических превращений, начинающуюся с нитрометана ($CH_3NO_2$). Проанализируем каждый этап последовательно для написания соответствующих уравнений реакций.

1. Первая стадия — восстановление нитрометана водородом в присутствии катализатора ($H_2/кат.$). Это стандартный метод получения первичных аминов из нитросоединений. Нитрогруппа ($-NO_2$) восстанавливается до аминогруппы ($-NH_2$), при этом также образуется вода. Таким образом, из нитрометана получается метиламин ($CH_3NH_2$).

2. Вторая стадия — взаимодействие продукта первого этапа, метиламина, с йодоводородной кислотой ($HI$). Метиламин является основанием (подобно аммиаку), а $HI$ — сильная кислота. Происходит кислотно-основная реакция с образованием соли — йодида метиламмония ($CH_3NH_3I$).

3. Третья стадия — реакция йодида метиламмония с водным раствором нитрата серебра ($AgNO_3/H_2O$). Это реакция ионного обмена в растворе. При смешивании растворов этих солей ионы серебра ($Ag^+$) и иодид-ионы ($I^−$) соединяются, образуя нерастворимый осадок йодида серебра ($AgI$). Другими продуктами являются ионы метиламмония ($CH_3NH_3^+$) и нитрат-ионы ($NO_3^−$), которые остаются в растворе в виде соли нитрата метиламмония ($CH_3NH_3NO_3$).

4. Четвертая стадия — обработка продукта предыдущей реакции, нитрата метиламмония, водным раствором гидроксида калия ($KOH/H_2O$). Гидроксид калия является сильным основанием и вытесняет более слабое основание (метиламин) из его соли. В результате реакции в свободном виде выделяется метиламин ($CH_3NH_2$), а также образуются нитрат калия ($KNO_3$) и вода.

Ответ:

1) $CH_3NO_2 + 3H_2 \xrightarrow{кат.} CH_3NH_2 + 2H_2O$

2) $CH_3NH_2 + HI \rightarrow CH_3NH_3I$

3) $CH_3NH_3I + AgNO_3 \rightarrow AgI\downarrow + CH_3NH_3NO_3$

4) $CH_3NH_3NO_3 + KOH \rightarrow CH_3NH_2 + KNO_3 + H_2O$