Какая молекулярная формула у исходного амина, если его предельный амин (гомолог метиламина) вступил в реакцию

Шаг 1: Давайте определим, какая реакция произошла между гомологом метиламина и хлорводородом.

Хлорводород (\(HCl\)) - это кислота, которая может реагировать с аминами. При реакции между амином и \(HCl\) образуется соль аммония. Таким образом, реакция выглядит следующим образом:

\[HCl + R-NH_2 \rightarrow R-NH_3Cl\]

где \(R\) - это углеродная цепь или углеводородный остаток.

Шаг 2: Теперь рассмотрим данную задачу. Мы имеем массу хлорводорода и массу образовавшейся соли.

Масса хлорводорода равна 146 г, а масса соли равна 494 г.

Из реакции видно, что каждый амин дает одну молекулу соли аммония. Таким образом, можно сказать, что масса образовавшейся соли аммония равна сумме масс аминов и \(HCl\). Формула соли аммония: \(R-NH_3Cl\).

Шаг 3: Найдем массу молекулы соли аммония, используя периодическую систему элементов. Взяв атомные массы азота (N) и хлора (Cl) равными 14 г/моль и 35,5 г/моль соответственно, атомную массу водорода (H) равной 1 г/моль, и зная, что масса соли аммония равна 494 г, можем записать следующее уравнение:

\[R-NH_3Cl: 1R + 1N + 3H + 1Cl = 494 г\]

Шаг 4: Теперь распишем уравнение для гомолога метиламина. Гомолог метиламина имеет формулу \(CH_3-NH_3Cl\), так как он имеет один метильный группу (CH_3) и одну аминогруппу (NH_2), которые образуют аммонийную соль с \(HCl\).

Формула гомолога метиламина: \(CH_3-NH_3Cl\).

Теперь сравним формулу гомолога метиламина и образовавшуюся соль аммония, исходя из массы. Мы видим, что массовая доля аминогруппы в соли равна 146 г (масса хлорводорода), что соответствует одной молекуле амина. Следовательно, можно сделать вывод, что исходный амин имел ту же молекулярную формулу, что и гомолог метиламина, то есть \(CH_3-NH_2\).

Шаг 5: Теперь давайте приведем структурные формулы двух изомеров с разветвленным углеродным скелетом.

Первый изомер: Изомер с разветвленным углеродным скелетом может иметь формулу \(CH_3-CH_2-NH_2\). В этом случае, аминогруппа связана с первым углеродом, а остаток этила (CH_2) составляет остаток на другой стороне углеродного скелета.

Второй изомер: Еще один изомер с разветвленным углеродным скелетом может быть \(CH_3-NH-CH_3\). В этом случае, аминогруппа связана с одним из метильных углеродов, а другой метильный остаток (CH_3) образует разветвление.

Таким образом, мы определили молекулярную формулу исходного амина (\(CH_3-NH_2\)) и представили структурные формулы двух изомеров с разветвленным углеродным скелетом (\(CH_3-CH_2-NH_2\) и \(CH_3-NH-CH_3\)).