Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 10: Amino axit

Ứng với công thức phân tử C₄H₉NO₂ có bao nhiêu amino axit đồng phân cấu tạo của nhau?

A. 3                    

B. 4                    

C. 5                    

D. 6

Phương pháp giải

Để xác định đồng phân cấu tạo cần nắm các kiến thức sau:

• Amino axit là những hợp chất hữu cơ tạp chức trong phân tử có chứa đồng thời 2 nhóm chức: nhóm amino (NH₂) và nhóm cacboxyl (COOH)
• Công thức tổng quát của amino axit là (NH₂)_x-R-(COOH)_y

Hướng dẫn giải

Ứng với công thức phân tử C₄H₉NO₂ ta có các đồng phân sau:

1. CH₃-CH₂-CH(NH₂)-COOH

2. CH₃-CH(NH₂)-CH₂-COOH

3. H₂N-CH₂-CH₂-CH₂-COOH

4. H₂N-CH_2-CH(CH₃₎-COOH

5. CH_3-C(NH₂)(CH₃)-COOH

→ Đáp án C.

Có ba chất hữu cơ: H₂NCH₂COOH, CH₃CH₂COOH và CH₃[CH₂]₃NH₂. Để nhận ra dung dịch của các hợp chất trên, chỉ cẩn dùng thuốc thử nào sau đây?

A. NaOH                       

B. HCl

C. CH₃OH/HCl       

D. Quỳ tím

Phương pháp giải

Để nhận biết các dung dịch trên cần nắm các kiến thức sau:

- Amino axit có số nhóm -NH₂ bằng với số nhóm -COOH không làm đổi màu quỳ tím

- Amin làm quỳ tím hóa xanh

- Axit cacboxylic làm quỳ tím hóa đỏ (hồng)

Hướng dẫn giải

Cho quỳ tím vào 3 mẫu thử:

• Mẫu thử làm  quỳ tím chuyển sang màu đỏ là CH₃CH₂COOH
• Mẫu thử làm quỳ tím chuyển sang màu xanh là CH₃[CH₂]₃NH₂
• Mẫu thử mà quỳ tím không  đổi màu là H₂NCH₂COOH

→ Đáp án D.

α-Amino axit X có phần trăm khối lượng các nguyên tố C, H, N lần lượt bằng 40,45%, 7,86%, 15,73%, còn lại là oxi và có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên của X?

Phương pháp giải

Để tìm công thức cấu tạo và gọi tên của X, ta thực hiện các bước:

• Bước 1: Đặt công thức phân tử dạng tổng quát
• Bước 2: Dựa vào phần trăm ta lập tỉ lệ, suy ra x, y, z, t.
• Bước 3: Suy ra công thức phân tử và công thức cấu tạo.

Hướng dẫn giải

Gọi CTPT của X là C_xH_yO_zN_t

Ta có

%m_O = 100% – (%m_C + %m_H + %m_N) =  100% - (40,45% + 7,86% + 15,73%) = 35,96%

Dựa vào phần trăm các chất ta có tỉ lệ:

\(\begin{array}{l}
 \Rightarrow x:y:z:t\\
 = \frac{{40,45}}{{12}}:\frac{{7,86}}{1}:\frac{{15,73}}{{14}}:\frac{{35,96}}{{16}}\\
 = 3:7:1:2
\end{array}\)

CTĐG của X là C₃H₇NO₂ 

Vì công thức phân tử của X trùng với công thức đơn giản nhất nên CTPT sẽ là C₃H₇NO₂

CTCT: H₂N-CH(CH₃)-COOH: alanin.

Viết phương trình hóa học của các phản ứng giữa axit 2-aminopropanoic với: NaOH; H₂SO₄; CH₃OH có mặt khí HCl bão hòa.

Phương pháp giải

Để viết phương trình hóa học ta cần nắm tính chất hóa học của amino axit.

Hướng dẫn giải

Các phương trình phản ứng như sau:

CH₃-CH(NH₂)-COOH + NaOH → CH₃-CH(NH₂)-COONa + H₂O

CH₃-CH(NH₂)-COOH + H₂SO₄ → CH₃-CH(NH₃HSO₄)-COOH

Viết phương trình hóa học của phản ứng trùng ngưng các amino axit sau:

a) Axit 7-aminoheptanoic?

b) Axit 10-aminođecanoic?

Phương pháp giải

Để viết phương trình hóa học của phản ứng trùng ngưng các amino axit, ta cần nắm rõ điều kiện và sản phẩm của phản ứng trùng ngưng.

Hướng dẫn giải

Câu a: Phản ứng trùng ngưng axit 7-aminoheptanoic

 Câu b: Phản ứng trùng ngưng axit 10-aminođecanoic

Este A được điều chế từ amino axit B (chỉ chứa C, H, N, O) và ancol metylic. Tỉ khối hơi của A so với H₂ là 44,5. Đốt cháy hoàn toàn 8,9 gam este A thu được 13,2 gam CO₂, 6,3 gam H₂O và 1,12 lít N₂ (đo ở đktc). Xác định công thức, viết công thức cấu tạo của A và B.

Phương pháp giải

Để xác định công thức cấu tạo của A và B, ta thực hiện các bước:

• Bước 1: Bảo toàn nguyên tố: n_C=n_CO2, n_H=2n_H2O, n_N=2n_N2, m_O=m_este - m_C - m_H - m_N => n_O
• Bước 2: Lập tỉ lệ số mol C:H:O:N => CTĐGN
• Bước 3: Suy ra CTPT A(dựa vào tỉ khối của este với H₂) và CTCT của A, B.

Hướng dẫn giải

Theo bài ra ta có:

M_A = 44,5 . 2 = 89 (g/mol)

\(\begin{array}{l} {n_{C{O_2}}} = \frac{{13,2}}{{44}} = 0,3(mol)\\ {n_{{H_2}O}} = \frac{{6,3}}{{18}} = 0,35(mol)\\ {n_{{N_2}}} = \frac{{1,12}}{{22,4}} = 0,05(mol) \end{array}\)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố C, H, N ta có:

\(\begin{array}{l} {n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,3(mol)\\ {n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 2.0,35 = 0,7(mol)\\ {n_N} = 2{n_{{N_2}}} = 2.0,05 = 0,1(mol) \end{array}\)

Ta lại có:

m_O = m_este - m_C - m_H - m_N = 8,9 - 0,3.12 - 0,7.1 - 0,1.14 = 3,2 gam

Suy ra n_O = 3,2 : 16 = 0,2 mol

Gọi CTPT của A là C_xH_yO_zN_t

Ta có tỉ lệ:

C : H : O : N = x : y : z : t = 0,3 : 0,7 : 0,1 : 0,1 = 3 : 7 : 2 : 1

⇒ CTĐGN của A là (C₃H₇O₂N)_n

Mà  M_A = 89 g/mol ⇒ n = 1

Vậy CTPT của A là C₃H₇O₂N

Vì A là este của ancol metylic nên CTCT của A là

H₂N-CH₂-COO-CH₃ (A) và H₂N-CH₂-COOH  (B)

Vậy A là C₃H₇O₂N và có 2 công thức cấu tạo như sau: H₂N-CH₂-COO-CH₃ (A) và H₂N-CH₂-COOH  (B).