Bài tập tính lưỡng tính của amino axit

+ Đối với hợp chất dạng:R(NH₃Cl)_x(COOH)_y(NH₂)_z(COONa)_t

1. x + y > z + t môi trường axit => quì sang đỏ
2. x + y > z + t môi trường trung tính => quì sang đỏ
3. x + y < z + t môi trường bazo => quì sang xanh
4. x + y = z + t môi trường trung tính => không đổi màu quì

Các dung dịch có pH > 7 (có tính bazơ) là H₂N-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH, H₂N-CH₂-COONa

nH₂NC₃H₅(COOH)₂ = 22,05 : 147 = 0,15 (mol)

n­_HCl = 0,175.2 = 0,35 (mol)

Bỏ qua giai đoạn trung gian axit glutamic phản ứng với HCl, coi dd X + NaOH là axit glutamic và HCl phản ứng luôn với NaOH

=> Muối thu được gồm: H₂NC₃H₅(COONa)₂ : 0,15 (mol) ; NaCl: 0,35 (mol)

=> m _muối = 0,15.191 + 0,35.58,5 = 49,125 (g)

n _glyxin = \(\dfrac{{11,25}}{{75}}\)= 0,15 mol → n_HCl = n_glyxin = 0,15mol

Bảo toàn khối lượng : m_muối = m _glyxin + m_HCl = 11,25 + 0,15.36,5 = 16,725 gam

Gọi CTPT của X dạng H₂N-R-COOH

H₂N-R-COOH + HCl → ClH₃N-R-COOH

n_HCl = 0,1 mol → n_muối = n_HCl = 0,1 mol

→ M_muối = \(\frac{{12,55}}{{0,1}} = 125,5\)→ 36,5 + 16 + R + 45 = 125,5→ R = 24

→ R là C₂H_­4 → CTCT của X là CH₃-CH(NH₂)-COOH

Bảo toàn khối lượng : m_aa + m_HCl = m_muối → m_HCl = 5,575 – 3,75 = 1,825 gam → n_HCl = 0,05 mol

Vì X chứa 1 nhóm NH₂→ n_X = n_HCl = 0,05 mol

→ M_X = 75

Bước 1: Tính số mol của X.

- Cả 2 chất trong X đều có PTK = 89 ⟹ n_X = 17,8/89 = 0,2 mol.

Bước 2: Tính số mol của NaOH, H₂O

- Để đơn giản ta coi dung dịch Y chứa {X, NaOH}.

H₂N-R-COOH   +   HCl ⟶ ClH₃N-R-COOH   

0,2                    ⟶   0,2

NaOH + HCl ⟶ NaCl + H₂O

0,3 ⟵  0,5-0,2    ⟶         0,3

- Theo PTHH: n_NaOH = 0,3 mol và n_HCl = 0,2 mol

Bước 3: Tính giá trị m

- Bảo toàn khối lượng: m_X + m_NaOH + m_HCl = m_muối + m_H2O

⟺ 17,8 + 0,3.40 + 0,5.36,5 = m_muối + 0,3.18

⟺ m_muối = 42,65 gam.

Vì X tác dụng với dung dịch HCl theo tỉ lệ 1 : 1 → loại A

→ X là α-aminoaxit no, mạch hở, có 1 nhóm NH₂ và 1 nhóm COOH

→ X có dạng NH₂RCOOH

NH₂RCOOH + HCl → ClH₃NRCOOH

\(\% {m_{Cl}} = \frac{{35,5}}{{R + 97,5}}.100\%  = 31,84\% \)→ R = 14

Vì X là α-aminoaxit → CTCT của X là H₂N-CH₂-COOH.     

n_HCl = 0,02 mol

vì n_A = n_HCl → trong phân tử A chứa 1 nhóm NH₂

n_muối = n_A = 0,02 mol → M_muối = \(\dfrac{{3,39}}{{0,02}}\) =169,5

M_aa + 36,5 = M_muối→M_aa = 169,5 – 36,5 = 133

n_aminoaxit = n_muối = 0,01 mol

→ m = 0,01.89 = 0,89 gam

A, C. Quỳ hoá đỏ

B. Quỳ hoá xanh

n_X = 0,1 mol;  n_NaOH = 0,1 mol

Ta thấy n_X = n_NaOH → trong X chứa 1 nhóm COOH

n_muối = n_X = 0,1 mol → M_muối = \(\frac{{9,7}}{{0,1}}\) = 97

Ta có:M_aa + 22y = M_{muối natri}→ M_aa = 97 – 22 = 75

→Công thức của amino axit làH₂N-CH₂-COOH    

X tác dụng với NaOH theo tỉ lệ 1 : 2 → X có dạng (NH₂)_xR(COOH)₂

n_muối = n_aa  = 0,1 mol → M_muối = 163

M_aa + 22.2= M_muối→ M_aa = 163 – 44 = 119

→ 16x + R = 29 → x = 1 và R = 13 (CH)

R là H₂N-CH(COOH)₂→ trong R có 5H

Coi hỗn hợp X gồm 15 gam Gly và x mol HCl

n_Gly = 0,2 mol

Khi cho X tác dụng với 0,5 mol KOH thì

H₂N – CH₂ – COOH + KOH → H₂N_- CH₂ – COOK + H₂O

HCl + KOH → KCl + H₂O

n_KOH = x + 0,2 = 0,5 → x = 0,3 mol

→ m_rắn  = m_{H2N- CH2 – COOK} + n_KCl = 44,95g

Gọi công thức chung của X có dạng R(COOH)_x

X tác dụng với NaOH thu được muối R(COONa)_x

Nhận xét: số mol O trong muối gấp đôi số mol Na

%m_O = \(\dfrac{{16.2x}}{m}.100\%  = 35,46\% \)→ x = 0,01108m

→ n_Na = x 

Ta có : m_aa + 22n_NaOH = m_muối →m+ 22.0,01108m = 3,99 → m =3,2

- n_muối = 15,24/127 = 0,12 mol

- PTHH: H₂NCH(CH₃)COOH + KOH → H₂NCH(CH₃)COOK + H₂O

    (mol)                0,12                         ←              0,12

⟹ m_{H2NCH(CH3)COOH} = 0,12.89 = 10,68 gam.

X tác dụng với dung dịch H₂SO₄ (axit 2 nấc) theo tỉ lệ 2 : 1 → X có 1 nhóm NH₂

X tác dụng với dung dịch NaOH theo tỉ lệ 1 : 1 → X có 1 nhóm COOH

X tác dụng với dung dịch NaOH và dung dịch HCl đều theo tỉ lệ mol 1: 1

→ số nhóm COOH bằng số nhóm NH₂ trong X

Dựa vào 4 đáp án → X có 1 nhóm COOH và 1 nhóm NH₂

\({n_C}:{\rm{ }}{n_H}:{\rm{ }}{n_O}:{\rm{ }}{n_N} = \frac{{4,8}}{{12}}:\frac{1}{1}:\frac{{6,4}}{{16}}:\frac{{2,8}}{{14}} = 0,4:1:0,4:0,2 = 2:5:2:1\)→ CTĐGN của X là C₂H₅O₂N

→ CTPT C₂H₅O₂N

\({n_{HCl}} = {n_{N{H_2}}} = \frac{{{m_{m'}} - {m_X}}}{{36,5}}\)= 0,02 mol

\({n_{NaOH}} = {n_{COOH}} = \frac{{{m_{m'}} - {m_X}}}{{23 - 1}} = 0,02\,mol\)

→ số nhóm COOH bằng số nhóm NH₂ trong X

Dựa vào 4 đáp án → X có 1 nhóm COOH và 1 nhóm NH₂

→ n_X = n_HCl = n_NaOH = 0,02 mol

→ M_X = 89 (H₂N-C₂H₄-COOH)

Giả sử aminoaxit có x nhóm NH₂ và y nhóm COOH → CTPT X có dạng RO_2yN_x

Bảo toàn khối lượng:

m₁ = m_X + m_HCl = m_X + 36,5x

m₂ = m_X + 22.y.n_X = m_X + 22y

→ 36,5x – 22y = 51  (1)

Nếu x = 1 thay vào (1) → y = -0,659 (loại)

Nếu x = 2 thay vào (1) → y = 1