Toán amine và amino acid, hướng dẫn giải dạng thơ ngây

Toán amine và amino acid đối với mình rất khó; nhưng bạn đừng vội chán nản, vì đến toán peptide và protein còn khó hơn rất nhiều!

Giang hồ đã đưa ra nhiều võ công thượng thừa để giải các bài toán đó, bạn tham khảo thêm trên Google.

Nhưng thôi, bây giờ để cuộc đời vui; chúng mình chỉ làm các bài toán dạng ngây thơ như dưới đây.

1. Tìm CTPT amine và amino acid từ tỉ lệ mol nguyên tử C:H

• Amine C_xH_yN_t hoặc Amino acid C_xH_yO_zN_t

Tỉ lệ số nguyên tử C : H = x : y = molC : molH Nếu cần thì dùng luôn tỉ lệ N như sau C : H : N = x : y : t = molC : molH : mol N

• Amine đơn-no-hở C_nH_2n+3N

Tỉ lệ số nguyên tử C : H = n : (2n+3) = mol_C : mol_H

Hãy suy nghĩ và đặt câu hỏi nếu cần (vào bình luận bên dưới) các bài toán đã giải sau đây.

1.1. Đốt cháy hoàn toàn amin X (no, đơn chức, mạch hở), thu được

0,2 mol CO₂ và 0,05 mol N₂. Công thức phân tử của X là  

A. C₂H₇N.            

B. C₄H₁₁N.           

C. C₂H₅N.            

D. C₄H₉N.

• n_CO2 = 0,2mol => n_C = 0,2mol
• n_N2 = 0,05mol => n_N = 2.0,05 = 0,1mol
• tỉ lệ C : N = 0,2 : 0,1 = 2 : 1
• nhìn đáp án thấy câu A = C₂H₇N thỏa tỉ lệ C:N = 2:1
• không chọn câu C vì amin no-đơ-hở có công thức là C_nH_2n+3N

1.2. Khi đốt cháy hoàn toàn một amin đơn chức X, thu được

16,80 lít khí CO₂ (đo ở đktc) và 20,25 gam H₂O. Công thức phân tử của X là

A. C₄H₉N.           

B. C₃H₇N.            

C. C₂H₇N.           

D. C₃H₉N.

• n_CO2 = 0,75mol => n_C = 0,75mol
• n_H2O = 1,125mol => n_H = 2.1,125 = 2,25mol
• tỉ lệ C : H = 0,75 : 2,25 = 1 : 3
• nhìn đáp án thấy câu D = C₃H₉N thỏa tỉ lệ C:H = 3:9 = 1:3

1.3. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai amin no, đơn chức, mạch hở và

là đồng đẳng liên tiếp, thu được 2,24 lít khí CO₂ (đktc) và 3,6 gam H₂O. Công thức phân tử của 2 amin là

A. CH₅N và C₂H₇N.                                     

B. C₂H₇N và C₃H₉N.

C. C₃H₉N và C₄H₁₁N.                                 

D. CH₃N và C₂H₅N.

---

2. Toán amine đơn chức (có 1 Nitơ) + acid HCl

• Nhớ M của amine CH₅N = 31, các đồng đẳng cộng thêm 14 là xong, hãy xem:

CH₅N = 31 ^—+14—> 45 = C₂H₇N ^—+14—> 59 = C₃H₉N ^—+14—> 73 = C₄H₁₁N

• Amine đơn-no-hở

1C_nH_2n+3N + 1HCl → 1C_nH_2n+3N.HCl (viết khó hơn là C_nH_2n+4N⁺Cl^–)

• Hoặc mình ghi Amine đơn dễ hơn là

1RN + 1HCl → 1RN.HCl (viết khó hơn là RNH⁺Cl^–)

• Mình thấy

Mol: namine = nHCl = nmuối Bảo toàn khối lượng: mamine + mHCl = mmuối Đương nhiên: Mamine = mamine : molamine

• Ghê hơn, mình dùng công thức này

namine = nHCl = (mmuối – mamine) : 36,5 Mamine = (mamine . 36,5) : (mmuối – mamine)

Hãy suy nghĩ và đặt câu hỏi nếu cần (vào bình luận bên dưới) các bài toán đã giải sau đây.

2.1. Cho 9,85 gam hỗn hợp gồm hai amin đơn chức tác dụng vừa đủ

với V ml dung dịch HCl 1M, thu được dung dịch chứa 18,975 gam hỗn hợp muối. Giá trị của V là

A. 300.

B. 450.

C. 400.

D. 250.

• n_HCl = (m_muối – m_amine) : 36,5 = (18,975 – 9,85) : 36,5 = 0,25mol
• Vậy Vdd HCl = 0,25 : 1 = 0,25lit = 250ml

2.2. Cho 15 gam hỗn hợp X gồm các amin anilin, metylamin,

đimetylamin, đietylmetylamin tác dụng vừa đủ với 50 ml dung dịch HCl 1M. Khối lượng muối thu được là

A. 16,825 gam.

B. 20,18 gam.                

C. 21,123 gam.    

D. 15,925 gam.

• m_{các amin} = 15 gam
• nHCl = 0,05.1 = 0,05 mol => mHCl = 1,825 gam
• BTKL có m_muối = m_amine + m_HCl = 16,825 gam

2.3. Để trung hòa 25 gam dung dịch của một amin đơn chức X nồng độ 12,4%

cần dùng 100 ml dung dịch HCl 1M. Công thức phân tử của X là

A. C₃H₅N.                 

B. C₃H₇N.                  

C. CH₅N.                   

D. C₂H₇N.

• m_amine = m_dd.C% = 25.(12,4:100) = 3,1 gam
• n_amine = n_HCl = V_dd.C_M = 0,1.1 = 0,1 mol
• Vậy M_amine = 3,1 : 0,1 = 31 = CH₅N

2.4. Cho 5,9 gam amin (X ) đơn chức, no, mạch hở tác dụng

với dung dịch HCl (dư) thu được 9,55 gam muối. Công thức phân tử của X là

A. C₄H₁₁N.          

B. C₂H₇N.            

C. CH₅N.             

D. C₃H₉N.

• Giải bình thường như ví dụ trên

m_HCl = m_muối – m_amine = 9,55 – 5,9 =3,65 gam

n_HCl = 3,65 : 36,5 = 0,1 = n_amine

Vậy M_amine = 5,9 : 0,1 = 59 = C₃H₉N

• Dùng công thức

M_amine = (m_amine . 36,5) : (m_muối – m_amine)

M_amine = (5,9.36,5) : (9,55 – 5,9) = 59

2.5. Cho 10 gam amin đơn chức X phản ứng hoàn toàn với HCl (dư),

thu được 15 gam muối. Số đồng phân cấu tạo của X là

A. 5.                           

B. 8.                           

C. 7.                           

D. 4.

2.6. Cho 19,4 gam hỗn hợp hai amin (no, đơn chức, mạch hở,

kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng) tác dụng hết với dung dịch HCl, thu được 34 gam muối. Công thức phân tử của hai amin là

A. C₃H₉N và C₄H₁₁N.

B. C₃H₇N và C₄H₉N. 

C. CH₅N và C₂H₇N.  

D. C₂H₇N và C₃H₉N.

---

3. Toán amino acid có 1Nitơ + acid HCl

• Nhớ M của amino acid no-hở-có 1 nhóm amine và 1 nhóm acid

C₂H₅NO₂ = 75 ^—+14—> 89 = C₃H₇NO₂ ^—+14—> 103 = C₄H₉NO₂ ^—+14—> 117 = C₅H₁₁NO₂

• Hay cho 5 amino acid tự nhiên nên phải nhớ

Glyxin (Gly) C2H5NO2 M = 75	H2N-CH2–COOH
Alanin (Ala) C3H7NO2 M = 89	H2N-CH(CH3)-COOH
Valin (Val) C5H11NO2 M= 117	H2N-CH(iso-C3H7)-COOH
Lysin (Lys) C6H14N2O2 M = 146	H2N-[CH2]4-CH(NH2)-COOH
Axit Glutamic (Glu) C5H9NO4  M = 147	HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)–COOH

• Amino acid no-hở-có 1-NH2 và 1-COOH

1C_nH_2n+1O₂N + 1HCl → 1C_nH_2n+1O₂N.HCl (viết khó hơn là C_nH_2n+4N⁺Cl^–)

• Hoặc mình ghi như Amine ở trên, đơn giản chỉ chú ý đến N thôi

1RN + 1HCl → 1RN.HCl

• Mình thấy y chang amine ở trên

Mol: namino acid = nHCl = nmuối Bảo toàn khối lượng: mamino acid + mHCl = mmuối Đương nhiên: Mamino acid = mamino acid : molamino acid

• Ghê hơn, mình dùng công thức này (cũng giống amine)

namino acid = nHCl = (mmuối – mamino acid) : 36,5 Mamino acid = (mamino acid . 36,5) : (mmuối – mamino acid)

Hãy suy nghĩ và đặt câu hỏi nếu cần (vào bình luận bên dưới) các bài toán đã giải sau đây.

3.1. Cho 3 gam glyxin tác dụng với dung dịch HCl dư, cô cạn

dung dịch sau phản ứng, thu được m gam muối khan. Giá trị của m là

A. 4,23.     

B. 3,73.       

C. 4,46

D. 5,19.

• n_Gly = 3 : 75 = 0,04mol = n_HCl
• BTKL ta có m_Gly (3) + m_HCl (0,04.36,5) = m_muối (?)
• Tính ra m_muối (?) = 4,46gam

3.2. Cho 7,5 gam amino axit X (công thức có dạng H₂NC_nH_2nCOOH)

tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu được 11,15 gam muối. Số nguyên tử hiđro trong phân tử X là

A. 7                            

B. 9                            

C. 11                          

D. 5.

Dùng công thức 1 dòng ra kết quả luôn

M_{amino acid} = (7,5.36,5) : (11,15 – 7,5) = 75

Đến đây có 2 cách

• thuộc lòng 75 = C₂H₅O₂N
• hoặc 75 = H₂NC_nH_2nCOOH = 16 + 14n + 45 => n = 1

3.3. X là một α-aminoaxit no chỉ chứa 1 nhóm –NH₂ và 1 nhóm –COOH.

Cho 17,8 gam X tác dụng với dung dịch HCl d­ư thu được 25,1 gam muối. Tên gọi của X là

A. axit aminoaxetic.                                       

B. axit α-aminopropionic.

C. axit α-aminobutiric.                     

D. axit α-aminoglutaric.

---

4. Toán amino acid có 1 nhóm -COOH + base NaOH hoặc KOH

• Khi tác dụng với base, mình chỉ quan tâm đến nhóm acid -COOH. Do vậy mình viết phương trình là

1R-COOH + 1NaOH | KOH → 1R-COONa | R-COOK + 1H₂O

• Mình thấy

Mol: namino acid = nNaOH | KOH = nmuối = nH2O Bảo toàn khối lượng: mamino acid + mNaOH | KOH = mmuối + mH2O Đương nhiên: Mamino acid = mamino acid : molamino acid

• Ghê hơn, mình dùng các công thức này

Nếu dùng NaOH > namino acid = nNaOH = (mmuối – mamino acid) : 22 > Mamino acid = (mamino acid . 22) : (mmuối – mamino acid) Nếu dùng KOH > namino acid = nKOH = (mmuối – mamino acid) : 38 > Mamino acid = (mamino acid . 38) : (mmuối – mamino acid)

Hãy suy nghĩ và đặt câu hỏi nếu cần (vào bình luận bên dưới) các bài toán đã giải sau đây.

4.1. Cho 31,4 gam hỗn hợp gồm glyxin và alanin phản ứng vừa đủ

với 400 ml dung dịch NaOH 1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được m gam muối khan. Giá trị của m là

A. 40,6.               

B. 40,2.

C. 42,5.               

D. 48,6.

Ta có n_NaOH = 0,4mol = n_H2O

BTKL có m_{amino acid} (31,4) + m_NaOH (0,4.40) = m_muối (?) + m_H2O (0,4.18)

Giải ra m_muối (?) = 40,2gam

---

5. Tìm số nhóm -NH₂ và -COOH

• Một amino acid có x nhóm -NH₂ và y nhóm -COOH

1R(NH₂)_x (COOH)_y + xH⁺ → 1R(NH₃⁺)_x (COOH)_y

1R(NH₂)_x (COOH)_y + yOH^– → 1R(NH₂)_x (COO^–)_y + yH₂O

• Từ phương trình ta thấy

Số nhóm -NH2 = nH+ : namino acid Số nhóm -COOH = nOH- : namino acid

Hãy suy nghĩ và đặt câu hỏi nếu cần (vào bình luận bên dưới) các bài toán đã giải sau đây.

5.1. Cho 0,01 mol amino axit X tác dụng với HCl thì dùng hết

80 ml dung dịch HCl 0,125M; còn khi cho 0,01 mol X tác dụng với dung dịch NaOH thì cần dùng 25 gam dung dịch NaOH 3,2%. Công thức của X là

A. H₂N-C₃H₆-COOH.                             

B. H₂N-C₂H₄-COOH.   

C. H₂NC₃H₅(COOH)₂.                   

D. (NH₂)₂C₃H₅COOH.

nHCl = 0,01mol ; nNaOH = 0,02mol

Số nhóm -NH₂ = n_H+ : n_{amino acid} = 0,01 : 0,01 = 1

Số nhóm -COOH = n_OH- : n_{amino acid} = 0,02 : 0,01 = 2

Vậy câu C thỏa vì có 1 nhóm -NH₂ và 2 nhóm -COOH

---

6. Liên kết nhanh

Đọc thêm các bài viết Hợp chất có N và Hóa lớp 12 tại đây.

Chia sẻ bài viết lên mạng xã hội