Tính lưỡng tính của amino acid

Ta có sơ đồ:

Glu + NaOH, KOH → Chất tan + H₂O

Đặt n_Glu = a mol; n_NaOH = 0,5b (mol); n_KOH = 0,8b (mol) và n_H2O = c (mol)

Theo bảo toàn khối lượng ta có: m_Glu + m_NaOH + m_KOH = m_{chất tan} + m_H2O

→ 147a + 40. 0,5b + 56.0,8b = 14,43 + 18c (1)

Khi cho m gam axit glutamic vào dung dịch chứa NaOH và KOH ta xét 2 trường hợp:

Trường hợp 1: Nếu axit glutamic phản ứng hết thì n_H2O = 2.n_Glu ⟹ 2a = c (2)

Trường hợp 2: Nếu kiềm phản ứng hết thì n_NaOH + n_KOH = n_H2O → 0,5b + 0,8b = c (3)

Muối trong dung dịch Z chứa:

(HOOC)₂C₃H₅NH₃⁺: a mol

Na⁺: 0,5 b mol

K⁺: 0,8b mol

Cl^-: 0,8x mol

SO₄^2-: 0,6x mol

Trong đó x là thể tích dung dịch axit.

Theo bảo toàn điện tích ta có: a + 0,5b + 0,8b = 0,8x + 0,6x. 2 (4)

Ta có: m_muối = 148a + 23.0,5b + 39.0,8b + 0,8x.35,5 + 0,6x.96 = 23,23 (5)

Giải hệ trong trường hợp 1:

Giải hệ (1), (2), (4) và (5) ta có: a = 0,0576; b = 0,124; c = 0,1152 và x = 0,1094

⟹ m_Glu = 147a = 8,4672 (không có đáp án thỏa mãn)

Giải hệ trong trường hợp 2:

Giải hệ (1), (3), (4) và (5) ta có: a = 0,07; b = 0,1; c = 0,13 và x = 0,1

⟹ m_Glu = 147a = 10,29 (gam)

Phân tử aminoaxit có nhóm cacboxyl (COOH) thể hiện tính axit nên phản ứng được với dd NaOH và nhóm amino (NH₂) thể hiện tính bazơ nên phản ứng được với dd HCl.

Do vậy phân tử có khả năng phản ứng với cả dd NaOH và dd HCl vì có tính chất lưỡng tính.

Quy đổi hỗn hợp B thành \(\left\{ \begin{gathered}  Ala:0,1\,mol \hfill \\  \,Glu:\,0,15\,mol \hfill \\  NaOH:0,3\,mol \hfill \\\end{gathered}  \right.\)

Tóm tắt: \(B\left\{ \begin{gathered}Ala:0,1\,mol \hfill \\  \,Glu:\,0,15\,mol \hfill \\  NaOH:0,3\,mol \hfill \\\end{gathered}  \right. + HCl \to Muoi + {H_2}O\)

\({n_{HCl}} = {n_{Ala}} + {n_{Glu}} + {n_{NaOH}} = 0,1 + 0,15 + 0,3 = 0,55(mol)\)

\({n_{{H_2}O}} = {n_{NaOH}} = 0,3(mol)\)

\(BTKL \to {m_{muoi}} = {m_B} + {m_{HCl}} - {m_{{H_2}O}}\)

→ m = 0,1.89 + 0,15.147 + 0,3.40 + 0,55.36,5 - 0,3.18 = 57,625 gam

Mỗi phần chứa 0,02 mol X

Phần 1:

\({n_X}:{n_{HCl}} = 1:1 \to \)X có 1 nhóm NH₂

Phần 2:

\({n_X}:{n_{NaOH}} = 1:1 \to \)X có 1 nhóm COOH

Mà n_muối = n_X = 0,02 → M_muối = 111

→ M_X = 111 – 22 = 89

X là H₂NCH(CH₃)COOH

n_H2SO4 = 0,1 mol

Đặt n_NaOH = a; n_KOH = 3a (mol)

Ta có: n_H⁺ = n_OH^- → 2n_X + 2n_H2SO4 = n_NaOH + n_KOH

→ 2.0,1 + 2.0,1 = a + 3a → a = 0,1

→ n_H2O = n_H⁺ = n_OH^- = 0,4 mol

BTKL: m_X + m_H2SO4 + m_NaOH + m_KOH = m _muối + m_H2O

→ m_X + 0,1.98 + 0,1.40 + 0,3.56 = 36,7 + 0,4.18 → m_X = 13,3 gam

→ M_X = 13,3/0,1 = 133

→ %m_N = (14/133).100% ≈ 10,526%