Nồng độ dung dịch metylamin trong nước làm phản ứng HCl

Câu hỏi: Trung hòa 50 ml dung dịch methylamine cần 30 ml dung dịch HCl 0,1 M. Giả sử thể tích không thay đổi. Nồng độ mol của methylamine trong dung dịch là

• A. 0,06 M.
• B. 0,05 M.
• C. 0,04 M.
• D. 0,01 M.

Đáp án đúng là A. 0,06 M. Khi hòa tan vào nước, dung dịch metylamin trong nước làm môi trường bazơ và phản ứng với axit HCl theo tỉ lệ mol 1:1, cho kết quả nồng độ là 0,06 M.

Vì sao đáp án A đúng

Phản ứng trung hòa giữa amine đơn chức và axit monobazo diễn ra theo tỉ lệ mol tương đương tại điểm tương đương hóa học. Quá trình tính toán gồm các bước cụ thể:

1. Tính số mol HCl đã tiêu tốn: Đổi 30 ml = 0,03 lít. Số mol HCl là n = C_M × V = 0,1 × 0,03 = 0,003 mol.
2. Thiết lập phương trình hóa học: CH₃NH₂ + HCl → CH₃NH₃Cl. Phản ứng xảy ra theo tỉ lệ mol 1:1. Do đó, số mol của methylamine phản ứng là n(CH₃NH₂) = n(HCl) = 0,003 mol.
3. Tính nồng độ mol của dung dịch methylamine: Đổi 50 ml = 0,05 lít. Áp dụng công thức C_M = n / V = 0,003 / 0,05 = 0,06 M.

Giá trị 0,06 M trùng khớp hoàn toàn với phương án A.

Vì sao các phương án B, C, D sai

Các phương án còn lại đều đưa ra sai số bắt nguồn từ việc thiết lập nhầm tỉ lệ hoặc quên đổi đơn vị thể tích:

• Phương án B (0,05 M): Thường xuất phát từ việc nhầm lẫn giá trị thể tích của methylamine (50 ml tương ứng 0,05 L) thành nồng độ mol dung dịch.
• Phương án C (0,04 M): Xuất hiện khi người giải lấy hiệu số thể tích (50 – 30 = 20 ml) hoặc thiết lập sai công thức pha loãng dung dịch thay vì tính theo số mol phản ứng.
• Phương án D (0,01 M): Đây là lỗi sai phổ biến nhất do người học nhầm lẫn số mol HCl tính được hoặc quên nhân với hệ số quy đổi thể tích khi tính C_M.

Hệ thống kiến thức về phản ứng trung hòa amine

Methylamine (CH₃NH₂) là một bazơ yếu thuộc dãy đồng đẳng amin no, đơn chức, mạch hở. Khi tan, dung dịch metylamin trong nước làm quỳ tím chuyển sang màu xanh nhờ nhận proton từ nước để tạo ra ion OH⁻.

• Bản chất phản ứng với axit mạnh: Nhóm chức -NH₂ có một cặp electron chưa liên kết trên nguyên tử nitơ, dễ dàng nhận proton H⁺ từ axit mạnh như HCl để tạo muối methylammonium chloride (CH₃NH₃Cl).
• Tỉ lệ phản ứng: Các amin đơn chức luôn phản ứng với HCl hoặc HNO₃ theo tỉ lệ mol 1:1. Đối với axit đa chức như H₂SO₄, tỉ lệ mol amin : axit sẽ là 2:1.
• Công thức chuẩn độ nhanh: Tại điểm trung hòa hoàn toàn giữa đơn bazơ và đơn axit, ta luôn có hệ thức C₁ × V₁ = C₂ × V₂.

Mẹo tính nhanh dạng bài chuẩn độ axit – bazơ

Đối với dạng bài trung hòa amine đơn chức bằng axit HCl, không cần đổi thể tích ra lít nếu cả hai dung dịch đều dùng cùng đơn vị mililit (ml). Ta áp dụng trực tiếp công thức:

C_M(bazơ) × V_(bazơ) = C_M(axit) × V_(axit)

Thay số trực tiếp: C_M(bazơ) × 50 = 0,1 × 30 ⇒ C_M(bazơ) = 3 / 50 = 0,06 M. Cách tính này giúp rút ngắn thời gian và tránh nhầm lẫn dấu phẩy thập phân.