Sáng kiến kinh nghiệm kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải nhanh bài toán peptit protein

MỤC LỤC I. ĐẶT VẤN ĐỀ …………………………….trang 2 1. Lý do chọn đề tài ………………………………….trang 2 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài �

��.……………………………….trang 2 3. Đối tượng nghiên cứu của đề tài ………………………………….trang 2 4. Phương pháp nghiên cứu ….………………

……………….trang 2 II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN ……………………………….trang 3 II.1. Cơ sở lý luận ……………………………….trang 3 II.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến ……………………….trang 3 II.3. Sáng kiến đã áp dụng để giải quyết vấn đề ……………………….trang 3 II.3.1. Cơ sở lý thuyết .…………………….trang 4 II.3.2. Một số dạng bài tập ……………………….trang 5 1. Tính phân tử khối và xác định cấu trúc peptit dựa vào phân tử khối …trang 5 2. Thủy phân hoàn toàn peptit ……………………….trang 7 3. Thủy phân không hoàn toàn peptit ……………………….trang 8 4. Đốt cháy peptit ……………………….trang 10 5. Thủy phân peptit trong môi trường axit (HCl) …………………….trang 12 6. Thủy phân peptit trong môi trường kiềm (KOH, NaOH) .….………….trang 13 II.3.3. Bài tập tự luyện ………………………trang 16 II.4. Hiệu quả của sáng kiến đối với hoạt động giảng dạy, giáo dục của bản thân, đồng nghiệp và nhà trường ………………………………. trang 20 III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .……….……………….trang 20 Tài liệu tham khảo .…………………………….trang 22 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài - Hóa học hữu cơ là một nội dung chiếm giữ vị trí quan trọng trong chương trình bộ môn Hóa học ở khối THPT. Thế nhưng đối với nhiều học sinh bước chân vào thế giới của hóa học hữu cơ vẫn còn thấy nhiều sự khó khăn, nhiều con đường mà các em bước đi vẫn đầy bỡ ngỡ và lúng túng. Do vậy những giải pháp cần thiết để tháo gỡ khó khăn của học sinh, giúp các em chuyển từ sự bỡ ngỡ lúng túng sang sự hiểu biết, đam mê bộ môn là một nhiệm vụ mà người thầy người cô cần tư duy qua từng nội dung giảng dạy. Và “peptit – protein” – hóa học hữu cơ lớp 12 là một trong những nội dung không dễ giải quyết thấu đáo nếu không có giải pháp tháo gỡ khó khăn hợp lý, biến vấn đề phức tạp thành đơn giản trong nội dung giảng dạy. - Thông qua các đề thi đại học, cao đẳng, đề thi THPTQG trong nhiều năm trở lại đây, tôi nhận thấy trong đề thi luôn có ít nhất 1 đến 2 câu liên quan đến peptit. Đây là dạng bài tập mà đối với số đông học sinh thậm chí là một bộ phận nhỏ giáo viên vẫn còn thấy ngại, lúng túng khi xử lý. - Trong các đề thi học sinh giỏi tỉnh và quốc gia thông thường cũng rất hay gặp bài tập về peptit ở mức độ không hề dễ xử lý và học sinh cũng gặp khá nhiều khó khăn khi giải quyết vấn đề này. Do vậy trong sáng kiến kinh nghiệm này, tôi muốn trao đổi về “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải nhanh bài tập peptit - protein ”mà tôi đã đúc kết được qua qúa trình giảng dạy của mình. 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài - Hệ thống rõ ràng, mạch lạc, logic kiến thức lý thuyết về peptit, phân dạng bài tập và đưa ra phương pháp giải mỗi dạng bài tập một cách đơn giản dễ hiểu. - Giúp GV giảng dạy nội dung bài tập peptit một cách đơn giản, khoa học, hiệu quả, đồng thời qua đó phát huy được tính chủ động học tập và năng lực cá nhân của mỗi học sinh. - Giúp học sinh nắm vững vàng lý thuyết và phương pháp giải các dạng bài tập về peptit từ đơn giản đến phức tạp.Từ đó các em sẽ tự tin, chủ động, giải quyết chính xác các bài tập có liên quan, đặc biệt có thể vận dụng linh hoạt sáng tạo kiến thức vào việc tư duy giải quyết những tình huống mới góp phần giữ lửa say mê với môn học cũng như phát triển năng lực tư duy và tình yêu chân lý khoa học trong mỗi học sinh. 3. Đối tượng nghiên cứu của đề tài - Các bài dạy về peptit- protein trong chương trình SGK THPT lớp 12. - Các vấn đề lý thuyết và kỹ năng cần chú ý để áp dung giải quyết bài tập về peptit. - Phân loại và phương pháp giải quyết các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao về peptit. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế dạy và học về nội dung liên quan ở trường THPT nhiều năm gần đây. 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Phương pháp thu nhập thông tin. - Phương pháp nghiên cứu. II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN II.1. Cơ sở lý luận Bài tập hóa học luôn là một mục tiêu mà tất cả những người học Hóa đều khao khát muốn chinh phục nó. Bài tập hóa học vừa là mục đích, vừa là nội dung lại vừa là phương pháp dạy học hiệu quả; nó không chỉ giúp học sinh củng cố kiến thức, cung cấp kiến thức, vẽ ra con đường giành lấy kiến thức mà còn mang lại niềm vui của sự phát hiện, khám phá và tìm tòi – một trạng thái hưng phấn gây hứng thú trong nhận thức. Để chinh phục bài tập hóa học nói chung và bài tập peptit - protein nói riêng thì học sinh cần nắm vững kiến thức lý thuyết và rèn luyện, phát triển kỹ năng qua hệ thống bài tập cụ thể. Học sinh phải hình thành được một mô hình giải toán, các bước để giải một bài toán từ đơn giản đến phức tạp, kèm theo đó là 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 và protein thì ngoài việc giúp học sinh nắm được bản chất lý thuyết của vấn đề liên quan thì giáo viên phải hình thành cho học sinh hệ thống các phương pháp kỹ năng một cách cơ bản, bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tư duy định hướng và khả năng phân tích đề bài. Do vậy việc cung cấp cho học sinh các phương pháp giải nhanh bài tập peptit và protein để giúp học sinh tự tin, chủ động, giải quyết chính xác các bài tập có liên quan, đặc biệt có thể vận dụng linh hoạt sáng tạo kiến thức vào việc tư duy giải quyết những tình huống mới khi học tập hoá học nói riêng và các môn học khác nói chung nhằm nâng cao chất lượng dạy học là một nội dung mà giáo viên cần tư duy để làm tốt nó. II.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến - Qua những năm giảng dạy tại trường phổ thông, tôi nhận thấy rất nhiều học sinh khi làm bài tập về peptit thường hay lúng túng, không hiểu thấu đáo vấn đề. Điều đó làm mất nhiều thời gian làm bài và đôi khi không chọn ra được một kết quả đúng. - Thực tế là học sinh hay ngại hoặc không giải quyết đúng bài tập peptit do không hiểu hết, hiểu đúng về các vấn đề lý thuyết liên quan cũng như chưa được rèn luyện kỹ năng giải bài tập và tiếp nhận phương pháp cách thức giải quyết các dạng bài tập. - Trong chương trình học phổ thông thì một bộ phận nhỏ giáo viên vẫn chưa quan tâm đúng mức đến nội dung này, chỉ hướng dẫn học sinh học nội dung lý thuyết mà không chú trọng bài tập nên số đông học sinh thường coi đây là vấn đề phụ, không cần tập trung cho nó. 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Vì vậy để nâng cao hiệu quả giải bài tập về peptit trong đề thi THPT GQ cũng như trong đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, tôi chọn đề tài “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải nhanh bài tập peptit - protein ” với mục đích làm cho học sinh hiểu thấu đáo hơn, nhìn nhận vấn đề đơn giản hơn và chủ động giải quyết vấn đề nhanh hơn tốt hơn. II.3. Sáng kiến đã áp dụng để giải quyết vấn đề II.3.1. Cơ sở lý thuyết II.3.1.1. Khái niệm, phân loại: a. Khái niệm: - Liên kết của nhóm CO với nhóm NH giữa hai đơn vị  - amino axit được gọi là liên kết peptit. - Peptit là những hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc  - amino axit liên kết với nhau bằng các liên kết peptit. - Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu. b. Phân loại: +Các peptit được chia làm 2 loại : - Oligopeptit gồm các peptit có từ 2 đến 10 gốc  - amino axit và được gọi tương ứng là đipeptit, tripeptit,. đecapeptit. - Polipeptit gồm các peptit có từ 11 đến 50 gốc  - amino axit. Popipeptit là cơ sở tạo nên protein. + Có 2 loại protein: - Protein đơn giản chỉ gồm các chuỗi polipeptit - Protein phức tạp ngoài các chuỗi polipeptit còn có các thành phần phi protein khác. II.3.1.2. Cấu tạo, đồng phân, danh pháp: a. Cấu tạo: - Phân tử peptit hợp thành từ các gốc  - amino axit nối với nhau bởi liên kết peptit theo một trật tự nhất định : amino axit đầu N còn nhóm –NH2, amino axit đầu C còn nhóm –COOH. - Protein có cấu tạo từ một hoặc nhiều chuỗi polipeptit kết hợp với nhau hoặc với các thành phần phi protein khác. b. Đồng phân, danh pháp: - Mỗi phân tử peptit gồm một số xác định các gốc  - amino axit liên kết với nhau theo một trật tự nghiêm ngặt. Việc thay đổi trật tự đó sẽ dẫn tới các peptit đồng phân. - Nếu phân tử peptit chứa n gốc  - amino axit khác nhau thì số đồng phân loại peptit sẽ là n!. 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Tên của các peptit được hình thành bằng cách ghép tên gốc axyl của các  amino axit bắt đầu từ đầu N, rồi kết thúc bằng tên của axit đầu C (được giữ nguyên). II.3.1.3. Tính chất hóa học: a. Phản ứng màu biure: - Phản ứng với Cu(OH)2 : tạo phức màu tím. - Đipeptit chỉ có một liên kết peptit nên không có phản ứng này. Vì vậy có thể phân biệt giữa đipeptit với peptit có 2 liên kết peptit trở lên. - Protein ngoài phản ứng màu biure còn có phản ứng màu với HNO 3 đặc tạo kết tủa màu vàng. b. Phản ứng thủy phân: - Khi đun nóng dung dịch peptit với axit hoặc kiềm, sẽ thu được dung dịch không còn phản ứng màu biure là do peptit đã bị thủy phân thành hỗn hợp các - amino axit . - Khi đun nóng protein với dung dịch axit hoặc dung dịch kiềm hay nhờ xúc tác của enzim, các liên kết peptit trong phân tử protein bị phân cắt dần tạo thành các chuỗi polipeptit và cuối cùng thành hỗn hợp các - amino axit . II.3.2. Một số dạng bài tập Giải pháp để giúp học sinh nắm chắc vấn đề và giải quyết tốt các dạng bài tập: + Yêu cầu học sinh nắm chắc toàn bộ nội dung lý thuyết. + GV nên chia bài tập thành các dạng cụ thể, và bắt đầu từ những dạng bài đơn giản nhất rồi mới tăng dần mức độ lên. + Với mỗi dạng bài tập GV cho học sinh phân tích đề, gợi ý trên nền móng lý thuyết và kỹ năng đã có để học sinh tìm ra cách thức giải quyết vấn đề đơn giản và nhanh nhất. Từ đó GV giúp học sinh khái quát phương pháp giải cho mỗi dạng bài. + Sau khi nắm được phương pháp kỹ năng cho các dạng bài tập cơ bản thì GV có thể hướng dẫn học sinh xử lý tình huống đối với các bài tập về nội dung này ở mức độ vận dụng cao trong đề thi THPTQG và hơn nữa. Quan điểm của cá nhân tôi trong giảng dạy nói chung và trong giảng dạy nội dung về bài tập “peptit-protein” nói riêng là GV phải là người biết “biến cái phức tạp thành cái đơn giản” thì chắc chắn mọi vấn đề sẽ được giải quyết thấu đáo nhanh gọn và giữ được ngọn lửa đam mê trong học trò. Sau đây tôi xin đưa ra sự phân loại một số dạng bài tập định lượng cơ bản, nền móng trong phần bài tập về peptit và phương pháp giải nhanh cho mỗi dạng theo quan điểm cá nhân. 1. Tính phân tử khối và xác định cấu trúc peptit dựa vào phân tử khối ** Lưu ý về kiến thức và kỹ năng: 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Khi hình thành một liên kết peptit giữa 2 phân tử -amino axit thì sẽ có 1 phân tử nước bị tách ra. Giả sử peptit Xn mạch hở được tạo thành từ n gốc -amino axit, ta có sơ đồ tổng quát sau: n -aminoaxit Xn + (n – 1)H2O Ví dụ: phản ứng tạo đipeptit có chứa 2 gốc -amino axit: 2-aminoaxit X2 + 1H2O - Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: - Yêu cầu học sinh ghi nhớ tên gọi, công thức và phân tử khối của các -amino axit cơ bản mà sách giáo khoa đã đưa ra. **Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Tính phân tử khối của các peptit mạch hở sau: a. Gly-Ala b. Ala-Ala- Ala-Ala c. Ala-Glu-Gly-Gly. Hướng dẫn giải: - Áp dụng công thức: ta có: a. Đipeptit được tạo từ 1 gốc Gly và 1 gốc Ala có: M= 1.75 + 1.89 – (2-1).18 = 146 b.Tetrapeptit được tạo từ 4 gốc Ala có: M= 4.89 – (4-1).18 = 302 c. Tetrapeptit được tạo từ 1 gốc Ala, 1 gốc Glu và 2 gốc Gly có: M = 1.89 + 1.147 + 2.75 – (4-1).18 = 332 Ví dụ 2: Cho một peptit X được tạo nên bởi n gốc glyxin có khối lượng phân tử là 189 đvC. Peptit X thuộc loại A. đipeptit. B. tripeptit. C. tetrapeptit. D. pentapepit. Hướng dẫn giải: - Sơ đồ: nGly X + (n – 1)H2O - Ta có: 189 = 75n – (n-1).18  n=3. Vậy X thuộc loại tripeptit, tức B đúng. Ví dụ 3: Cho peptit A được tạo nên bởi x gốc alanin và y gốc glyxin có khối lượng phân tử là 345 đvC. Peptit A thuộc loại A. pentapepit. B. đipeptit. C. tetrapeptit. D. tripetit. Hướng dẫn giải: - Sơ đồ: xGly + yAla A + (x + y – 1)H2O - Ta có: 75x + 89y = 345 + (x+y-1).18  57x + 71y = 327 với x, y nguyên dương. Biện luận cặp giá trị của x và y: x 1 2 3 4 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com y 3,8 3 2,2 1,4 Vậy chỉ có 1 trường hợp thỏa mãn là x = 2; y = 3 với (x + y) = 5  A đúng. 2. Thủy phân hoàn toàn peptit ** Lưu ý về kiến thức và kỹ năng: - Phương trình: Xn + (n – 1)H2O n -aminoaxit - Từ phương trình trên ta có: - Áp dụng bảo toàn khối lượng: **Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Khi thủy phân hoàn toàn 55,95 gam một peptit X thu được 66,75 gam alanin (amino axit duy nhất). X là A. tripeptit. B. pentapeptit. C. tetrapeptit. D. đipeptit. Hướng dẫn giải: - Ta có: . - Phương trình thủy phân: Xn + (n – 1)H2O nAla -Bảo toàn khối lượng: Mà .  B đúng. Ví dụ 2: Khi thủy phân hoàn toàn 65 gam một peptit X thu được 22,25 gam alanin và 56,25 gam glyxin. X là : A. tripeptit. B. tetrapeptit. C. pentapeptit. D. đipeptit. Hướng dẫn giải: - Tính số mol: và -Bảo toàn khối lượng: - Phương trình thủy phân: X + (n + m – 1)H2O 0,75 nAla + mGly 0,25 0,75 (mol) - Ta có: .  B đúng. Ví dụ 3: Thuỷ phân hoàn toàn 500 gam một oligopeptit X (chứa từ 2 đến 10 gốc αamino axit) thu được 178 gam amino axit Y và 412 gam amino axit Z. Biết phân tử khối của Y là 89. Phân tử khối của Z là : A. 147. B. 75. C. 117. D. 103. Hướng dẫn giải: 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - MY = 89  Y là Alanin với . - Bảo toàn khối lượng: - Sơ đồ phản ứng : X + (n + m – 1)H2O 5 nY + mZ 2 mol (1) . Mặt khác X là oligopeptit nên: (2) - Thay (1) vào (2) ta có: . Suy ra nghiệm hợp lý là n = 2, m = 4  nZ= 4 mol  MZ = 103  D đúng. Ví dụ 4: Hỗn hợp M gồm 2 peptit X và Y đều cấu tạo từ 2 loại amino axit có tổng số liên kết peptit trong phân tử X và Y là 5 và có tỉ lệ mol tương ứng là 1:3 . Thủy phân hoàn toàn m gam M thu được 81 gam Glyxin và 42,72 gam Alanin. Giá trị của m là A. 115,28. B. 104,28 . C. 109,5 D. 110,28. 3. Thủy phân không hoàn toàn peptit ** Lưu ý về kiến thức và kỹ năng: - Khi thủy phân không hoàn toàn peptit thì thu được hỗn hợp các peptit có mạch ngắn hơn và các -amino axit. Ví dụ: (1) Gly-Gly-Gly + H2O Gly + Gly-Gly (2) Ala-Val-Ala-Val + H2O Ala-Val-Ala + Val-Ala-Val + Ala-Val + Val-Ala + Ala + Val - Phương pháp giải: bảo toàn các gốc -amino axit. Ví dụ: Áp dụng cho ví dụ trên: Với (1) bảo toàn gốc Gly có: Với (2) bảo toàn gốc Ala và Val có: - Bảo toàn khối lượng: mhỗn hợp sản phẩm **Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: (ĐH 2011-Khối A): Thủy phân hết m gam tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala (mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 28,48 gam Ala, 32 gam Ala-Ala và 27,72 gam Ala-Ala-Ala. Giá trị của m là A. 90,6. B. 111,74. C. 81,54. D. 66,44. Giải: - Tính số mol: nAla = 28,48/89 = 0,32 mol; n Ala-Ala = 32/160 = 0,2 mol; 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com nAla-Ala-Ala = 27,72/231 = 0,12 mol - Gọi số mol Ala-Ala-Ala-Ala là a (mol). Trước phản ứng: ngốc (Ala) = 4.a Sau phản ứng: ngốc (Ala) = 1. nAla + 2. n Ala-Ala + 3. nAla-Ala-Ala - Bảo toàn gốc Ala có: 4a = 1. 0,32 + 2. 0,2 + 3. 0,12 → a = 0,27 mol Vậy m = (89.4 – 3.18). 0,27 = 81,54 gam. Chọn đáp án C. Chú ý: Với bài toán loại này có thể cho giá trị m sau đó yêu cầu tìm khối lượng sản phẩm. Ví dụ 2: Thủy phân hết m gam tetrapeptit Gly-Gly-Gly-Gly (mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 30 gam Gly; 21,12 gam Gly-Gly và 15,12 gam Gly-Gly-Gly. Giá trị của m là A. 66,24. B. 59,04. C. 66,06. D. 66,44. Ví dụ 3: Thủy phân một tetrapeptit X (mạch hở) chỉ thu được 14,6 gam Ala-Gly; 7,3 gam Gly-Ala; 6,125 gam Gly-Ala-Val; 1,875 gam Gly; 8,775 gam Val; m gam hỗn hợp gồm Ala-Val và Ala. Giá trị của m A. 29,925. B. 38,675. C. 34,375. D. 29,006. Hướng dẫn giải: - Tính số mol: nAla-Gly = 14,6/146 = 0,1 mol; n Gly-Ala = 7,3/146 = 0,05 mol; nGly-Ala-Val = 6,125/245 = 0,025 mol ; nGly = 1,875/75 = 0,025 mol ; nVal=8,775/117=0,075 mol. - Từ các sản phẩm thủy phân  Tetrapeptit X là Ala-Gly-Ala-Val - Sơ đồ phản ứng thủy phân: - Bảo toàn gốc Gly: - Bảo toàn gốc Val: - Bảo toàn gốc Ala: Vậy Ví dụ 4: Tripeptit M và tetrapeptit Q được tạo ra từ một amino axit X mạch hở (amino axit chỉ chứa 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH2). Phần trăm khối lượng nitơ trong X bằng 18,667%. Thủy phân không hoàn toàn m gam hỗn hợp M, Q (có tỉ lệ số mol 1:1) thu được 0,945 gam M; 4,62 gam đipeptit và 3,75 gam X. Giá trị của m là : A. 4,1945 gam. B. 12,58 gam. C. 8,389 gam. D. 25,167 gam. Hướng dẫn giải 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Ta có:  X là Glyxin : H2NCH2COOH. - Cấu tạo của tripeptit M là Gly-Gly-Gly và tetrapeptit Q là Gly-Gly-Gly-Gly. - Tính số mol sản phẩm: nM= 0,945/189= 0,005 mol; nđipeptit= 4,62/132 = 0,035 mol; nX = 3,75/75 = 0,05 mol. - Gọi số mol nM = nQ = a mol. Ta có sơ đồ phản ứng thủy phân: - Bảo toàn gốc Gly ta có : Vậy m = mM + mQ = (189 + 246).0,135/7= 8,389 gam. 4. Đốt cháy peptit ** Lưu ý về kiến thức và kỹ năng: - Sơ đồ phản ứng cháy: Peptit + O2 → CO2 + H2O + N2. - Chú ý cách xây dựng công thức chung của peptit trong những trường hợp cụ thể để sử dụng viết phương trình đốt cháy nếu cần: Ví dụ: Công thức của aminoaxit no mạch hở chứa 1 nhóm COOH và 1 nhóm NH 2: CnH2n+1O2N (n > 1). Từ đó suy ra công thức chung của đipeptit và tripeptit như sau: Phản ứng tạo đipeptit chứa 2 gốc -amino axit: 2CnH2n+1O2N C2nH4nO3N2 + H2O Phản ứng tạo tripeptit chứa 3 gốc -amino axit: 3CnH2n+1O2N C3nH6n –1O4N3 + 2H2O - Áp dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán đốt cháy: + Định luật bảo toàn cho các nguyên tố C, H, O, N và định luật bảo toàn khối lượng: - Dựa theo quan hệ số mol các chất trong phương trình. - Nếu dẫn sản phẩm cháy qua H2SO4 đặc, CaCl2 khan, CuSO4 khan, P2O5 thấy khối lượng bình tăng m1 (g), khí thoát ra khỏi bình dẫn tiếp vào dung dịch kiềm dư thấy khối lượng bình tăng m2 (g) thì và khí thoát ra khỏi bình là khí N2. - Nếu cho sản phẩm cháy qua dung dịch kiềm thì : 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com + Khối lượng bình tăng: mbình tăng = + Khối lượng dung dịch thay đổi: hấp thụ mdd tăng = – mkết tủa và mdd giảm = mkết tủa – **Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: (Đề thi tuyển sinh đại học Khối B- 2010): Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y đều được tạo ra từ một loại amino axit no, mạch hở có một nhóm NH 2 và một nhóm COOH. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y thu được sản phẩm gồm CO 2, H2O, và N2 trong đó tổng khối lượng CO2 và H2O bằng 54,9 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, sản phẩm thu được cho lội qua dung dịch nước vôi trong dư thì thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 45. B. 120. C. 30. D. 60 . Hướng dẫn giải: - Công thức của X: C2nH4nO3N2 và Y: C3nH6n –1O4N3 - Phản ứng cháy Y: C3nH6n –1O4N3 + O2→ 3nCO 2 + (6n-1)/2 H2O + 3/2 N2 0,1 0,3n 0,05(6n-1) Ta có: 0,3n.44 + 0,05(6n-1).18 = 54,9→ n= 3 - Sơ đồ phản ứng cháy X: C6H12O3N2 + O2 → 6CO2 → nCO2 = 6.0,2 = 1,2 mol → n CaCO3 = 1,2 mol → m=1,2 .100 = 120 gam. Ví dụ 2: (Đề thi thử ĐH - Trường THPT Chuyên-ĐH Vinh, năm học 2013-2014) Thủy phân hoàn toàn m gam pentapeptit M mạch hở, thu được hỗn hợp X gồm hai -amino axit X1, X2 (đều no, mạch hở, phân tử có một nhóm NH2 và một nhóm COOH). Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X trên cần dùng vừa đủ 2,268 lít O 2 (đktc), chỉ thu được H2O, N2 và 1,792 lít CO2 (đktc). Giá trị của m là A. 2,295. B. 1,935. C. 2,806. D. 1,806. Hướng dẫn giải: - nO2 = 0,10125 mol và nCO2 = 0,08 mol - Gọi công thức chung của X1 và X2 là CnH2n+1O2N : x mol - Sơ đồ phản ứng cháy: CnH2n+1O2N nCO 2 + (2n+1)/2 H2O + 1/2 N2 - Bảo toàn nguyên tố Oxi có 2x + 2.0,10125= 2nx + (2n+1).x/2 Mà 2nx = 0,08 → x= 0,025 → n = 3,2 → mX = 0,025.(12.3,2+2.3,2+1+32+14)=2,295 gam. - Bảo toàn khối lượng có: 5X → M + 4H2O →mX = mM + mH2O → mM = mX - mH2O = 2,295 – 4.18.0,025/5 = 1,935 gam. Ví dụ 3: Một α-aminoaxit có công thức phân tử là C2H5NO2. Khi đốt cháy 0,1 mol oligopeptit X tạo nên từ α-aminoaxit đó thì thu được 12,6 gam nước. Vậy X là A. đipeptit. B. tetrapeptit. C. tripeptit. D. pentapeptit. 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hướng dẫn giải - Giả sử X tạo ra từ k gốc -amino axit: kC2H5O2N - Phương trình đốt cháy: C2kH4k +2–kOk+1Nk + (k–1)H2O 0,1 0,7 . Vậy B đúng. 5. Thủy phân peptit trong môi trường axit (HCl) ** Lưu ý về kiến thức và kỹ năng: - Xét phản ứng giữa một peptit mạch hở X chứa n gốc -amino axit phân tử chưá 1 nhóm COOH và 1 nhóm NH2 với dung dịch HCl (đun nóng). Xn + nHCl + (n – 1)H2O nClH3N-R-COOH Quan hệ số mol giữa các chất: Nếu phân tử X chứa x gốc amino axit có hai nhóm NH 2 (Lys), còn lại là các amino axit có 1 nhóm –NH2 thì Xn + (n+x)HCl + (n -1)H2O → n muối - Áp dụng bảo toàn khối lượng: mpeptit + mHCl phản ứng + = mmuối **Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Cho 24,36 gam tripeptit mạch hở Gly-Ala-Gly tác dụng với lượng dung dịch HCl vừa đủ, sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa m gam muối. Giá trị m là A. 37,50 gam B. 41,82 gam C. 38,45 gam D. 40,42 gam Hướng dẫn giải Cách 1: Tính theo khối lượng các muối - Phương trình: (Gly)2Ala + 3HCl + 2H2O 2ClH3N-CH2-COOH + ClH3N-CH(CH3)-COOH 0,12 0,24 0,12 (mol)  mmuối = 0,24.111,5 + 0,12.125,5= 41,82 gam. Chọn đáp án B. Cách 2: Bảo toàn khối lượng - Vì Glyxin và Alanin đều chứa 1 nhóm -NH2 trong phân tử nên ta có: Gly-Ala-Gly + 3HCl + 2H2O → muối 0,12 mol 0,36 mol 0,24 mol mmuối = 24,36 + 36,5.0,36 + 18.0,24 = 41,82 gam. Chọn đáp án B. 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Ví dụ 2: Thuỷ phân hoàn toàn 0,1 mol một peptit X (mạch hở, được tạo bởi các amino axit có 1 nhóm -NH2 và 1 nhóm -COOH) bằng dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được chất rắn có khối lượng lớn hơn khối lượng của X là 52,7 gam. Số liên kết peptit trong X là A. 14. B. 13. C. 11. D. 9. Hướng dẫn giải: - Giả sử peptit X có n gốc -amino axit - Có : nHCl = n.npeptit = 0,1n và nH2O = (n-1). npeptit = 0,1(n-1) - Bảo toàn khối lượng ta có :mX + mHCl + mH2O = mmuối  mmuối – mX = mHCl + mH2O  52,7= 0,1n.36,5 + 0,1(n-1).18  n=10.  X có chứa 9 liên kết peptit.  D đúng. Ví dụ 3: Thủy phân hoàn toàn 60 gam hỗn hợp hai đipetit thu được 63,6 gam hỗn hợp X gồm các amino axit (các amino axit chỉ có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl trong phân tử). Nếu cho 1/10 hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl (dư), cô cạn cẩn thận dung dịch, thì lượng muối khan thu được là : A. 7,09 gam. B. 16,30 gam. C. 8,15 gam D.7,82 gam Hướng dẫn giải - Phương trình thủy phân đipeptit: X2 + (n – 1)H2O 2X và - Khi cho 1/10 hỗn hợp X tác dụng với HCl dư: H2N-R-COOH + HCl ClH3N-R-COOH mmuối = (với ) 6. Thủy phân peptit trong môi trường kiềm (KOH, NaOH) ** Lưu ý về kiến thức và kỹ năng:(đây là dạng bài tập khá phổ biến) - Xét phản ứng giữa một peptit mạch hở X chứa n gốc -amino axit (n-peptit) với dung dịch NaOH (đun nóng). Phương trình tổng quát như sau: - Nếu X chỉ tạo thành từ các -amino axit có 1 nhóm -COOH Xn + nNaOH nH2N-R-COONa + H2O Quan hệ số mol giữa các chất: - Nếu trong phân tử X chứa x gốc -amino axit có hai nhóm –COOH (chỉ xét axit Glutamic), còn lại là các -amino axit có 1 nhóm COOH thì X + (n + x)NaOH hỗn hợp muối + (1 + x)H2O 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Quan hệ số mol giữa các chất: - Bảo toàn khối lượng: mpeptit + mNaOH phản ứng = m hỗn hợp muối + - Nếu dùng một lượng dư dung dịch NaOH thì chất rắn sau phản ứng gồm có muối natri của -amoni axit và NaOH dư. Khi đó: m rắn = mhỗn hợp muối + mNaOH dư - Khi đốt cháy muối natri của -amoni axit no mạch hở phân tử có 1 nhóm NH 2 và 1 nhóm COOH thì: . Nên sơ đồ phản ứng cháy là: Với trường hợp này nên chú ý sử dụng các phương pháp bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng để giải. Ngoài ra, cần lưu ý khi đốt cháy muối natri của amoni axit cũng như khi đốt cháy peptit ban đầu thì lượng O2 không thay đổi. **Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Thủy phân hoàn toàn 21,8 gam đipeptit mạch hở Glu-Ala trong dung dịch NaOH (vừa đủ) thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 30,2. B. 24,0. C. 28,0. D. 26,2. Hướng dẫn giải - Có nGlu-Ala = 21,8/218 = 0,1 mol - Sơ đồ phản ứng: Glu-Ala + 3NaOH Glu(Na2) + AlaNa + 2H2O - Có: nNaOH = 3npeptit = 3.0,1= 0,3 mol và nH2O = 2 npeptit = 2.0,1 = 0,2 mol - Bảo toàn khối lượng được: m muối = mpeptit + mNaOH – mH2O = 21,8 + 0,3.40 – 0,2.18 = 30,2 gam. Vậy A đúng. Ví dụ 2: Thủy phân hoàn toàn m gam đipeptit Gly-Ala (mạch hở) bằng dung dịch KOH vừa đủ, thu được dung dịch X. Cô cạn toàn bộ dung dịch X thu được 2,4 gam muối khan. Giá trị của m là A. 1,64. B. 1,36. C. 1,46. D. 1,22. Hướng dẫn giải Cách 1: Tính dựa theo khối lượng mỗi muối - Phương trình: Gly-Ala + 2KOH H2N-CH2-COOK + H2N-CH(CH3)-COOK + H2O x x x mol  2,4 = 113x + 127x  x = 0,01 mol 14 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Vậy m = 0,01 . 146 = 1,46 gam  C đúng. Cách 2: Bảo toàn khối lượng - Từ phương trình có: nKOH = 2nGly-Ala = 2.0,1= 0,2 mol và nH2O = npeptit = 0,1 mol - Bảo toàn khối lượng: mpeptit = m muối + mH2O - mKOH = 2,4 + 0,01.18 – 0,02.56 = 1,46 gam. Vậy C đúng. Ví dụ 3: Thủy phân hoàn toàn 4,34 gam tripeptit mạch hở X (được tạo nên từ hai α – amino axit có cùng công thức dạng (H 2NCxHyCOOH) bằng dung dịch NaOH dư, thu được 6,38 gam muối. Mặt khác thủy phân hoàn toàn 4,34 gam X bằng dung dịch HCl dư, thu được m gam muối. Giá trị của m là A. 6,53. B. 7,25 C. 5,06 D. 8,25. Hướng dẫn giải: - Thủy phân trong NaOH, ta có: nNaOH = 3npeptit = 3x mol và nH2O = npeptit = x mol Bảo toàn khối lượng được: m muối + mH2O = mpeptit + mNaOH  6,38 + 18x = 4,34 + 3x.40  x= 0,02 mol - Thủy phân trong HCl, ta có: nHCl = 3npeptit = 3.0,02 = 0,06 mol và nH2O = 2npeptit = 2.0,02 = 0,04 mol Bảo toàn khối lượng được: mmuối = mpeptit + mHCl + mH2O = 4,34 + 0,06.36,5 + 0,04.18 = 7,25 gam  B đúng Ví dụ 4: (ĐH 2012-Khối B) Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X và 2a mol tripeptit mạch hở Y với 600 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ). Sau khi các phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu được 72,48 gam muối khan của các amino axit đều có một nhóm –COOH và một nhóm –NH2 trong phân tử. Giá trị của m là A. 54,30. B. 66,00. C. 44,48. D. 51,72. Hướng dẫn giải: - Ta có: X + 4NaOH → muối + H2O a mol 4a mol a mol Y + 3NaOH → muối + H2O 2a mol 6a mol 2a mol  nNaOH =4a + 6a = 0,6 .1  a = 0,06 mol - Bảo toàn khối lượng được: m + 0,6.40 = 72,48 + 18.3.0,06 → m = 51,72 gam. D đúng. Ví dụ 5: Đun nóng 0,16 mol hỗn hợp E gồm hai peptit X (CxHyOzN6) và Y (CnHmO6Nt) cần dùng 600 ml dung dịch NaOH 1,5M chỉ thu được dung dịch chứa a 15 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)