Bài tập tính lưỡng tính của amino axit

3 chất có khả năng tác dụng được với glyxin là: Ba(OH)₂; HCl; C₂H₅OH

n_Gly-Ala = 14,6 : (75 + 89 - 18) = 0,1 mol

Gly-Ala  +  H₂O   +  2HCl → Muối

0,1 mol     0,1 mol   0,2 mol

BTKL: m _muối = m_Gly-Ala + m_H2O + m_HCl = 14,6 + 0,1.18 + 0,2.36,5 = 23,7 gam

X là các amino axit

X + 0,4 mol HCl rồi thu sản phầm tác dụng với 0,8 mol NaOH thì ta coi như hỗn hợp X và HCl tác dụng với NaOH. PTHH :

                        H₂NC₃H₅(COOH)₂ + 2NaOH → H₂NC₃H₅(COONa)₂ + 2H₂O

                                     a mol                  2a                        a                                    

                         H₂CH₂COOH + NaOH →  H₂NCH₂COONa + H₂O

                                     b                  b                        b

                         HCl + NaOH →  H₂O + NaCl

                           0,4        0,4                      0,4

Ta có hệ phương trình sau \(\left\{ \begin{gathered}a + b = 0,3 \hfill \\2a + b + 0,4 = 0,8 \hfill \\\end{gathered}  \right. \to \left\{\begin{gathered}a = 0,1 \hfill \\b = 0,2 \hfill \\\end{gathered}  \right.\)

Nên m_muối = m_{H2NC3H5(COONa)2}  + m_H2NCH2COONa  + m_NaCl = 0,1.191+0,2.97+0,4.58.5=61,9 g

n_Lys = 21,9 : 146 = 0,15 (mol)

n_NaOH = n_H2O = n_Lys = 0,15 (mol)

BTKL: m_muối = m_lys + m_NaOH - m_H2O = 21,9 + 0,15.40 - 18.0,15 = 25,2 (g)

Oxi chiếm 40% khối lượng X => m_O = 0,4m

\({n_O} = {{0,4m} \over {16}} \to {n_{{H_2}O}} = {n_{COO}} = {n_{NaOH}} = {{0,4m} \over {32}}\,\,mol\) 

Bảo toàn khối lượng ta có:

m_X + m_NaOH = m_Muối + m_H2O

\(\eqalign{
& m + {{0,4m} \over {32}}.40\% = 12,24 + {{0,4m} \over {32}}.18 \cr
& \to m = 9,6\,(g) \cr} \)

Đặt n_N = x và n_O = y (mol) => n_NH2 = x mol và n_COOH = 0,5y mol

m_N : m_O = 7:15 => \(\frac{{14x}}{{16y}} = \frac{7}{{15}}\) (1)

X tác dụng vừa đủ với HCl => n_HCl = n_NH2 = n_N = x mol

Đơn giản hóa quá trình ta coi như:

{X, HCl} + {NaOH, KOH} → Muối + H₂O

Khi đó: n_COOH + n_HCl = n_NaOH + n_KOH => 0,5y + x = 0,08 + 0,075 (2)

Giải hệ (1) và (2) thu được x = 0,08 và y = 0,15

n_H2O = n_NaOH + n_KOH = 0,155 mol

BTKL: m _muối = m_X + m_HCl + m_NaOH + m_KOH - m_H2O = 7,42 + 0,08.36,5 + 0,08.40 + 0,075.56 - 0,155.18 = 14,95 (g)

\(\eqalign{
& {m_O} = 0,412m \Rightarrow {n_O} = {{0,412m} \over {16}} \Rightarrow {n_{ - COOH}} = {1 \over 2}{n_O} = {{0,412m} \over {32}} \cr
& - COOH\,\,\, + \,\,NaOH\buildrel {} \over
\longrightarrow - COONa + \,\,{H_2}O \cr
& {{0,412m} \over {32}} \to {{0,412m} \over {32}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{{0,412m} \over {32}} \cr
& \left\{ \matrix{
{H_2}N - C{H_2} - COOH \hfill \cr
{H_2}NCH(C{H_3}) - COOH \hfill \cr
{H_2}N{C_3}{H_5}{(COOH)_2} \hfill \cr} \right.\,\,\, + NaOH\,\,\,\,\,\,\,\buildrel {} \over
\longrightarrow \,\,\,\,\,\,\left\{ \matrix{
{H_2}N - C{H_2} - COONa \hfill \cr
{H_2}NCH(C{H_3}) - COONa \hfill \cr
{H_2}N{C_3}{H_5}{(COONa)_2} \hfill \cr} \right. + {H_2}O \cr
& \,\,\,\,\,\,\,m(gam)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{{0,412m} \over {32}}(mol)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,20,532(gam)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{{0,412m} \over {32}}(mol) \cr} \)

Bảo toàn khối lượng ta có:

\(\eqalign{
& m + {{0,412m} \over {32}}.40 = 20,532 + {{0,412m} \over {32}}.18 \cr
& \Rightarrow 1,28325m = 20,532 \cr
& \Rightarrow m = 16 \cr} \)

Đặt số mol của Glu và Lys lần lượt là x và y (mol)

n_X = x + y = 0,3 (1)

n_NaOH = n_HCl + 2n_Glu + n_Lys => 0,8 = 0,4 + 2x + y (2)

Giải (1) và (2) thu được x = 0,1 và y = 0,2

Vậy số mol của Lys trong hỗn hợp là 0,2 mol

Bước 1: Xác định tỉ lệ lượng aminoaxit tác dụng với HCl

Coi dung dịch Y gồm các amino axit và NaOH.

Các amino axit chỉ có 1 nhóm -NH₂ ⟹ Tác dụng với HCl theo tỉ lệ 1:1.

Bước 2: Tính n_HCl, n_NaOH

n_NaOH = 0,2 mol; n_HCl = 0,5 mol.

Bước 3: Tính m hỗn hợp X

n_HCl = n_a.a + n_NaOH ⟹ n_X = n_HCl - n_NaOH = 0,5 - 0,2 = 0,3 mol.

⟹ m_X = 0,3.89 = 26,7 gam

n_lysin = 0,05 mol

n_glyxin = 0,2 mol

Khi cho lysin và glyxin phản ứng với KOH rồi đem sản phẩm tác dụng với HCl ta coi như hỗn hợp lysin, glyxin và KOH tác dụng với HCl

                        H₂N – [CH₂]₄ – CH(NH₂) – COOH  + 2HCl → ClNH₃ – [CH₂]₄ – CH (NH₃Cl)–COOH

                                      0,05                                                                            0,05

                       H₂N – CH₂ – COOH + HCl → H₃NCl – CH₂ – COOH

                                    0,2                                              0,2

                        KOH + HCl → KCl + H₂O

                           0,3                      0,3

→ m_muối = 0,05.219 + 0,2.111,5 + 0,3.74,5 = 10,95 + 22,3 + 22,35 = 55,6g

Xét amino axit có dạng: (NH₂)_xR(COOH)_y

x = y => quỳ không đổi màu

x > y => quỳ hóa xanh => Chất làm quỳ tím chuyển xanh là H₂N-(CH₂)₄-CH(NH₂)-COOH và H₂N-(CH₂)₂-CH(NH₂)-COOH.

Xét hợp chất có dạng: (NH₂)_xR(COOH)_y

 x > y– amin làm quỳ xanh

x = y – không đổi màu quỳ

x < y → quỳ chuyển đỏ

=> NH₂CH₂CH₂CH(NH₂)COOH làm quỳ hóa xanh, HCOOH làm quỳ hóa đỏ, CH₃NH₂ làm quỳ hóa xanh, NH₂CH₂COOH không làm quỳ chuyển màu.

Dùng quỳ tím để phân biệt chúng vì

Gly có x = y quỳ không đổi màu

Lys có x > y quỳ chuyển xanh

Glu x < y quỳ chuyển đỏ

Các chất tác dụng với dung dịch NaOH là C₆H₅OH, H₂NCH₂COOH, CH₃CH₂COOH.

Bước 1: Tính số mol của axit glutamic, NaOH và H₂SO₄

- Dung dịch X chứa Glu - Na₂: x mol và NaOH: y mol

=> m_{chất tan}= 191x + 40y = 23,1 (1)

- Đặt n_H2SO4 = z mol thì n_HCl = 2z mol

Khi dd X + dung dịch Y, phản ứng vừa đủ nên:

3n_Glu-Na2 + n_NaOH = n_HCl + 2n_H2SO4 ⇒ 3x + y = 2z + 2z = 4z (2)

- Ta thấy n_H2O = n_NaOH = y

BTKL có m_muối = m_NaOH + m_{NH2C3H5(COONa)2} + m_HCl + m_H2SO4 - m_H2O

                          = 40y + 191x + 36,5.2z + 98z - y.18 = 38,4 (3)

Giải (1)(2)(3) có x = y = z = 0,1 mol

Bước 2: Tính m gam axit glutamic

⇒ m = 147x = 14,7 gam.

NaNO₃, NaCl, Na₂SO₄ là những muối của axit mạnh và bazơ mạnh→ không tác dụng với H₂NCH₂COOH

H₂NCH₂COOHtác dụng được với dung dịch NaOH

H₂NCH₂COOH + NaOH →H₂NCH₂COONa + H₂O

Coi dd Y chứa C₃H₇O₂N : 0,15 mol và NaOH : x mol

Y + HCl thì n_HCl  = n_{nhóm –NH2} + n_OH- = 0,15 + x = 0,25 → X = 0,1 → V = 100 ml

Alanin có tính lưỡng lưỡng tính nên tác dụng được với HCl, NaOH, CaCO₃

Glyxin có nhóm COOH → tác dụng được với CH₃OH

Aminoaxit có khả năng phản ứng với cả HCl và NaOH vì amino axit là chất có tính lưỡng tính.

C₂H₅OH không tác dụng được với NaOH

CH₃COOH tác dụng được với NaOH

C₆H₆ không tác dụng với dung dịch nào

H₂N-CH₂-COOH tác dụng được với cả 2 dung dịch