Bài tập tính lưỡng tính của aminoaxit

n_alanin = \(\dfrac{{35,6}}{{89}}\)= 0,4 mol → n_HCl = n_alanin = 0,4 mol

Bảo toàn khối lượng : m_muối = m_alanin + m_HCl = 35,6 + 0,4.36,5 = 50,2 gam

Gọi CTPT của X dạng H₂N-R-COOH

H₂N-R-COOH + HCl → ClH₃N-R-COOH

n_HCl = 0,15 mol → n_muối = n_HCl = 0,15 mol

→ M_muối = \(\dfrac{{16,725}}{{0,15}}\)= 111,5 → 36,5 + 16 + R + 45 = 111,5 → R = 14

→ R là CH_­2 → CTCT của X là H₂N-CH₂-COOH

Bảo toàn khối lượng : m_aa + m_HCl = m_muối → m_HCl = 37,65 – 26,7 = 10,95 gam → n_HCl = 0,3 mol

Vì X chứa 1 nhóm NH₂→ n_X = n_HCl = 0,3 mol

→ M_X = 89

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

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

→ X có dạng NH₂RCOOH

NH₂RCOOH + HCl → ClH₃NRCOOH

\(\% {m_{Cl}} = \dfrac{{35,5}}{{R + 97,5}}.100\%  = 28,29\% \)→ R = 28

Vì X là α-amino axit → CTCT của X là CH₃-CH(NH₂)-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 = \(\dfrac{{3,67}}{{0,02}}\) =183,5

M_aa + 36,5 = M_muối→M_aa = 183,5 – 36,5 = 147

n_aminoaxit = n_muối = 0,25 mol

→ m = 0,25.75 = 18,75 gam

n_X = 0,02 mol;  n_NaOH = 0,02 mol

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

n_muối = n_X = 0,02 mol → M_muối = \(\dfrac{{2,22}}{{0,02}}\) = 111

Ta có: M_aa + 22y = M_{muối natri} → M_aa = 111 – 22 = 89

→ Công thức của amino axit là H₂N-C₂H₄-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 = 177

M_aa + 22.2= M_muối→ M_aa = 177 – 44 = 133

→ 16x + R = 43 → x = 1 và R = 27 (C₂H₃)

R là H₂N-C₂H₃(COOH)₂→ trong R có 7H

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 = \(\frac{{16.2x}}{m}.100\%  = 41,2\% \)→ x = 0,012875m

→ n_Na = x = 0,012875m

Ta có : m_aa + 22n_NaOH = m_muối →m+ 22.0,012875m = 20,532 → m = 16

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

${n_C}:{\rm{ }}{n_H}:{\rm{ }}{n_O}:{\rm{ }}{n_N} = \frac{9}{{12}}:\frac{{1,75}}{1}:\frac{8}{{16}}:\frac{{3,5}}{{14}} = 3:7:2:1$→ CTĐGN của X là C₃H₇O₂N

→ CTPT C₃H₇O₂N

\({n_{HCl}} = {n_{N{H_2}}} = \dfrac{{{m_{m'}} - {m_X}}}{{36,5}}\)= 0,1 mol

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

→ 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 = 0,1 mol

→ M_X = 103 (H₂N-C₃H₆-COOH)

Giả sử amino axit 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

→ 22y – 36,5x = 7,5  (1)

Nếu x = 1 thay vào (1) → y = 2 →chọn B

Nếu x = 2 thay vào (1) → y = 3,6 (loại)

X tác dụng với NaOH theo tỉ lệ 1 : 2 → X có 2 nhóm COOH

X tác dụng với HCl theo tỉ lệ 1 : 1 → X có 1 nhóm NH₂

→ X có dạng NH₂-R-(COOH)₂

\({n_{Cl{H_3}N - R{{(COOH)}_2}}} = {\rm{ }}{n_X} = {\rm{ }}0,02{\rm{ }}mol\,\, \to \,\,{M_{Cl{H_3}N - R{{(COOH)}_2}}} = \frac{{3,67}}{{0,02}} = 183,5\)

→ R là C₃H₅

Vì X là $\alpha $ – amino axit → công thức của X là HOOC – CH₂CH₂CH(NH₂) – COOH

Gọi n_alanin = x mol; n_{axit glutamic} = y mol

X tác dụng với dung dịch NaOH dư : n_COOH = \(\dfrac{{{m_{m'}} - {m_{aa}}}}{{22}}\)

→ x + 2y = \(\dfrac{{m + 30,8 - m}}{{22}}\)= 1,4  (1)

X tác dụng với dung dịch HCl :

BTKL:  m_aa + m_HCl = m_muối→ m_HCl = m + 36,5 – m = 36,5 → n_HCl = 1 mol

→ n_NH2 = n_HCl = 1

→ x + y = 1  (2)

Từ (1) và (2) → x = 0,6;  y = 0,4

→ m = m_alanin + m_{axit glutamic} = 0,6.89 + 0,4.147 = 112,2 gam

Coi hh X gồm H₂NC₃H₅(COOH)₂và HCl không phản ứng với nhau và đều phản ứng với NaOH

→ n_{NaOH phản ứng} = n_{gốc COOH} + n_HCl = 0,15.2 + 0,35 = 0,65 mol

Gọi n_HCl = x mol

Coi hh X gồm CH₃-CH(NH₂)COOH và HCl không phản ứng với nhau và đều phản ứng với NaOH

→ m_HCl = m_X - ${{m}_{C{{H}_{3}}-CH(N{{H}_{2}})COOH}}$= 28,75 – 0,2.89 = 10,95 gam

→ n_HCl = 0,3 mol

→ n_{NaOH phản ứng} = n_{gốc COOH} + n_HCl = 0,2 + 0,3 = 0,5 mol

→ V = 500 ml

X tác dụng với HCl tỉ lệ 1 : 1 →trong X có 1 nhóm NH₂

Coi hh Y gồm X và HCl không phản ứng với nhau và đều phản ứng với NaOH

n_{NaOH phản ứng} = n_{gốc COOH} + n_HCl → n_{gốc COOH} = n_{NaOH phản ứng} - n_HCl = 0,3 – 0,1 = 0,2 mol

→n_{gốc COOH} = 2n_X→ X chứa 2 nhóm COOH

→ X có dạng H₂N-R(COOH)₂

Hỗn hợp muối X thu được gồm H₂N-R(COONa)₂ và NaCl

Bảo toàn nguyên tố :

\({n_{{H_2}N - R{{\left( {COONa} \right)}_2}}} = {n_X} = 0,1\,\,mol;\,\,{n_{NaCl}} = {n_{HCl}} = 0,1\,\,mol\)

→ m_Z = 0,1.(R + 150) + 0,1.58,5 = 24,95 → R = 41 (C₃H₅)

Giả sử lấy a lít dung dịch Y → n_NaOH = a mol; n_KOH = 3a mol

Coi hh Y gồm X và H₂SO₄ không phản ứng với nhau và đều phản ứng với NaOH và KOH

n_NaOH + n_KOH= n_{gốc COOH} + 2.n_H2SO4→ a + 3a = 0,1.2 + 2.0,2.0,5

→ a = 0,1

Dung dịch Z chứa các ion : \({H_2}NR{\left( {CO{O^ - }} \right)_2},{\rm{ }}SO_4^{2 - },{\rm{ }}{K^ + },N{a^ + }\)

→ m_muối = 0,1.(R + 104) + 96.0,1 + 39.0,1.3 + 23.0,1 = 36,7

→ R = 27

\( \Rightarrow \% {m_N} = \dfrac{{14}}{{16 + 27 + 45.2}}.100\%  = 10,526\% \)

${n_{{H_2}N - C{H_2} - COOH}} = 0,6\,\,mol$

Coi H₂N-CH₂-COOH và NaOH không phản ứng với nhau và đều phản ứng với HCl

\({n_{NaOH}} = {n_{{H_2}N - C{H_2} - COOH}}\)= 0,6 mol

→ m_muối = \({m_{Cl{H_3}N - C{H_2} - COOH}} + {m_{NaCl}}\)= 0,6.111,5 + 0,6.58,5 = 102 gam