Ph ng pháp gi i nhanh bài t p th y phân peptit và proteinươ ả ậ ủ
I. ĐT V N ĐẶ Ấ Ề
Hoá h c là b môn khoa h c quan tr ng trong nhà tr ng ph thông. Môn hoá h cọ ộ ọ ọ ườ ổ ọ
cung c p cho h c sinh m t h th ng ki n th c ph thông, c b n và thi t th c đu tiên vấ ọ ộ ệ ố ế ứ ổ ơ ả ế ự ầ ề
hoá h c, giáo viên b môn hoá h c c n hình thành các em m t k năng c b n, phọ ộ ọ ầ ở ộ ỹ ơ ả ổ
thông và thói quen h c t p và làm vi c khoa h c làm n n t ng cho vi c giáo d c, phátọ ậ ệ ọ ề ả ệ ụ
tri n năng l c nh n th c, năng l c hành đng. Qua đó giáo d c h c sinh nh ng đc tínhể ự ậ ứ ự ộ ụ ọ ữ ứ
c n thi t nh c n th n, kiên trì, trung th c, t m , chính xác, yêu chân lí khoa h c, có ý th cầ ế ư ẩ ậ ự ỉ ỉ ọ ứ
trách nhi m v i b n thân, gia đình, xã h i có th hoà h p v i môi tr ng thiên nhiên,ệ ớ ả ộ ể ợ ớ ườ
chu n b cho h c sinh hành trang đi vào cu c s ng.ẩ ị ọ ộ ố
Trong môn hoá h c thì bài t p hoá h c có m t vai trò c c k quan tr ng. Nó là ngu nọ ậ ọ ộ ự ỳ ọ ồ
cung c p ki n th c m i, v n d ng ki n th c lí thuy t, gi i thích các hi n t ng các quá trìnhấ ế ứ ớ ậ ụ ế ứ ế ả ệ ượ
hoá h c, giúp tính toán các đi l ng: Kh i l ng, th tích, s mol... Vi c gi i bài t p s giúpọ ạ ượ ố ượ ể ố ệ ả ậ ẽ
h c sinh đc c ng c ki n th c lí thuy t đã đc h c v n d ng linh ho t ki n th c vào làmọ ượ ủ ố ế ứ ế ượ ọ ậ ụ ạ ế ứ
bài. Đ gi i đc bài t p đòi h i h c sinh không ch n m v ng các tính ch t hoá h c c a cácể ả ượ ậ ỏ ọ ỉ ắ ữ ấ ọ ủ
đn ch t và h p ch t đã h c, n m v ng các công th c tính toán, mà còn bi t cách tính theoơ ấ ợ ấ ọ ắ ữ ứ ế
ph ng trình hóa h c và công th c hoá h c. Đi v i nh ng bài t p đn gi n thì h c sinhươ ọ ứ ọ ố ớ ữ ậ ơ ả ọ
th ng đi theo mô hình đn gi n: nh vi t ph ng trình hoá h c, d a vào các đi l ng bàiườ ơ ả ư ế ươ ọ ự ạ ượ
ra đ tính s mol c a m t ch t sau đó theo ph ng trình hoá h c đ tính s mol c a các ch tể ố ủ ộ ấ ươ ọ ể ố ủ ấ
còn l i t đó tính đc các đi l ng theo yêu c u c a bài. Nh ng đi v i nhi u d ng bàiạ ừ ượ ạ ượ ầ ủ ư ố ớ ề ạ
t p thì n u h c sinh không n m đc b n ch t c a các ph n ng thì vi c gi i bài toán c aậ ế ọ ắ ượ ả ấ ủ ả ứ ệ ả ủ
h c sinh s g p r t nhi u khó khăn và th ng là gi i sai nh d ng bài t p nh th y phânọ ẽ ặ ấ ề ườ ả ư ạ ậ ư ủ
peptit và protein. Toán th y phân peptit và protein là lo i toán l và khó, th nh ng trong m tủ ạ ạ ế ư ộ
vài năm g n đây d ng toán này th ng xu t hi n trong các k thi đi h c và cao đng gây raầ ạ ườ ấ ệ ỳ ạ ọ ẳ
nhi u khó khăn tr ng i cho h c sinh. Chính vì v y tôi xin m nh d n trình bày ề ở ạ ọ ậ ạ ạ "Ph ngươ
pháp gi i nhanh bài t p th y phân peptit và protein"ả ậ ủ làm sáng ki n kinh nghi m ế ệ cho mình.
V i hy v ng đ tài này s là m t tài li u tham kh o ph c v tôt cho vi c h c t p c a các emớ ọ ề ẽ ộ ệ ả ụ ụ ệ ọ ậ ủ
h c sinh 12 và cho công tác gi ng d y c a các b n đng nghi p.ọ ả ạ ủ ạ ồ ệ
II. GI I QUY T V N ĐẢ Ế Ấ Ề
1. C s lý lu n c a v n đ:ơ ở ậ ủ ấ ề
Nh chúng ta đã bi t đ gi i nhanh đc m t bài toán hoá h c tính theo ph ng trìnhư ế ể ả ượ ộ ọ ươ
hoá h c thì b c đu tiên h c sinh ph i vi t đc chính xác ph ng trình hoá h c r i m iọ ướ ầ ọ ả ế ượ ươ ọ ồ ớ
tính đn vi c làm t i các b c ti p theo và n u vi t ph ng trình sai thì vi c tính toán c aế ệ ớ ướ ế ế ế ươ ệ ủ
h c sinh tr nên vô nghĩa. ọ ở
Đi v i d ng bài t p th y phân peptit và protein thì đ vi t đc ph ng trình hoá h cố ớ ạ ậ ủ ể ế ượ ươ ọ
chính xác, h c sinh ph i hi u đc b n ch t c a ph n ng nghĩa là ph n ng di n ra trongọ ả ể ượ ả ấ ủ ả ứ ả ứ ễ
đi u ki n nào, có s tham gia c a môi tr ng hay không. Đi u khó đi v i h c sinh là ph iề ệ ự ủ ườ ề ố ớ ọ ả
bi t xác đnh xem ph n ng th y phân x y ra thì t o ra nh ng s n ph m nào, t đó m i vi tế ị ả ứ ủ ả ạ ữ ả ẩ ừ ớ ế
đc ph ng trình hoá h c chính xác.ượ ươ ọ
1
Ph ng pháp gi i nhanh bài t p th y phân peptit và proteinươ ả ậ ủ
M t khác k năng gi i toán hoá h c ch đc hình thành khi h c sinh n m v ng lýặ ỹ ả ọ ỉ ượ ọ ắ ữ
thuy t, n m v ng các ki n th c v tính ch t hoá h c c a ch t, bi t v n d ng ki n th c vàoế ắ ữ ế ứ ề ấ ọ ủ ấ ế ậ ụ ế ứ
gi i bài t p. H c sinh ph i hình thành đc m t mô hình gi i toán, các b c đ gi i m t bàiả ậ ọ ả ượ ộ ả ướ ể ả ộ
toán, kèm theo đó là ph i hình thành h c sinh thói quen phân tích đ bài và đnh h ng đcả ở ọ ề ị ướ ượ
cách làm đây là m t k năng r t quan tr ng đi v i vi c gi i m t bài toán hóa h c. Do đó, độ ỹ ấ ọ ố ớ ệ ả ộ ọ ể
hình thành đc k năng gi i nhanh bài t p th y phân peptit và proteinượ ỹ ả ậ ủ thì ngoài vi c giúp h cệ ọ
sinh n m đc b n ch t c a ph n ng thì giáo viên ph i hình thành cho h c sinh m t ph ngắ ượ ả ấ ủ ả ứ ả ọ ộ ươ
pháp gi i nhanh bên c nh đó rèn luy n cho h c sinh t duy đnh h ng khi đng tr c m t bàiả ạ ệ ọ ư ị ướ ứ ướ ộ
toán và kh năng phân tích đ bài.ả ề
Chính vì v y vi c cung c p cho h c sinh các ph ng pháp gi i nhanh bài t p th y phânậ ệ ấ ọ ươ ả ậ ủ
peptit và protein đ giúp h c sinh đnh h ng đúng, x lý nhanh khi làm bài t p v peptit vàề ọ ị ướ ử ậ ề
protein là đi u r t c n thi t, nó giúp h c sinh có t duy khoa h c khi h c t p hoá h c nói riêngề ấ ầ ế ọ ư ọ ọ ậ ọ
và các môn h c khác nói chung nh m nâng cao ch t l ng d y h c.ọ ằ ấ ượ ạ ọ
2. Th c tr ng c a v n đ:ự ạ ủ ấ ề
Ph ng trình th y phân peptit và protein trong SGK 12 không đa môi tr ng tham giaươ ủ ư ườ
vào ph n ng nên khi làm các bài t p th y phân peptit mà có s tham gia c a môi tr ng thìả ứ ậ ủ ự ủ ườ
nhi u giáo viên và h c sinh lúng túng do v y nhi u bài t p th y phân peptit trong các đ thiề ọ ậ ề ậ ủ ề
đi h c các em th ng không làm đc vì th y ph c t p nh ng th c t n u hi u rõ b n ch tạ ọ ườ ượ ấ ứ ạ ư ự ế ế ể ả ấ
và ph ng pháp thì bài t p th y phân peptit và prtein c c k đn gi n.ươ ậ ủ ự ỳ ơ ả
3. Gi i quy t và t ch c th c hi n:ả ế ổ ứ ự ệ
Trong các lo i aminoaxit thì ch có lo i ạ ỉ ạ α-amino axit m i là đn phân c u t o nên peptitớ ơ ấ ạ
và protein. Trong phân t peptit hay protein thì liên k t peptit là m i liên k t y u nh t, d bử ế ố ế ế ấ ễ ị
đt d n đn tính ch t c b n nh t c a peptit và protein là ph n ng th y phân trong môiứ ẫ ế ấ ơ ả ấ ủ ả ứ ủ
tr ng axit và baz . Đ gi i nhanh đc các bài t p th y phân peptit và protein c n th c hi nườ ơ ể ả ượ ậ ủ ầ ự ệ
các b c sau:ướ
B c 1ướ : Đt công th c t ng quát cho peptit:ặ ứ ổ
Gi s đn phân c u t o nên peptit ch c m t nhóm NHả ử ơ ấ ạ ứ ộ 2 và m t nhóm COOH có công th cộ ứ
là: NH2-R-COOH thì công th c t ng quát c a peptit là [NHứ ổ ủ 2-R-COOH]n(1-n)H2O. N u ếα-amino
axit là no, m ch h ch a m t nhóm NHạ ở ứ ộ 2 và m t nhóm COOH thì có công th c t ng quát là:ộ ứ ổ
[CaH2a+1O2N]n(1-n)H2O (V i n là s g c ớ ố ố α-amino axit c u t o nên peptit).ấ ạ
B c 2ướ : Vi t ph ng trình ph n ng th y phânế ươ ả ứ ủ
* Ph ng trình ph n ng th y phân hoàn toàn:ươ ả ứ ủ
- Trong môi tr ng axit và baz nh ng không đa môi tr ng vào ph ng trình ph n ng:ườ ơ ư ư ườ ươ ả ứ
[NH2-R-COOH]n(1-n)H2O + (n-1)H2O nNH2-R-COOH
- Khi đun nóng trong môi tr ng axit nh HCl:ườ ư
[NH2-R-COOH]n(1-n)H2O + (n-1)H2O + nHCl nNH3Cl-R-COOH
- Khi đun nóng trong môi tr ng baz nh NaOH:ườ ơ ư
[NH2-R-COOH]n(1-n)H2O + nNaOH nNH2-R-COONa + H2O
2
H+; OH-
Ph ng pháp gi i nhanh bài t p th y phân peptit và proteinươ ả ậ ủ
* Ph ng trình th y phân không hoàn toànươ ủ : Đt X=ặNH2-R-COOH
[X]n(1-n)H2O [X]a(1-a)H2O + [X]b(1-b)H2O + ...........+[X]
(a,b,...< n)
B c 3: ướ D a vào ph ng trình th y phân, d ki n bài cho và các đnh lu t xácự ươ ủ ữ ệ ị ậ
đnh d ki n bài yêu c u.ị ữ ệ ầ
- D a vào đnh lu t b o toàn kh i l ng:ự ị ậ ả ố ượ
mpeptit + m = maminoaxit
mpeptit + m + mHCl = m
mpeptit + mNaOH = m + m
- D a vào đnh lu t b o toàn mol g c ự ị ậ ả ố α-amino axit:
s mol ố[X]n(1-n)H2O× n= s mol [X]ốa(1-a)H2O×a +[X]b(1-b)H2O×b+........+ s mol Xố
Chú ý :
- D a vào ph ng trình th y phân đ tìm m i quan h s mol c a các ch t trong m t ph ngự ươ ủ ể ố ệ ố ủ ấ ộ ươ
trình ph n ng đ xác đnh s mol ho c lo i peptit.ả ứ ể ị ố ặ ạ
- Kh i l ng mol c a n-peptit = ố ượ ủ α-amino axit×n - 18(n-1).
- Đt cháy peptit t o ra t ố ạ ừ α-amino axit no, m ch h ch a m t nhóm NHạ ở ứ ộ 2 và m t nhóm COOHộ
theo ph ng trình t ng quát sau:ươ ổ
[CaH2a+1O2N]n(1-n)H2O + (3a.n-1,5n)/2 O2 a.n CO→2 +(2a.n-n+2)/2 H2O + n/2 N2
BÀI T P MINH H A PH NG PHÁPẬ Ọ ƯƠ
Câu 1: Cho 13,32 gam peptit X do n g c alalin t o thành, th y phân hoàn toàn trong môi tr ngố ạ ủ ườ
axit thu đc 16,02 gam alalin duy nh t. X thu c lo i nào?ượ ấ ộ ạ
A. Tripeptit B. Tetrapeptit C. Hexapeptit D. Đipeptit
HD: Ph ng trình ph n ng: ươ ả ứ [Ala]n(n-1)H2O + (n-1)H2O →nAla
(71n+18) 89n
13,32 16,02
Ta có (71n+18).16,02 = 13,32.89n n=6 đáp án C→ →
Câu 2: Khi th y phân hoàn toàn 65 gam m t oligopeptit X thu đc 22,25 gam alalin và 56,25ủ ộ ượ
gam glyxin. X thu c lo i nào?ộ ạ
A. Tripeptit B. Tetrapeptit C. Hexapeptit D. Đipeptit
HD: Ph ng trình ph n ng: [Ala]ươ ả ứ a[Gly]b(a+b-1) + (a+b-1)H2O aAla + bGly→
Theo b o toàn kh i l ng: mả ố ượ H2O = 22,25 + 56,25 - 65 n→H2O =0,75
3
Mu iố
Mu iố
H
2
O
H
2
O
H
2
O
H
2
O
H
2
O
Ph ng pháp gi i nhanh bài t p th y phân peptit và proteinươ ả ậ ủ
V y (a+b-1)0,25= 0,75 và 0,75a=0,25b a=1, b=3 X là tetrapeptit đáp án B→ → →ậ
Câu 3: (Đ thi tuy n sinh đi h c Kh i A- 2011) ề ể ạ ọ ố Th y phân h t m gam tetrapeptit Ala-Ala-ủ ế
Ala-Ala m ch h thu đc h n h p g m: 28,48 gam Ala, 32 gam Ala-Ala, 27,72 gam Ala-Ala-ạ ở ượ ỗ ợ ồ
Ala. Giá tr c a m là:ị ủ
A. 90,6. B. 111,74. C. 81,54. D. 66,44
HD: Áp d ng đnh lu t b o toàn g c Ala ta có:ụ ị ậ ả ố
4x= 1. 28,48/89 +2. 32/160 + 3. 27,72/231 x=0,27 m=81,54 đáp án C→ → →
Câu 4:(Đ thi tuy n sinh đi h c Kh i B- 2012): ề ể ạ ọ ố Đun nóng m gam h n h p g m a molỗ ợ ồ
tetrapeptit m ch h X và 2a mol tripeptit m ch h Y v i 600 ml dung dich NaOH 1M v a đ.ạ ở ạ ở ớ ừ ủ
Sau khi các ph n ng k t thúc, cô c n dung d ch thu đc 72,48 gam mu i khan c a các aminoả ứ ế ạ ị ượ ố ủ
axit đu có m t nhóm -COOH và m t nhóm -NHề ộ ộ 2 trong phân t . Giá tr c a m là:ử ị ủ
A. 51,72.B. 54,30. C. 66,00. D. 44,48.
HD: X + 4NaOH 4Mu i + H→ố2O
a 4a a
Y + 3NaOH 3Mu i + H→ố2O
2a 6a 2a
Ta có: nNaOH= 10a= 0,6 a= 0,06 mol m + 0,6.40 = 72,48 + 0,18.18 m= 51,72 gam đáp án→ → → →
A.
Câu 5:(Đ thi tuy n sinh đi h c Kh i B- 2010):ề ể ạ ọ ố Đipeptit m ch h X và m ch h Y đu đcạ ở ạ ở ề ượ
t o ra t m t lo i amino axit no, m ch h có m t nhóm NHạ ừ ộ ạ ạ ở ộ 2 và m t nhóm COOH. Đt cháyộ ố
hoàn toàn 0,1 mol Y thu đc s n ph m g m COượ ả ẩ ồ 2, H2O, và N2 trong đó t ng kh i l ng COổ ố ượ 2
và H2O b ng 54,9 gam. N u đt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, s n ph m thu đc cho l i quaằ ế ố ả ẩ ượ ộ
dung d ch n c vôi trong d thì thu đc m gam k t t a. Giá tr c a m là:ị ướ ư ượ ế ủ ị ủ
A. 45. B. 120.C. 30. D. 60.
HD: Công th c c a X: ứ ủ [CaH2a+1O2N]2(-1)H2O và Y: [CaH2a+1O2N]3(-2)H2O
PT cháy Y: [CaH2a+1O2N]3(-2)H2O + O2 3aCO→2 + (6a-1)/2H2O + 3/2N2
0,1 0,3a 0,05(6a-1)
Ta có: 0,3a.44 + 0,05(6a-1)18 = 54,9 a= 3→
PT cháy X: : [C3H7O2N]2(-1)H2O + O2 6CO→2 CaCO→3 m=120 đáp án B→ →
0,2 1,2 1,2
Câu 6: Tripeptit m ch h X và Tetrapeptit m ch h Y đu đc t o ra t m t amino axitạ ở ạ ở ề ượ ạ ừ ộ
no,m ch h có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NHạ ở 2 .Đt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu đc s nố ượ ả
ph m g m Hẩ ồ 2O,CO2 và N2 trong đó t ng kh i l ng COổ ố ượ 2 và H2O b ng 36,3 gam .N u đt cháyằ ế ố
hoàn toàn 0,2 mol Y thì s mol Oố2 c n ph n ng là:ầ ả ứ
A. 2,8 mol. B 1,8 mol. C. 1,875 mol. D. 3,375 mol
4
Ph ng pháp gi i nhanh bài t p th y phân peptit và proteinươ ả ậ ủ
HD: X,Y đu sinh ra do Amino axit có CT ềCnH2n+1O2N.
Do v y ta có CT g p l i c a X,Y t ng ng là: ậ ộ ạ ủ ươ ứ C3nH6n – 1O4N3(X) , C4nH8n – 2O5N4(Y).
Ph n ng cháy X: ả ứ C3nH6n – 1O4N3 + pO2 3nCO2 + (3n-0,5)H2O + N2
0,1mol 0,3n(mol) 0,3(3n-0,5)mol
Ta có ph ng trình t ng kh i l ng Hươ ổ ố ượ 2O và CO2 : 0,3[44.n + 18. (3n-0,5)] = 36.3
n = 2
Ph n ng cháy Y: ả ứ C4nH8n – 2 O5N4 + pO2 4nCO2 + (4n-1)H2O + N2 .
0,2mol 0,2.p 0,8n (0,8n -0,2)
Áp d ng BT nguyên t Oxi : ụ ố
0,2.5+ 0,2.2p = 0,8.2.2 +(0,8.2 -0,2)
p = 9
nO2 = 9x0,2 = 1,8mol
đáp án B
Câu 7: X là m t Tetrapeptit c u t o t Amino axit A, trong phân t A có 1 nhóm-NHộ ấ ạ ừ ử 2, 1 nhóm
-COOH ,no, m ch h . Trong A Oxi chi m 42,67% kh i l ng. Th y phân m gam X trong môiạ ở ế ố ượ ủ
tr ng acid thì thu đc 28,35 gam tripeptit; 79,2 gam đipeptit và 101,25 gam A. Giá tr c a mườ ượ ị ủ
là:
A. 184,5. B. 258,3. C. 405,9. D. 202,95.
HD: T % kh i l ng Oxi trong A ta xác đnh đc A là Gli ( Hừ ố ượ ị ượ 2NCH2COOH) v i M=75 ớ
Tính s mol: Tripeptit là : 28,35: 189 = 0,15 molố
Đipeptit là : 79,2 : 132 = 0,6 mol
Glyxin(A) : 101,25 : 75 = 1,35 mol.
Áp d ng ĐLBT g c Gly ta có: 4x= 0,15.3 + 0,6.2 +1,35 x=0,75→ →ụ ố m =184,5 gam đáp án A→
Câu 8: Tripeptit M và Tetrapeptit Q đc t o ra t m t aminoacid X m ch h ( phân t chượ ạ ừ ộ ạ ở ử ỉ
ch a 1 nhóm NHứ2 ). Ph n trăm kh i l ng Nito trong X b ng 18,667%. Th y phân không hoànầ ố ượ ằ ủ
toàn m gam h n h p M,Q (có t l s mol 1:1) trong môi tr ng Axit thu đc 0,945 gam M;ỗ ợ ỉ ệ ố ườ ượ
4,62 gam đipeptit và 3,75 gam X. Giá tr c a m là:ị ủ
A. 4,1945. B. 8,389. C. 12,58. D. 25,167.
HD: Ta có %N =
75
100
667,1814 MX
MX
X là Glyxin
Do hai peptit có t l s mol ph n ng 1:1 nên xem h n h p M,Q là m t Heptapeptit có M =ỉ ệ ố ả ứ ỗ ợ ộ
435g/mol.
Đt nặM= nQ= x mol theo b o toàn g c Gly ta có:ả ố
3x + 4x = 0,005.3 + 0,035.2 + 0,05 x= 27/1400 m= 8,389 gam đáp án B→ → →
Câu 9: Th y phân hoàn toàn 143,45 gam h n h p A g m hai tetrapeptit thu đc 159,74 gamủ ỗ ợ ồ ượ
h n h p X g m các Aminoaxit (Các Aminoaxit ch ch a 1nhóm -COOH và 1 nhóm -NHỗ ợ ồ ỉ ứ 2). Cho
tòan b X tác d ng v i dung d ch HCl d , sau đó cô c n dung d ch thì nh n đc m gam mu iộ ụ ớ ị ư ạ ị ậ ượ ố
khan. Tính kh i l ng n c ph n ng và giá tr c a m l n l t là:ố ượ ướ ả ứ ị ủ ầ ượ
5