Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Một số phương pháp giải bài tập peptit

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến kinh nghiệm THPT "Một số phương pháp giải bài tập peptit" nhằm tìm ra phương pháp giải các dạng bài tập peptit được nhanh hơn, dễ hiểu hơn, đem lại kết quả cao nhất trong quá trình làm bài tập trắc nghiệm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Một số phương pháp giải bài tập peptit

MỤC LỤC Trang MỤC LỤC...................................................................................................................................1 TÊN ĐỀ TÀI: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PEPTIT.........................................2 A. MỞ ĐẦU................................................................................................................................2 1. Lí do chọn đề tài.................................................................................................................2 2. Mục đích nghiên cứu..........................................................................................................2 3. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................................2 4. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................................2 5. Thời gian nghiên cứu......................................................................................................... 2 B. NỘI DUNG............................................................................................................................ 3 1. Cơ sở lí luận....................................................................................................................... 3 2. Thực trạng vấn đề nghiên cứu............................................................................................3 2.1. Thuận lợi......................................................................................................................... 3 2.2. Khó khăn......................................................................................................................... 3 3. Mở đầu về peptit.................................................................................................................3 3.1. Khái niệm........................................................................................................................ 3 3.2. Tính chất hoá học............................................................................................................ 4 3.2.2. Phản ứng màu biure......................................................................................................4 3.2.3. Phản ứng trùng ngưng (chỉ xét peptit mạch hở)...........................................................4 3.2.3.1. Từ các α-amino axit ................................................................................................. 4 3.2.3.2. Từ hỗn hợp các peptit................................................................................................4 4. Dạng toán cơ sở và các phương pháp giải .........................................................................5 4.1. Dạng cơ sở: Xác định peptit............................................................................................5 4.2. Phương pháp trùng ngưng hóa........................................................................................ 5 4.2.1. Cơ sở lí thuyết.............................................................................................................. 5 4.2.2. Dấu hiệu nhận biết........................................................................................................6 4.2.3. Phương pháp giải..........................................................................................................6 4.3. Phương pháp đồng đẳng hóa...........................................................................................7 4.3.1. Cơ sở lí thuyết.............................................................................................................. 7 4.3.2. Dấu hiệu nhận biết........................................................................................................8 4.3.3. Phương pháp giải..........................................................................................................8 4.4. Dạng cho mol hỗn hợp peptit..........................................................................................9 4.5. Dạng quy đổi hỗn hợp peptit về amino axit hoặc gốc và H2O....................................... 9 4.6. Dạng peptit-este.............................................................................................................10 C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................................................13 2. Đánh giá hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm.................................................................13 3. Hạn chế.............................................................................................................................13 4. Bài học kinh nghiệm........................................................................................................ 13 5. Khả năng ứng dụng của đề tài..........................................................................................13 6. Kiến nghị, đề xuất............................................................................................................ 13 PHỤ LỤC..................................................................................................................................14 1
TÊN ĐỀ TÀI: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PEPTIT A. MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong những năm gần đây, trong các đề thi đại học, cao đẳng luôn có những bài tập khó để học sinh “chinh phục” nhằm lấy điểm cao. Một trong các dạng bài tập quan trọng đó là dạng bài tập vận dụng cao về peptit. Nếu học sinh chỉ có kiến thức đơn thuần về cấu tạo, nắm một vài tính chất hóa học của peptit thì rất khó khăn tìm ra hướng giải loại bài tập này. Khi giải loại bài tập này yêu cầu học sinh phải có tư duy cao và vận dụng các kĩ năng về các phương pháp giải mới đưa ra được hướng giải quyết. Bài tập peptit là loại toán lạ và khó, yêu cầu đặt ra là học sinh phải nắm chắc bản chất của peptit để có khả năng biến đổi linh hoạt. Với những lý do trên, tôi chọn đề tài “Một số phương pháp giải bài tập peptit”, với hi vọng mang lại cho các em học sinh 12 một số kinh nghiệm trong việc giải bài tập loại này được tốt hơn. 2. Mục đích nghiên cứu Tìm ra phương pháp giải các dạng bài tập peptit được nhanh hơn, dễ hiểu hơn, đem lại kết quả cao nhất trong quá trình làm bài tập trắc nghiệm. 3. Đối tượng nghiên cứu Học sinh khối 12 4. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu bản chất của peptit: cấu tạo, tính chất vật lí, tính chất hóa học của peptit. Khảo sát học sinh để phân loại các đối tượng sao cho phù hợp với mỗi mức độ của bài tập đưa ra. Xây dựng phương pháp giải cụ thể cho từng dạng bài tập peptit. 5. Thời gian nghiên cứu Từ tháng 9/2017 đến 12/2018: Trong thời gian này vừa nghiên cứu, vừa áp dụng và áp dụng đại trà trong năm học 2018-2019. 2
B. NỘI DUNG 1. Cơ sở lí luận Đối với dạng bài tập peptit, để viết được phương trình hoá học chính xác, học sinh phải hiểu được bản chất của phản ứng. Điều khó đối với học sinh là phải biết xác định xem phản ứng xảy ra thì tạo ra những sản phẩm nào, từ đó mới viết được phương trình hoá học chính xác. Mặt khác kỹ năng giải toán hoá học chỉ được hình thành khi học sinh nắm vững lý thuyết, nắm vững các kiến thức về tính chất hoá học của chất, biết vận dụng kiến thức vào giải bài tập. Học sinh phải hình thành được một mô hình giải toán, các bước để giải một bài toán, kèm theo đó là phải hình thành ở học sinh thói quen phân tích đề bài và định hướng được cách làm đây là một kỹ năng rất quan trọng đối với việc giải một bài toán hóa học. Do đó, để hình thành được kỹ năng giải nhanh bài tập peptit thì ngoài việc giúp học sinh nắm được bản chất của phản ứng thì giáo viên phải hình thành cho học sinh một phương pháp giải nhanh bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tư duy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phân tích đề bài. Chính vì vậy việc cung cấp cho học sinh các phương pháp giải nhanh bài tập peptit để giúp học sinh định hướng đúng, xử lý nhanh khi làm bài tập peptit là điều rất cần thiết, nó giúp học sinh có tư duy khoa học khi học tập hoá học nói riêng và các môn học khác nói chung nhằm nâng cao chất lượng dạy học. 2. Thực trạng vấn đề nghiên cứu 2.1. Thuận lợi - Trong quá trình thực hiện đề tài sáng kiến kinh nghiệm bản thân tôi đã được tham khảo rất nhiều nguồn tư liệu thông tin thông qua các tài liệu sách báo, mạng internet. Ngoài ra còn có sự giúp đỡ, góp ý nhiệt tình của bạn bè, đồng nghiệp trong và ngoài trường. - Trong quá trình còn đi học cho đến khi là giáo viên bản thân tôi đã luôn tìm tòi, học hỏi và sưu tầm được một nguồn bài tập phong phú. Nội dung trong sáng kiến kinh nghiệm lần này bản thân tôi đã áp dụng, lồng ghép vào quá trình giảng dạy và thấy đạt hiệu quả cao trong dạy học, làm cho các em thấy thích thú với môn học và chất lượng học tập của các em đã có sự nâng lên, điều đó đã thúc đẩy tôi thực hiện nội dung sáng kiến này. 2.2. Khó khăn - Kỹ năng giải bài tập hóa học của học sinh còn yếu - Phương trình phản ứng trong phần lí thuyết peptit ở sách giáo khoa 12 chưa thực sự cụ thể để học sinh dễ hình dung ra bản chất hóa học của peptit. Do vậy nhiều bài tập peptit trong các đề thi đại học các em thường không làm được vì thấy phức tạp nhưng thực tế nếu hiểu rõ bản chất và phương pháp thì bài tập peptit cực kỳ đơn giản. 3. Mở đầu về peptit 3.1. Khái niệm - Peptit là hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α–amino axit liên kết với nhau bằng các liên kết peptit. - Liên kết peptit là liên kết –CONH– giữa 2 đơn vị α-amino axit. Nhóm –CONH– giữa 2 đơn vị α–amino axit gọi là nhóm peptit. - Những phân tử peptit chứa 2, 3, 4,... gốc α–amino axit được gọi là đi, tri, tetrapeptit,... được gọi chung là oligopeptit. Ví dụ: Các đipeptit có thể tạo thành từ glyxin và alanin: Gly–Gly, Ala–Ala, Gly–Ala, Ala–Gly. - Những phân tử peptit chứa trên 10 gốc α–amino axit được gọi là polipeptit. 3
-Ở điều kiện thường, peptit là các chất rắn. Chú ý: - Các gốc α-amino axit trong peptit có thể giống hoặc khác nhau. - Chủ yếu xét các peptit mạch hở, tạo ra từ các gốc α-amino axit no, mạch hở, phân tử có 1 nhóm –NH2 và 1 nhóm –COOH. - Cấu tạo của n-peptit: H-(HN-R-CO) n-OH có 1 đầu là nhóm –NH2 gọi là đầu N và 1 đầu là nhóm –COOH gọi là đầu C. - Phân tử peptit mạch hở tạo từ α-amino axit no, mạch hở có 1 nhóm NH 2 và 1 nhóm COOH luôn có số O nhiều hơn số N là 1. Ví dụ: đipeptit Gly-Gly có CTPT là C4H8O3N2,… 3.2. Tính chất hoá học - Thuỷ phân hoàn toàn peptit (xúc tác axit hoặc bazơ) thu được các α-amino axit. Tổng quát: Thuỷ phân n-peptit (đipeptit, tripeptit,…) Tổng quát 1: n-peptit + (n – 1)H2O → Các α-amino axit. Ví dụ: Gly-Ala-Val + 2H2O → Gly + Ala + Val. Gly2Ala3Val4 + 8H2O → 2Gly + 3Ala + 4Val. Tổng quát 2: Thuỷ phân trong môi trường kiềm n-peptit + nNaOH → Muối natri của các α-amino axit + H2O. Ghi nhớ: Mol H2O = mol peptit (vì H2O được tạo ra từ phản ứng của nhóm COOH nằm cuối cùng của phân tử peptit với NaOH. Ví dụ: Gly-Ala-Val + 3NaOH → Gly-Na + Ala-Na + Val-Na + H2O. Gly2Ala3Val4 + 9NaOH → 2Gly-Na + 3Ala-Na + 4Val-Na + H2O. Tổng quát 3: Thuỷ phân trong môi trường axit n-peptit + (n – 1)H2O + nHCl → Muối clorua của các α-amino axit. Ghi nhớ: Bảo toàn khối lượng → mmuối clorua = mpeptit + m H O + mHCl phản ứng. 2 Ví dụ: Gly-Ala-Val + 2H2O + 3HCl → HCl.Glyxin + HCl.Alanin + HCl.Valin. Gly2Ala3Val4 + 8H2O + 9HCl → 2HCl.Glyxin + 3HCl.Alanin + 4HCl.Valin. - Thuỷ phân không hoàn toàn peptit (xúc tác axit hoặc bazơ hoặc enzim) thu được các peptit ngắn hơn. 3.2.2. Phản ứng màu biure Trong môi trường kiềm peptit tác dụng với Cu(OH)2 tạo hợp chất màu tím. Chú ý: đipeptit không tham gia phản ứng này (ví dụ: gly-ala, ala-ala,…). 3.2.3. Phản ứng trùng ngưng (chỉ xét peptit mạch hở) 3.2.3.1. Từ các α-amino axit Tổng quát: aGly + bAla + cVal → GlyaAlabValc + (a + b + c – 1)H2O. Ghi nhớ: Mpeptit = M amino axit − H 2O. Ví dụ: Gly + Gly + Ala → Gly-Gly-Ala + 2H2O; Hay 2Gly + Ala → Gly2Ala + 2H2O. MPeptit = 2.75 + 89 – 2.18 = 203. 3.2.3.2. Từ hỗn hợp các peptit Tổng quát: Hỗn hợp các peptit X, Y, Z có tỉ lệ mol tương ứng a : b : c. aX + bY + cZ → Peptit lớn + (a + b + c – 1)H2O. Ghi nhớ: Bảo toàn khối lượng → mhỗn hợp peptit = mPeptit lớn + mH O . 2 Ví dụ: Hỗn hợp E gồm các peptit X, Y, Z có tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 3 : 4. 2X + 3Y + 4Z → Peptit lớn + 8H2O. x → 8x mol. → Khối lượng hỗn hợp E: mhỗn hợp peptit E = x.MPeptit lớn + 8x.18. 4
4. Dạng toán cơ sở và các phương pháp giải 4.1. Dạng cơ sở: Xác định peptit Ví dụ 1: Thuỷ phân hoàn toàn hỗn hợp E gồm 0,1 mol đipeptit X và 0,15 mol tripeptit Y thu được sản phẩm gồm 30 gam glyxin và 22,25 gam alanin. Peptit Y là: A. Gly-Ala. B. Gly3 C. Gly2Ala D. GlyAla2. Thuỷ phân hỗn hợp E thu được: 0,4 mol Gly và 0,25 mol Ala. X là : Glya Ala( 2– a ) : 0,1 mol. Vì sản phẩm chỉ gồm Gly và Ala nên gọi hỗn hợp E gồm Y là : Glyb Ala( 3– b ) : 0,15 mol. 8 − 2a Bảo toàn Gly, ta có: 0,1a + 0,15b = 0,4 hay 2a + 3b = 8 → b = 3 Vì X là đipeptit nên a có thể nhận các giá trị 0, 1, 2. Lập bảng: a 0 1 2 b 2,66 2 1,33 → Peptit Y là Gly2Ala. Ví dụ 2: Thuỷ phân hoàn toàn 0,25 mol hỗn hợp E gồm tripeptit X và tetrapeptit Y cần dùng vừa đủ 450ml dung dịch NaOH 2M, thu được sản phẩm chỉ gồm 24,25 gam muối của glyxin và m gam muối của alanin. Peptit Y và giá trị của m lần lượt là: A. GlyAla2 và 21,7. B. Gly2Ala2 và 33,3. C. GlyAla3 và 42,75. D. GlyAla3 và 72,15. Tripeptit X + 3NaOH → muối + H2O x → 3x mol. Tetrapeptit Y + 4NaOH → muối + H2O y → 4y mol. x + y = 0, 25 x = 0,1 → 3 x + 4 y = 0,9 y = 0,15 Thuỷ phân hỗn hợp E thu được: 0,25 mol muối Gly-Na. X là : Glya Ala( 3– a ) : 0,1 mol . Vì sản phẩm chỉ gồm Gly và Ala nên gọi hỗn hợp E gồm Y là : Glyb Ala( 4– b ) : 0,15 mol. 5 − 2a Bảo toàn Gly, ta có: 0,1a + 0,15b = 0,25 hay 2a + 3b = 5 → b = . 3 Vì X là tripeptit nên a có thể nhận các giá trị 0, 1, 2, 3. Lập bảng: a 0 1 2 3 b 1,67 1 1,33 -1,33 → Peptit Y là GlyAla3 → X là GlyAla2 → Bảo toàn Ala ta có mol muối Ala = 0,1.2 + 0,15.3 = 0,65 mol. → Khối lượng muối Ala-Na = 0,65.111 = 72,15 gam. 4.2. Phương pháp trùng ngưng hóa 4.2.1. Cơ sở lí thuyết - Điều chế peptit lớn từ hỗn hợp các peptit theo tỉ lệ mol bài cho (xem thêm mục 3.2.3.2). - Cách tìm giá trị min và max của 1 biểu thức liên quan. - Áp dụng vào tìm giá trị min, max của số gốc amino axit trong peptit lớn, từ đó tính toán theo yêu cầu của bài toán. Thông thường dạng này, bài yêu cầu tính khối lượng hỗn hợp peptit. 5
Ví dụ 1: Cho 4 số a, b, c, d nguyên dương thoả mãn: a + b + c = d. Tìm giá trị min, max của 1 biểu thức dạng như: A = a + b + 3c? Ta có: A = (a + b + c) + 2c = d + 2c. → Amin khi 2c min, hay c min c = 1 (do điều kiện c N*). → Amax khi 2c max, hay c max cmax = d – (a + b) = d – (1 + 1) (do điều kiện a + b + c = d). Ví dụ 2: Cho các số nguyên dương thoả mãn: a + b + c = 11. Tìm min, max của A = a + b + 4c? Ta có: A = (a + b + c) + 3c = 11 + 3c. Amin = 11 + 3.1 = 14 khi a + b = 10 và c = 1. Amax = 11 + 3.9 = 38 khi a = b = 1 và c = 11 – (a + b) = 9. Ví dụ 3: Cho hỗn hợp E gồm 3 peptit X, Y, Z có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 1 : 4. Tổng số liên kết peptit trong E là 12. Tìm giá trị min, max của tổng số gốc amino axit trong E? Gọi số liên kết peptit trong X, Y, Z lần lượt là a, b, c → a + b + c = 12 (*). → Số gốc amino axit của X, Y, Z lần lượt là (a + 1), (b + 1) và (c + 1). Vì tỉ lệ mol X, Y, Z là 1 : 1 : 4 nên Tổng số gốc amino axit trong E tương ứng: A = 1.(a + 1) + 1.(b + 1) + 4.(c + 1). A = a + b + 4c + 6 = (a + b + c) + 3c + 6. Thay (*) vào → A = 13 + 3c + 6 = 19 + 3c. → Amin = 19 + 3.1 = 22 khi c = 1 và a + b = 11. → Amax = 19 + 3.10 = 49 khi a = b = 1 và c = 10. 4.2.2. Dấu hiệu nhận biết Thông thường ta dùng phương pháp trùng ngưng hoá khi bài cho hỗn hợp các peptit, có tỉ lệ mol tương ứng. 4.2.3. Phương pháp giải Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm 3 peptit Y, Z, T đều mạch hở có tỉ lệ mol tương ứng là 1:1:3. Thủy phân hoàn toàn m gam X, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 14,24 gam alanin và 8,19 gam valin. Biết tổng số liên kết peptit trong phân tử của ba peptit trong X nhỏ hơn 13. Giá trị của m là: A. 19,19. B. 18,47. C. 18,29. D. 18,83. Hỗn hợp X gồm Y, Z, T thuỷ phân tạo 0,16 mol Ala và 0,07 mol Val → tỉ lệ Ala:Val = 16:7. Ta trùng ngưng hỗn hợp X theo tỉ lệ mol 1 : 1 : 3 sẽ thu được 1 peptit lớn gồm Ala và Val tỉ lệ 16:7. Y + Z + 3T → H-(Ala16Val7)k-OH + 4H2O (*). Ở đây k là hệ số, nó tương tự như hệ số n trong CTPT có dạng (CTĐGN)n. Ớ phần lập CTPT chất hữu cơ lớp 11: Ta có chất hữu cơ C xHy có tỉ lệ x : y = nC : nH = a : b ta suy ra CTĐGN là CaHb → CTPT có dạng (CaHb)n, và ta đi tìm n. BTKL → Khối lượng hỗn hợp E = khối lượng peptit lớn + khối lượng H 2O (trong phản ứng *). Số gốc α-amino axit trong peptit lớn = (16 + 7)k = 23k gốc. Gọi số liên kết peptit trong Y, Z, T lần lượt là a, b, c → số gốc α-amino axit trong Y, Z, T lần lượt là: (a + 1), (b + 1) và (c + 1) gốc. Vì tỉ lệ mol Y:Z:T = 1:1:3 Suy ra tổng số liên kết peptit = a + b + 3c. → Tổng số gốc α-amino axit = A = (a + 1) + (b + 1) + 3(c + 1) = a + b + 3c + 5. Tổng số liên kết peptit trong X là: a + b + c = 13. → Amin = 13 + 2c + 5 = 20 khi c = 1 và a + b = 12. 6
→ Amax = 13 + 2.11 + 5 = 40 khi c = 11 và a = b = 1. → 20 ≤ 23k ≤ 40 → k = 1. Y + Z + 3T → H-(Ala16Val7)-OH + 4H2O (*). 0,01 0,04 mol (vì mol Ala = 0,16 và mol Val = 0,07). → Khối lượng hỗn hợp peptit E = 0,01(71.16 + 99.7 + 18) + 0,04.18 = 19,19 gam. Ví dụ 2: Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp 3 peptit X, Y, Z có tỉ lệ mol lần lượt là 2:3:5 thu được 60 gam glyxin, 80,1 gam alanin và 117 gam valin. Biết tổng số liên kết peptit trong X, Y và Z là 6 và số liên kết mỗi peptit là khác nhau. Tính giá trị của m A. 226,5 B. 257,1 C. 255,4 D. 176,5. 2X + 3Y + 5Z → (Gly8Ala9Val10)k + 9H2O → Số gốc amino axit = 27k gốc. 0,1 0,9 mol. → 2.6 + (1.2 + 3.1) + 10 ≤ 27k ≤ 2.6 + (1.2 + 3.3) + 10 → Chọn k = 1. → Khối lượng peptit = 0,1(75.8 + 89.9 + 117.10 – 26.18) + 0,9.18 = 226,5 gam. 4.3. Phương pháp đồng đẳng hóa 4.3.1. Cơ sở lí thuyết Cho 1 hỗn hợp các peptit mạch hở được tạo ra từ các amino axit no, mạch hở, phân tử có 1 nhóm NH2 và 1 nhóm COOH (hoặc cho sản phẩm thuỷ phân chứa Gly, Ala, Val, …). Thông thường toán Peptit chủ yếu liên quan đến 3 amino axit là Glyxin, Alanin và Valin. Về hình thức ta có thể coi: Alanin : H 2 N − CH ( CH 3 ) COOH g oà : H 2 NCH 2COOH ( glyxin ) + 1CH 2 . m Valin : CH 3CH ( CH 3 ) CH ( H 2 N ) COOH g oà : H 2 NCH 2COOH ( glyxin ) + 3CH 2 . m Glyxin : H 2 NCH 2COOH g oà : HNCH 2CO (hay C2 H 3ON ) + H 2O m → Quy đổi về hỗn hợp C2 H 3ON : x mol + H 2 O / NaOH C2 H 5O2 N / C2 H 4O2 NNa : x mol CH 2 : y mol CH 2 : y mol H 2O : z mol = mol hh peptit Ghi nhớ * Khối lượng peptit = 57x + 14y + 18z. * Đốt cháy hoàn toàn peptit cũng như đốt cháy hoàn toàn các amino axit, hoặc đốt cháy muối cần lượng O2 giống nhau là (2,25x + 1,5y) mol. - Đốt cháy hỗn hợp peptit C2 H 3ON : x mol CO2 : 2 x + y mol + (2,25 x +1,5 y ) O2 CH 2 : y mol H 2O :1,5x + y + z mol H 2O : z mol = mol hh peptit N 2 : 0,5 x mol CO2 : 2 x + y mol C2 H 5O2 N : x mol + (2,25 x +1,5 y ) O2 - Đốt cháy hỗn hợp amino axit H 2O : 2, 5 x + y mol CH 2 : y mol N 2 : 0,5 x mol CO2 : 2 x + y − 0,5 x mol C2 H 4O2 NNa : x mol + (2,25 x +1,5 y ) O2 H 2O : 2 x + y mol - Đốt cháy hỗn hợp muối CH 2 : y mol Na2CO3 : 0,5 x mol N 2 : 0,5 x mol 7
4.3.2. Dấu hiệu nhận biết Phương pháp đồng đẳng hoá dùng giải được phần lớn các bài toán peptit. Thông thường phương pháp dùng với những bài có phản ứng đốt cháy, thuỷ phân cho hỗn hợp các sản phẩm của amino axit. 4.3.3. Phương pháp giải Ví dụ 1: Đun nóng 15,91 gam hỗn hợp E gồm hai tripeptit X và tetrapeptit Y cần dùng 230 ml dung dịch KOH 1M chỉ thu được dung dịch chứa muối Kali của Glyxin và Alanin. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn 15,91 gam E trong O 2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO2, H2O và N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và H2O là 34,53 gam. Công thức phân tử của peptit Y là: A. C7H13O5N4. B. C7H13O4N3. C. C11H26O5N4. D. C11H20O5N4. C2 H 3ON : 0, 23 mol = mol NaOH + O2 CO2 : y + 2.0, 23 mol → Quy đổi E CH 2 : y mol = mol Ala H 2O : y + z + 1,5.0, 23 mol H 2O : z mol 57.0, 23 + 14 y + 18 z = 15,91 y = 0,11 → → mol Ala = y = 0,11 mol. 44( y + 2.0, 23) + 18( y + z + 1,5.0, 23) = 34,53 z = 0, 07 Thuỷ phân E: Tripeptit X + 3NaOH → muối + H2O Tetrapeptit Y + 4NaOH → muối + H2O. nX + nY = 0, 07 nX = 0, 05 → 3nX + 4nY = 0, 23 nY = 0, 02 GlyaVal3−a : 0, 05 → Hỗn hợp E → Tổng mol Ala = 0,05(3 – a) + 0,02(4 – b) = 0,11 → GlybVal4−b : 0, 02 a=2 và b=1. → Y là GlyAla3 hay C11H20O5N4. Ví dụ 2: Đun nóng 45,54 gam hỗn hợp E gồm hai peptit X (CxHyOzN6) và Y(CnHmO6Nt) cần dùng 580ml dung dịch NaOH 1M chỉ thu được dung dịch chứa muối natri của glyxin và valin. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn cùng lượng E trên trong O2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO2, H2O và N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và H2O là 115,18 gam. Công thức phân tử của peptit X là: A. C17H30O7N6. B. C21H38O7N6. C. C24H44O7N6. D. C18H32O7N6. C2 H 3ON : 0,58 mol = mol NaOH + O2 CO2 : y + 2.0,58 mol → Quy đổi E CH 2 : y mol H 2O : y + z + 1,5.0,58 mol H 2O : z mol 57.0,58 + 14 y + 18 z = 45,54 y = 0, 75 →mol Val=0,75:3=0,25 mol. 44( y + 2.0,58) + 18( y + z + 1,5.0,58) = 115,18 z = 0,11 Thuỷ phân E: Hexapeptit X + 6NaOH → muối + H2O Pentapeptit Y + 5NaOH → muối + H2O. nX + nY = 0,11 n X = 0, 03 → 6nX + 5nY = 0,58 nY = 0, 08 GlyaVal6− a : 0, 03 → Hỗn hợp E → mol Val = 0,03(6 – a) + 0,08(5 – b) = 0,25 → a = 3 GlybVal5−b : 0, 08 và b = 3. → X là Gly3Val3 hay C21H38O7N6. 8
4.4. Dạng cho mol hỗn hợp peptit Câu 1: Đun nóng 0,4 mol hỗn hợp E gồm đipeptit X, tripeptit Y và tetrapeptit Z đều mạch hở bằng lượng vừa đủ dung dịch NaOH, thu được dung dịch chứa 0,5 mol muối của glyxin và 0,4 mol muối của alanin và 0,2 mol muối của valin. Mặt khác, đốt cháy m gam E trong O2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO2, H2O và N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và H2O là 78,28 gam. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 45. B. 40. C. 50. D. 35 Cách 1: E là Gly1,25Ala1val0,5 – 1,75H2O tương ứng với m gam là x mol E (Các chỉ số Gly, Ala, Val = mol Gly, Ala, Val chia mol E). Vậy mol CO2 = 2,5x + 3x +2,5x và mol H2O = 7,625x mol. Vậy tổng khối lượng CO2 + H2O = 78,28 → x = 0,16 mol. → m = 0,16(75.1,25 + 89 + 117.0,5 – 18.1,75) = 33,56 gam. Cách 2: E gồm C2 H 3ON : 0,5 + 0, 4 + 0, 2 = 1,1 mol + O2 CO2 :1,1.2 + 1 = 3, 2mol CH 2 : 0, 4 + 0, 2.3 = 1 mol H 2O :1,5.1,1 + 1 + 0, 4 = 3, 05mol H 2O : 0, 4 mol Khối lượng E = 1,1.57 + 14.1 + 0,4.18 = 83,9 gam → Khối lượng CO 2 + H2O = 3,2.44 + 18.3,05 = 195,7 gam. → Để thu được tổng CO2 + H2O = 78,28 cần đốt m = 78,28.83,9/195,7 = 33,56 gam. Câu 2: Đun nóng 0,5 mol hỗn hợp E gồm đipeptit X, tripeptit Y và pentapeptit Z đều mạch hở bằng lượng vừa đủ dung dịch NaOH, thu được dung dịch chứa 0,55 mol muối của glyxin và 0,5 mol muối của alanin và 0,4 mol muối của valin. Mặt khác, đốt cháy m gam E trong O2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO2, H2O và N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và H2O là 28,115 gam. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 11. B. 11,5. C. 12. D. 10,5. E là Gly1,1Ala1val0,8 – 1,9H2O tương ứng với m gam là x mol. Vậy mol CO2 = 2,2x + 3x + 4x và mol H2O = 8,75x mol. Vậy tổng khối lượng CO2 + H2O = 28,115 → x = 0,05 mol. → m = 0,05(75.1,1 + 89 + 117.0,8 – 18.1,9) = 11,545 gam. 4.5. Dạng quy đổi hỗn hợp peptit về amino axit hoặc gốc và H2O Ví dụ 1: Hỗn hợp E gồm 3 chuỗi peptit X, Y, Z đều mạch hở (được cấu tạo từ các mắt xích Glyxin và Lysin) có số mắt xích không nhỏ hơn 2. Chia hỗn hợp làm hai phần không bằng nhau, phần một có khối lượng 14,88 gam đem thủy phân hoàn toàn trong dung dịch KOH 1M dư, thấy dùng hết 180ml, sau phản ứng thu được hỗn hợp muối F chứa a mol muối glyxin và b mol muối lysin. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn phần còn lại thu được tỉ lệ thể tích giữa khí cacbonic và hơi nước thu được là 1. Tỉ lệ a : b gần nhất với: A. 2,67 B. 3,20 C. 2,70 D. 3,33 C2 H 5O2 N : a mol + KOH a + b = 0,18 → Quy đổi E C6 H14O2 N 2 : b mol 75a + 146b + 18c = 14,88 H 2O : c mol C2 H 5O2 N : a mol + O2 CO2 : 2a + 6b mol → C6 H14O2 N 2 : b mol 2a + 6b = 2,5a + 7b + c H 2O : 2, 5a + 7b + c mol H 2O : c mol Chú ý: Có k lần, nhưng không cần thiết. → a = 102/775, b = 3/62, c = –177/1550. 9
→ Tỉ lệ a : b = 2,72. Ví dụ 2: Thủy phân hoàn toàn một hỗn hợp peptit E gồm hai peptit X và Y có số liên kết peptit chẵn bằng 690ml dung dịch NaOH 1M, chỉ thu được hỗn hợp muối natri của glyxin (a gam) và alanin (b gam). Chia hỗn hợp E thành 2 phần không bằng nhau: - Phần 1: Đốt cháy hoàn toàn trong O2 dư, thu được hỗn hợp sản phẩm với mCO2 − mH 2O = 2, 61997 mN2 . - Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn trong O2 dư rồi dẫn hỗn hợp sản phẩm lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 (đặc, dư) và bình 2 chứa dung dịch Ca(OH) 2 dư, thấy khối lượng bình 2 tăng gấp 2,7205 lần so với bình 1. Tỉ lệ a : b gần nhất với: A. 0,8 B. 0,9 C. 1,0 D. 1,1 C2 H 5O2 N : a mol + NaOH → Quy đổi E C3 H 7O2 N : b mol a + b = 0, 69 H 2O : c mol C2 H 5O2 N : a mol + O2 CO2 : 2a + 3b mol → C3 H 7O2 N : b mol H 2O : 2,5a + 3,5b + c mol H 2O : c mol a = 0, 37 44(2a + 3b) − 1,8.18(2,5a + 3, 5b + c) = 2, 61997.28.0,5( a + b) → b = 0,32 44(2a + 3b) = 2, 7205.18(2,5a + 3, 5b + c) c = −0, 515 → Tỉ lệ khối lượng muối = 0,37.97/0,32.111 = 1,01. 4.6. Dạng peptit-este Ta có thể quy đổi Hỗn hợp E gồm peptit + este no, đơn chức, mạch hở thành: C2 H 3ON : x mol CO2 : 2 x + y CH 2 : y mol + (2,25 x +1,5 y −t )O2 * Hỗn hợp H 2O :1,5 x + y + z H 2O : z mol N 2 : 0,5 x OO : t mol C2 H 3ON : x mol CO2 : 2 x + y + 2t CH 2 : y mol + (2,25 x +1,5 y + 2 t ) O2 * Hỗn hợp H 2O :1, 5 x + y + z + 2t H 2O : z mol N 2 : 0,5 x HCOOCH 3 : t mol * Thuỷ phân C2 H 4O2 NNa : x mol CO2 : 2 x + y − nt − 0,5( x + t ) + NaOH CH 2 : y mol + ( ( 2,25 x +1,5 y −(1,5 n +1) t ) O2 H 2O : 2 x + y − (n + 0,5)t E − Cn H 2 n+1OH Cn H 2 n +1 : −t mol N 2 : 0,5 x OONa : t mol Na2CO3 : 0,5( x + t ) Hỗn hợp E gồm peptit + este không no, 2 chức, mạch hở tạo bởi etylenglicol và axit đơn chức có 1 liên kết π thành: C2 H 3ON : x mol C2 H 3ON : a mol CH 2 : y mol CH 2 : b mol * Hỗn hợp E hoaë c H 2O : z mol H 2O : c mol (CH 2 = CHCOO ) 2 C2 H 4 : t mol C3O4 : d mol 10
* Thuỷ phân C2 H 3ON : x mol C2 H 4O2 NNa : x mol CH 2 : y mol + NaOH E − C2 H 4 ( OH )2 :t mol CH 2 : y mol H 2O : z mol CH 2 = CHCOONa : 2t mol (CH 2 = CHCOO) 2 C2 H 4 : t mol C2 H 3ON : a mol C2 H 4O2 NNa : a mol CH 2 : b mol + NaOH Hoặc E − C2 H 4 ( OH ) 2 :d mol CH 2 : b − 2d mol H 2O : c mol C3O4 Na2 : d mol C3O4 : d mol Ví dụ 1: Hỗn hợp E gồm peptit X mạch hở và este Y (được tạo ra giữa axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở và ancol metylic). Đốt cháy hoàn toàn m gam E cần 15,68 lít O2 (đktc). Mặt khác, thủy phân m gam E trong dung dịch NaOH vừa đủ thu được 24,2 gam hỗn hợp muối gồm 3 chất (trong đó số mol muối natri của Gly lớn hơn số mol muối natri của Ala). Đốt cháy hoàn toàn khối lượng muối trên thu được H 2O, Na2CO3, N2 và 18,7 gam CO2. Tỉ lệ số mol Gly : Ala trong X là: A. 3 : 1. B. 2 : 1 C. 3 : 2. D. 4 : 3. Hỗn hợp E C2 H 3ON : x mol CO2 : 2 x + y CH 2 : y mol + O2 H 2O :1,5 x + y + z 0,5 x + t + 0, 7 = 2 x + y + 0, 75 x + 0, 5 y ( BTO) H 2O : z mol N 2 : 0, 5 x OO : t mol C2 H 4O2 NNa : x mol CO2 :1,5 x + y − 1,5t = 0, 425 + NaOH CH 2 : y mol + O2 H 2O : 2 x + y − 1,5t Hỗn hợp E − CH3OH CH 3 : −t mol N 2 : 0, 5 x OONa : t mol Na2CO3 : 0,5( x + t ) 97 x + 14 y + 40t = 24, 2 x = 0, 2 → Hệ 2, 25 x + 1,5 y − t = 0, 7 y = 0, 2 1,5 x + y − 1,5t = 0, 425 t = 0, 05 Este RCOOCH3 = 0,05 mol. Vì mol Gly > mol Ala nên chỉ có Este CH 3COOCH3 là phù hợp. → Ala = y – 3t = 0,05 mol, Gly = 0,2 – 0,05 = 0,15 mol. → Tỉ lệ Gly : Ala = 3 : 1. Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm hai peptit mạch hở có cùng số nguyên tử cacbon và một este no, đơn chức, mạch hở được tạo bởi axit cacboxylic và ancol. Đun nóng 29,34 gam X với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được ancol etylic và hỗn hợp Y gồm ba muối (trong đó có hai muối của hai α-amino axit có dạng H2N-CnH2n-COOH). Đốt cháy toàn bộ Y cần dùng 0,93 mol O2, thu được CO2; H2O; 0,12 mol N2 và 0,195 mol Na2CO3. Phần trăm khối lượng của peptit có khối lượng phân tử nhỏ trong hỗn hợp X là A. 32,72%. B. 19,33%. C. 16,36%. D. 38,65%. Hỗn hợp X 11
C2 H 3ON : x mol C2 H 4O2 NNa : x mol CO2 :1, 5 x + y − 2,5t CH 2 : y mol + NaOH CH 2 : y mol + O2 H 2O : 2 x + y − 2,5t − C2 H 5OH H 2O : z mol C2 H 5 : −t mol N 2 : 0,5 x = 0,12 OO : t mol OONa : t mol Na2CO3 : 0,5( x + t ) = 0,195 57 x + 14 y + 18 z + 32t = 29,34 x = 0, 24 x = 0, 24 y = 0, 66 → Hệ t = 0,15 z = 0, 09 x + t + 0,93 = 1,5 x + y − 2,5t + 0,5(2 x + y − 2,5t ) + 1,5.0,195 ( BTO) t = 0,15 0, 24.2 + 0, 66 Số C trung bình trong X = = 4, 75. 0, 09 + 0,15 Trường hợp 1: Este là HCOOC2H5 → 2 peptit có số C = 7,67 loại. Trường hợp 2: Este là CH3COOC2H5→2 peptit có số C = 6 là Gly3 và Ala2 = 0,03 mol. 0, 03(89.2 - 18).100 → % Khối lượng của Ala2 = = 16, 36%. 29, 34 12
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết quả Các năm học 2017-2018 tôi đã áp dụng cho một vài đối tượng học sinh, cho đến năm học 2018- 2019 tôi đã áp dụng rộng rãi đề tài này vào thực tế giảng dạy. Đối tượng là các em lớp 12A1, 12A2 ở trường THPT Vĩnh Linh do tôi trực tiếp giảng dạy. Khi các em được nghiên cứu kĩ hơn về lý thuyết, được làm các bài tập peptit nhiều hơn với nhiều dạng bài tập như phân loại trong đề tài này, kết quả rất nhiều học sinh tỏ ra hứng thú với các bài tập peptit, không còn tình trạng né tránh, ngại bài tập peptit như trước nữa. 2. Đánh giá hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm Quan nghien cứu, ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm vào thực tiễn giảng dạy, tôi nhận thấy kết quả học sinh đạt được rất khả quan. Đề tài này đã giúp học sinh khá giỏi phát triển năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề, phát huy tính chủ động và sáng tạo trong học tập. 3. Hạn chế Vì đây là một dạng toán khó nên không phải học sinh nào cũng có thể tiếp cận được. Hơn nữa, do số lượng học sinh trong các lớp khá lớn cũng như thời gian quy định của phân phối chương trình còn hạn hẹp nên việc truyền đạt của giáo viên cũng gặp nhiều khó khăn. 4. Bài học kinh nghiệm - Cần xây dựng, bổ sung thêm nhiều bài toán liên quan đến đề tài. - Cần có phương pháp hướng dẫn học sinh chủ động học tập 5. Khả năng ứng dụng của đề tài Đề tài được ứng dụng vào việc ôn tập thi THPT Quốc gia, hướng tới mục tiêu nâng cao điểm số bài thi môn Hóa của học sinh nhằm sử dụng để xét tuyển vào các trường đại học. 6. Kiến nghị, đề xuất Bản thân tôi là một giáo viên trực tiếp giảng dạy lớp 12 nhiều năm. Khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm vào giảng dạy tôi nhận thấy sự tự tin khi giải các câu bài tập khó về peptit của học sinh tăng lên rõ rệt, các em tự tin hơn khi giải các dạng bài tập này và các em rất hứng thú trong quá trình làm bài tập. Trên đây là kinh nghiệm cá nhân tôi muốn trao đổi với các thầy cô cùng giảng dạy bộ môn Hóa học, rất mong được góp ý, bổ sung để cho bản sáng kiến kinh nghiệm được hoàn thiện hơn, đem lại lợi ích cho học sinh. Tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA Vĩnh Linh, ngày 16 tháng 5 năm 2019 THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác. Người viết Nguyễn Vũ Trường 13
PHỤ LỤC 1. Bài tập tương tự: Dạng xác định peptit Câu 1: Thuỷ phân hết 0,05 mol hỗn hợp E gồm hai peptit mạch hở X (C xHyOzN3) và Y (CnHmO6Nt), thu được hỗn hợp gồm 0,07 mol glyxin và 0,12 mol alanin. Mặt khác, thuỷ phân hoàn toàn 0,1 mol Y trong dung dịch HCl, thu được m gam hỗn hợp muối. Giá trị của m là A. 59,95. B. 63,50. C. 47,40. D. 43,50. X là tripeptit và Y là pentapeptit. x + y = 0, 05 x = 0, 03 X : Glya Ala3− a : x mol Hỗn hợp E → ax + by = 0, 07 y = 0, 02 Y : Glyb Ala5−b : y mol (3 − a) x + (5 − b) y = 0,12 3a + 2b = 7 → Chọn a = 1 và b = 2 → Y là Gly2Ala3. Cho Y + HCl : Gly2Ala3 + 4H2O + 5HCl → 2HCl.Glyxin + 3HCl.Alanin. 0,1 → 0,2 0,3 mol. → Khối lượng muối m = 0,2(36,5 + 75) + 0,3(36,5 + 89) = 59,95 gam. Hoặc m = 0,1(75.2 + 89.3 + 36,5.5) = 59,95 gam. Câu 2: Cho 0,7 mol hỗn hợp T gồm hai peptit mạch hở là X (x mol) và Y (y mol), đều tạo bởi glyxin và alanin. Đun nóng 0,7 mol T trong lượng dư dung dịch NaOH thì có 3,8 mol NaOH phản ứng và thu được dung dịch chứa m gam muối. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn x mol X hoặc y mol Y thì đều thu được cùng số mol CO 2. Biết tổng số nguyên tử oxi trong hai phân tử X và Y là 13, trong X và Y đều có số liên kết peptit không nhỏ hơn 4. Giá trị của m là: A. 396,6. B. 409,2. C. 340,8. D. 399,4. X, Y có số liên kết peptit ≥ 4 → từ pentapeptit (có 6 O) trở lên, kết hợp với tổng số O trong X, Y là 13 nên: hexapeptit : RO7 N 6 : x mol Gly − Na → Hỗn hợp T gồm + 3,8 mol NaOH → + H 2O pentapeptit : R ' O6 N5 : y mol Ala − Na x + y = 0, 7 x = 0,3 → hệ 6 x + 5 y = 3,8 y = 0, 4 X là GlyaAla6-a: 0,3 mol và Y là GlybAla5-b: 0,4 mol. → Khi đốt X, hoặc Y cho cùng mol CO2 → 0,3[2a + 3(6 – a)] = 0,4[2b + 3(5 – b)]. → a = 2 và b = 3 là phù hợp. → Khối lượng hỗn hợp muối = 97(2.0,3 + 3.0,4) + 111(4.0,3 + 2.0,4) = 396,6 gam. 2. Bài tập tương tự: phương pháp trùng ngưng Câu 1: Hỗn hợp A gồm ba peptit mạch hở X, Y, Z có tỉ lệ mol tương ứng là 2:3:4. Thủy phân hoàn toàn m gam A thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 21,75 gam Glyxin và 16,02 gam Alanin. Biết số liên kết peptit trong phân tử X nhiều hơn trong Z và tổng số liên kết peptit trong ba phân tử X, Y, Z nhỏ hơn 17. Giá trị của m là: A. 30,93. B. 30,57. C. 30,21. D. 31,29. 2X + 3Y + 4Z → (Gly29Ala18)k + 8H2O → Số gốc amino axit = 47k gốc. 0,01 0,08 mol. → 2.17 + (1 + 2.1) + 9 ≤ 47k ≤ 2.17 + (2 + 2.7) + 9 → Chọn k = 1. → Khối lượng peptit = 0,01(75.29 + 89.18 – 46.18) + 0,08.18 = 30,93 gam. Câu 2: Đun nóng m gam hỗn hợp E chứa 3 peptit X, Y, Z đều mạch hở có tỉ lệ mol tương ứng 1:4:2 với 450 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), cô cạn dug dịch sau phản ứng thu được 48,27 gam hỗn hợp chỉ chứa 2 muối natri của glyxin và valin. Biết tổng số liên kết peptit trong E bằng 16. Giá trị m là 14
A. 30,63 gam B. 36,03 gam C. 32,12 gam D. 31,53 gam. Gly − Na : x mol x + y = 0, 45 ( BT Na) x = 0,34 - Hỗn hợp muối Val − Na : y mol 97 x + 139 y = 48, 27 y = 0,11 →Tỉ lệ mol Gly : Val = 34 : 11. Ta có: X + 4Y + 2Z → H-(Gly34Val11)k-OH + 6H2O. → Số gốc amino axit = 45k gốc. 0,01 → 0,06 mol. Số gốc amino axit trong E là A = a + 4b + 2c + 7 = 16 + 7 + 3b + c. Amin = 23 + 3.1 + 1 = 27 khi b = c = 1 và a = 14. Amax = 23 + 3.14 + 1 = 66 khi a = c = 1 và b = 14. → 27 ≤ 45k ≤ 66 → k = 1. → Khối lượng hỗn hợp peptit E = 0,01(34.57 + 11.99 + 18) + 0,06.18 = 31,53 gam. Câu 3: Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm peptit X và peptit Y (được trộn theo tỉ lệ mol 4:1) thu được 30 gam glyxin; 71,2 gam alanin và 70,2 gam valin. Biết tổng số liên kết peptit có trong 2 phân tử X và Y là 7. Giá trị nhỏ nhất của m có thể là: A. 145 B. 146,8 C. 151,6 D. 148. Gly = 0,4 mol, Ala = 0,8 mol, Val = 0,6 mol → Tỉ lệ Gly : Ala : Val = 2 : 4 : 3. 4X + Y → H–(Gly2Ala4Val3)k–OH + 4H2O → Số gốc amino axit = 9k gốc. 0,2/k → 0,8/k mol. Gọi số liên kết peptit trong X, Y là x và y → x + y = 7. → Số mắt xích amino axit của: X = x + 1 và Y = y + 1. → Số mắt xích trong A = 4(x + 1) + y + 1 = 12 + 3x → Min = 15 (khi x = 1) và Max = 30 (khi x = 6). → 1,67 ≤ k ≤ 3,34. Nếu k = 2 → khối lượng peptit = 0,1[(57.2 + 71.4 + 99.3).2 + 18] + 0,4.18 = 148 gam. 0, 2 0, 8 Nếu k = 3 → Khối lượng peptit = [(57.2 + 71.4 + 99.3).3 + 18] + .18 = 145 3 3 gam. Câu 4: Hỗn hợp M gồm peptit X, peptit Y và peptit Z chúng cấu tạo từ cùng một dạng α–amino axit và có tổng số nhóm –CONH– trong ba phân tử là 11. Với tỉ lệ n X:nY:nZ = 4:6:9, thủy phân hoàn toàn m gam M thu được 72 gam glyxin; 56,96 gam alanin và 252,72 gam Valin. Giá trị của m và loại peptit Z là A. 283,76 và hexapeptit B. 283,76 và tetrapeptit C. 327,68 và tetrapeptit D. 327,68 và hexapeptit. 3. Bài tập tương tự: Phương pháp đồng đẳng hóa Câu 1: Đun nóng 0,16 mol hỗn hợp E gồm hai peptit X (C xHyOzN6) và Y (CnHmO6Nt) cần dùng 600 ml dung dịch NaOH 1,5M chỉ thu được dung dịch chứa a mol muối của glyxin và b mol muối của alanin. Mặt khác đốt cháy 30,73 gam E trong O 2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO2, H2O và N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và nước là 69,31 gam. Giá trị a:b gần nhất với: A. 0,73. B. 0,81. C. 0,756. D. 0,962. Câu 2: Cho m gam hỗn hợp M gồm đipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z và pentapeptit T (đều mạch hở) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp Q gồm muối của Gly, Ala và Val. Đốt cháy hoàn toàn Q bằng một lượng oxi vừa đủ, thu lấy toàn bộ khí và hơi đem hấp thụ vào bình đựng nước vôi trong dư, thấy khối lượng bình tăng 13,23 gam và có 0,84 lít khí (đktc) thoát ra. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam M, thu được 4,095 gam H2O. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 6,0. B. 6,5. C. 7,0. D. 7,5 Quy đổi M thành 15
CO2 : 2 x + y − 0, 0375 mol C2 H 3ON : x mol + NaOH C2 H 4O2 NNa : x mol + O2 H 2O : 2 x + y mol CH 2 : y mol CH 2 : y mol Na2CO3 : 0, 0375 mol H 2O : z mol N 2 : 0, 0375 mol BTNT Na → x = 2.0,0375 = 0,075 mol. Khối lượng bình tăng → 44(2x + y – 0,0375) + 18(2x + y) = 13,23 → y = 0,09 mol. Đốt cháy M C2 H 3ON : 0, 075 mol + O2 CH 2 : 0, 09 mol H 2O = 0, 075.1,5 + 0, 09 + z = 0, 2275 z = 0, 025 mol H 2O : z mol → Khối lượng peptit = 57.0,075 + 14.0,09 + 18.0,025 = 5,985 gam. Câu 3: Hỗn hợp X gồm ba peptit mạch hở. Thủy phân hoàn toàn 0,05 mol X có khối lượng là 24,97 gam trong dung dịch NaOH dư, đun nóng, thì có 0,3 mol NaOH phản ứng. Sau phản ứng thu được m gam hỗn hợp Y gồm các muối của glyxin, alanin và axit glutamic, trong đó muối của axit glutamic chiếm 1/9 tổng số mol các muối trong Y. Giá trị của m là A. 34,85. B. 35,53. C. 38,24. D. 35,25. C2 H 3ON : x mol x = 0, 27 x + z = 0,3 CH 2 : y mol 101 Hỗn hợp X 57 x + 14 y + 18.0,3 + 72 z = 24,97 y= H 2O : 0,05 mol 700 z = x/9 C3 H 4O2 : z mol z = 0, 03 X + NaOH → muối + H2O. BTKL → Khối lượng hỗn hợp muối = 24,97 + 40.0,3 – 18(0,05 + 0,03) = 35,53 gam. Câu 4: Peptit X và peptit Y có tổng liên kết peptit bằng 8. Thủy phân hoàn toàn X cũng như Y đều thu được Gly và Val. Đốt cháy hoàn toàn hỗn E chứa X và Y có tỉ lệ mol tương ứng 1:3 cần dùng 22,176 lít oxi (đktc). Sản phẩm cháy gồm CO 2, H2O và N2. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH) 2 dư thấy khối lượng bình tăng 46,48 gam, khí thoát ra khỏi bình có thể tích là 2,464 lít (đktc). Khối lượng X đem dùng gần nhất với giá trị: A. 3,23 gam B. 3,28 gam C. 4,24 gam D. 14,48 gam. C2 H 3ON : x mol CO2 : 2 x + y mol + (2,25 x +1,5 y ) O2 Hỗn hợp X, Y CH 2 : y mol H 2O :1,5 x + y + z mol H 2O : z mol N 2 : 0,5 x mol 2, 25 x + 1,5 y = 0,99 x = 0, 22 → 44(2 x + y ) + 18(1,5 x + y + z ) = 46, 48 y = 0,33 → X = 0,01 mol và Y = 0,03 mol. 0,5 x = 0,11 z = 0, 04 Mol Val = y/3 = 0,11 mol → mol gly = 0,22 – 0,11 = 0,11 mol. Gọi số gly trong X, Y là a và b. Vì mol Gly = mol Val nên trong X và trong Y có số Gly = số Val. → 0,01a + 0,03b = 0,11 → chỉ có a = 2 và b = 3 là phù hợp. → X: Gly2Val2 và Y: Gly3Val3. → Khối lượng X = 0,01(75.2 + 117.2 – 3.18) = 3,3 gam. Câu 5: Thủy phân hoàn toàn m gam một hỗn hợp A gồm 3 chuỗi oligopeptit có số liên kết lần lượt là 9, 3, 4 bằng dung dịch NaOH dư, thu được hỗn hợp Y gồm muối Natri 16
của Gly (a gam) và Ala (b gam). Mặt khác khi đốt cháy hoàn toàn 40,27 gam hỗn hợp A trên cần dùng vừa đủ 34,44 lít O 2 (đktc), đồng thời thu được hỗn hợp khí và hơi với mCO − mH O = 37, 27 gam. Tỉ lệ a : b gần nhất với: 2 2 A. 6 B. 5 C. 7 D. 8 Câu 6: (ĐH Vinh lần III 2015) Hỗn hợp X gồm peptit A mạch hở có công thức CxHyN5O6 và hợp chất B có CTPT là C4H9NO2. Lấy 0,09 mol X tác dụng vừa đủ với 0,21 mol NaOH chỉ thu được sản phẩm là dung dịch ancol etylic và a mol muối của glyxin b mol muối của alanin. Nếu đốt cháy hoàn toàn 41,325 gam hỗn hợp X bằng lượng Oxi vừa đủ thu được N2 và 96,975 gam hỗn hợp CO 2 và H2O. Tỉ lệ a : b gần nhất với? A. 6,10 B. 0,76 C.1,33 D. 2,60. pentapeptit A : n mol 5n + m = 0, 21 n = 0, 03 Hỗn hợp X H 2 NCH 2COOC2 H 5 : m mol n + m = 0, 09 m = 0, 06 C2 H 3ON : 5n + m = 0, 21 mol CH 2 : b mol = mol Ala + O2 CO2 : 2.0, 21 + b + 2.0, 06 Quy đổi X C2 H 5OH : 0, 06 mol H 2O :1,5.0, 21 + b + 3.0, 06 + 0, 03 H 2O : 0, 03 mol mX 57.0, 21 + 14b + 46.0, 06 + 18.0, 03 41,325 → m + m = 44(b + 0,54) + 18(b + 0,525) = 96,975 b = 0, 09 CO2 H 2O → Mol Gly = a = 0,21 – 0,09 = 0,12 mol. → Tỉ lệ a : b = 4/3. Câu 7: ĐHVinh lần 4-2015 Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp M gồm tetrapeptit X và pentapeptit Y (đều mạch hở) bằng dung dịch KOH vừa đủ, rồi cô cạn cẩn thận thì thu được (m + 11,42) gam hỗn hợp muối khan của Val và Ala. Đốt cháy hoàn toàn muối sinh ra bằng một lượng oxi vừa đủ thu được K 2CO3; 2,464 lít N2 (đktc) và 50,96 gam hỗn hợp gồm CO2, H2O. Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp M có thể là: A. 55,24% B. 54,54% C. 45,98% D. 64,59%. Câu 8: Hỗn hợp A gồm Ala–Val (X), pentapeptit mạch hở Y, hexapeptit mạch hở Z trong đó số mol Ala–Val bằng tổng số mol Y và Z. Để tác dụng vừa đủ với 0,24 mol hỗn hợp A cần 445 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,75M và KOH 1,25M thu được dung dịch chỉ chứa các muối của alanin và valin. Đốt 123,525 gam hỗn hợp A thu được tổng khối lượng CO2 và H2O là 341,355 gam. Phần trăm khối lượng Y trong hỗn hợp A là: A. 39,24% B. 38,85% C. 40,18% D. 37,36%. 4. Bài tập tương tự: Dạng quy đổi hỗn hợp peptit về amino axit hoặc gốc và H2O Câu 1: Đun nóng 0,1 mol hỗn hợp T gồm hai peptit mạch hở T 1, T2 (T1 ít hơn T2 một liên kết peptit, đều được tạo thành từ X, Y là hai amino axit có dạng H 2N–CnH2n– COOH; MX < MY) với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được dung dịch chứa 0,42 mol muối của X và 0,14 mol muối của Y. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 13,2 gam T cần vừa đủ 0,63 mol O2. Phân tử khối của T1 là: A. 402. B. 387. C. 359. D. 303. HNCn H 2 nCO : 0, 42 mol Hỗn hợp T HNCm H 2 mCO : 0,14 mol H 2O : 0,1 mol ( = mol peptit ) 17
m 0, 42(14n + 43) + 0,14(14m + 43) + 0,1.18 13, 2 Đốt cháy T, ta có: n = 0, 42(1,5n + 0, 75) + 0,14(1,5m + 0, 75) = 0, 63 T O 2 → 4,6116n + 1,5372m = 10,7604 → Chọn n = 1 và m = 4 là phù hợp → X là Gly và Y là Val. 0, 42 + 0,14 Số N trung bình = = 5, 6 → penta và hexapeptit (vì hơn kém nhau 1 liên 0,1 kết peptit). → T1 : GlyaVal5-a : x mol ; T2 : GlybVal6-b: 0,1 - x mol. x = 0, 04 ax + (0,1 − x)b = 0, 42 x = 0, 04 → a=3 (5 − a) x + (6 − b)(0,1 − x) = 0,14 0, 04a + 0, 06b = 0, 42 b=5 → T1 là Gly3Val2, phân tử khối của T1 = 387. Câu 2: Hỗn hợp E gồm 3 peptit X, Y, Z đều mạch hở và được tạo bởi alanin và glyxin; X và Y là đồng phân; MY < MZ; trong E có mO : mN = 52 : 35. Đun nóng hết 0,3 mol E trong dung dịch KOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 120 gam rắn khan T. Đốt cháy hết T thu được 71,76 gam K 2CO3. Biết tổng số nguyên tử oxi trong 3 peptit bằng 17. Tổng số nguyên tử có trong phân tử Z là: A. 62 B. 68 C. 71 D. 65 mO : mN = 52 : 35 → nO : nN = 3,25 : 2,5. Hỗn hợp E C2 H 3ON : x mol C2 H 4O2 NK : x mol + KOH + O2 CH 2 : y mol CH 2 : y mol K 2CO3 : 0,5( x + z ) = 0,52 mol H 2O : 0,3 mol KOH d ö : z mol x + 0, 3 3, 25 → nO : nN = 3,25 : 2,5 = x = 1 → z = 0,04 mol. x 2,5 Khối lượng T = 113.1 + 14y + 56.0,04 = 120 → y = 0,34 = mol Ala → mol Gly = 1 – 0,34 = 0,66 mol. Tổng số O trong E = 17 → Tổng số N trong E = 14 = số gốc amino axit. Số N trung bình trong E = 1/0,3 = 3,33 → có đipeptit hoặc tripeptit. Trường hợp 1: X, Y là đipeptit → là GlyAla và AlaGly có tổng mol là m mol, Z = GlyaAla10-a = n mol. m + n = 0,3 m = 0, 25 → m + an = 0, 66 n = 0, 05 loại. m + (10 − a)n = 0,34 a = 8, 2 Trường hợp 2: X, Y là tripeptit → là Gly 2Ala có tổng mol là m mol, Z = GlyaAla8-a = n mol. m + n = 0,3 m = 0, 28 → 2m + an = 0, 66 n = 0, 02 → Z là Gly5Ala3. m + (8 − a )n = 0,34 a =5 → Tổng số nguyên tử trong Z = H2O(C2H3ON)5(C3H5ON)3 = 68. Chú ý: ME = (57.1 + 14.0,34 + 18.0,3)/0,3 = 223,87 → X, Y không thể là GlyAla2. 5. Bài tập tương tự: Dạng peptit-este Câu 1: Cho X, Y, Z là ba peptit mạch hở (có số nguyên tử cacbon trong phân tử tương ứng là 5, 7, 11); T là este no, đơn chức, mạch hở. Chia 268,32 gam hỗn hợp E gồm X, Y, Z, T thành hai phần bằng nhau. Đốt cháy hoàn toàn phần một cần vừa đủ 7,17 mol 18
O2. Thủy phân hoàn toàn phần hai bằng dung dịch NaOH vừa đủ, thu được ancol etylic và hỗn hợp G (gồm bốn muối của Gly, Ala, Val và axit cacboxylic). Đốt cháy hoàn toàn G, thu được Na2CO3, N2, 2,58 mol CO2 và 2,8 mol H2O. Phần trăm khối lượng của Y trong E là A. 18,90%. B. 2,17%. C. 1,30%. D. 3,26%. Hỗn hợp E C2 H 3ON : x mol CO2 : 2 x + y CH 2 : y mol + O2 57 x + 14 y + 18 z + 32t = 134,16 H 2O :1,5 x + y + z H 2O : z mol 0,5 x + t + 7,17 = 2 x + y + 0, 75 x + 0,5 y ( BTO) N 2 : 0,5 x OO : t mol C2 H 4O2 NNa : x mol CO2 : 2 x + y − 2t − 0,5( x + t ) = 2,58 + NaOH CH 2 : y mol + O2 H 2O : 2 x + y − 2,5t = 2,8 Hỗn hợp E − C2 H 5OH C2 H 5 : −t mol N 2 : 0,5 x OONa : t mol Na2CO3 : 0,5( x + t ) 57 x + 14 y + 18 z + 32t = 134,16 x = 0, 44 2, 25 x + 1,5 y − t = 7,17 y = 4,92 → 1,5 x + y − 2,5t = 2,58 z = 0,1 = mol hoã hôï peptit n p 2 x + y − 2,5t = 2,8 t = 1, 2 Gọi số cacbon trung bình của peptit là n, Este là CmH2mO2. → mol Ctrong E = 0,1n + 1,2m = 2.0,44 + 4,92 → Chỉ có n = 10 và m = 4 là phù hợp (vì 5 < n < 11 và m ≥ 3). Số N trung bình = 0,44/0,1 = 4,4 → Z phải là Gly 4Ala: a mol (vì có peptit ≥ 5N, số C max = 11). → X là GlyAla: b mol. → Y là Gly-Val: c mol (Vì muối gồm Gly, Ala, Val → loại Gly2Ala). a + b + c = 0,1 a = 0, 08 5a + 2b + 2c = 0, 44 b = 0, 01 11a + 5b + 7c = 10.0,1 c = 0, 01 0, 01(75 + 117 - 18).100 → % khối lượng của Y trong E = = 1,3%. 134,16 Câu 2: Cho X, Y, Z là ba peptit mạch hở (phân tử có số nguyên tử cacbon tương ứng là 8, 9, 11; Z có nhiều hơn Y một liên kết peptit); T là este no, đơn chức, mạch hở. Chia 179,4 gam hỗn hợp E gồm X, Y, Z, T thành hai phần bằng nhau. Đốt cháy hoàn toàn phần một, thu được a mol CO2 và (a – 0,09) mol H2O. Thủy phân hoàn toàn phần hai bằng dung dịch NaOH vừa đủ, thu được ancol metylic và 109,14 gam hỗn hợp G (gồm bốn muối của Gly, Ala, Val và axit cacboxylic). Đốt cháy hoàn toàn G, cần vừa đủ 2,75 mol O2. Phần trăm khối lượng của Y trong E là A. 8,70%. B. 4,19%. C. 14,14%. D. 10,60%. C2 H 3ON : x mol CO2 : 2 x + y CH 2 : y mol + O2 Hỗn hợp E H 2O :1,5 x + y + z CO2 − H 2O = 0, 5 x − z = 0, 09 H 2O : z mol N 2 : 0, 5 x OO : t mol 19
C2 H 4O2 NNa : x mol CO2 : 2 x + y − t − 0,5( x + t ) + NaOH CH 2 : y mol + O2 H 2O : 2 x + y − 1,5t Hỗn hợp E − CH 3OH CH 3 : −t mol N 2 : 0, 5 x OONa : t mol Na2CO3 : 0,5( x + t ) 57 x + 14 y + 18 z + 32t = 89, 7 x = 0,34 0,5 x − z = 0, 09 y = 2,84 → 97 x + 14 y − 15t + 55t = 109,14 z = 0, 08 = mol hoã hôï peptit n p 2, 25 x + 1,5 y − 2,5t = 2, 75 ( BTO) t = 0, 91 Gọi số cacbon trung bình của peptit là n, Este là CmH2mO2. → mol Ctrong E = 0,08n + 0,91m = 2.0,34 + 2,84 → Chỉ có n = 9,875 và m = 3 là phù hợp (vì 8 < n < 11 và m ≥ 2). Số N trung bình = 0,34/0,08 = 4,25 → Z phải là Gly 4Ala: a mol (vì có peptit ≥ 5N, số C max = 11). → Y là Gly3Ala: b mol (Vì Y ít hơn Z 1 liên kết peptit → loại Gly2Val). → X là Ala-Val: c mol (Vì muối gồm Gly, Ala, Val → loại Gly4; GlyAla2). a + b + c = 0, 08 a = 0, 04 5a + 4b + 2c = 0,34 b = 0, 03 8a + 9b + 11c = 9,875.0, 08 c = 0, 01 0, 03(75.3 + 89 - 3.18).100 → % khối lượng của Y trong E = = 8,9%. 89, 7 Câu 3: Hỗn hợp E gồm một este X (CnH2nO2) và hai peptit Y, Z đều mạch hở, hơn kém nhau một nguyên tử cacbon được tạo bởi từ các α-amino axit có dạng H 2N- CmH2m-COOH. Đốt cháy hoàn toàn 97,19 gam E cần dùng 3,4375 mol O2, thu được N2, H2O và 3,27 mol CO2. Mặt khác đun nóng 97,19 gam E với 800 ml dung dịch NaOH 2M (vừa đủ), thu được ancol và hỗn hợp muối T. Phần trăm khối lượng của muối có phân tử khối lớn nhất trong hỗn hợp T là A. 7,8%. B. 18,6%. C. 6,2%. D. 2,7%. Câu 4: Cho hỗn hợp E chứa bốn chất hữu cơ mạch hở gồm peptit X (cấu tạo từ hai amino axit có dạng H2NCmH2mCOOH), este Y (CnH2n-12O6) và hai axit không no Z, T (Y, Z, T có cùng số mol). Đun nóng 24,64 gam hỗn hợp E với dung dịch chứa 0,35 mol KOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được glixerol và a gam hỗn hợp rắn M chỉ chứa 4 muối. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 24,64 gam hỗn hợp E cần vừa đủ 1,12 mol O2, thu được 0,96 mol CO2. Giá trị của a gần nhất là: A. 37,76 gam. B. 41,9 gam. C. 43,8 gam. D. 49,5 gam. Câu 5: Hỗn hợp X gồm đipeptit C5H10N2O3, este đa chức C4H6O4, este C5H11O2N. Cho X tác dụng vừa đủ với 800 ml dung dịch NaOH 0,1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam rắn khan và hỗn hợp khí Z (chứa các hợp chất hữu cơ). Cho Z thu được tác dụng với Na dư thấy thoát ra 0,448 lít khí H 2 (đktc). Nếu đốt cháy hoàn toàn Z thu được 1,76 gam CO2. Còn oxi hóa Z bằng CuO dư đun nóng, sản phẩm thu được cho vào dung dịch AgNO3/NH3 dư thì thấy tạo thành 10,8 gam Ag. Giá trị của m là A. 6,99. B. 7,67. C. 7,17. D. 7,45. Câu 6: X, Y, Z (MX < MY < MZ) là ba peptit mạch hở, được tạo từ Gly, Ala, Val. T là este mạch hở, được tạo từ một axit cacboxylic và một ancol. Thủy phân hoàn toàn 21,7 gam hỗn hợp E gồm X, Y, Z, T cần dùng 0,3 lít dung dịch KOH 1M, thu được 1,86 gam etylen glicol và hỗn hợp muối M. Đốt cháy hoàn toàn M cần dùng 0,84 mol O 2, 20