Cho một α - amino axit X có mạch cacbon không phân nhánh. - Lấy 0,02 mol X phản ứng vừa đủ với 160 ml dung dịch HCl 0,125 M thu được 3,67 gam muối. - Lấy 1,47 (g) X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH thu được 1,91 (g) muối. Xác định công thức cấu tạo của X?

Đáp án: axit glutamic

 

Giải thích các bước giải:

  * $X$ phản ứng với dung dịch $HCl$

Ta có: $n_{HCl}=0,16.0,125=0,02(mol)$

→ $m_{HCl}=0,02.36,5=0,73(g)$

Bảo toàn khối lượng:

  $m_{X}=3,67-0,73=2,94(g)$

Mặt khác ta thấy $n_{HCl}=n_{X}=0,02(mol)$

→ $X$ có 1 gốc $NH_2$

CTTQ của $X$ có dạng: $NH_2-R-(COOH)_y$

   $NH_2-R-(COOH)_y+HCl→(COOH)_y-R-NH_3Cl$

Ta có: $n_X=n_{HCl}$

→ $\dfrac{2,94}{16+R+45y}=0,02$

→ $2,94=0,02(16+R+45y)$

→ $0,02R+0,9y=2,62$

→ $R=\dfrac{2,62-0,9y}{0,02}$

\begin{array}{|c|c|c|}\hline \text{y}&\text{1}&\text{2}&3\\\hline \text{R}&\text{86(loại)}&\text{41(nhận)}&\text{-4(loại)}\\\hline \end{array}

Vậy CTCT của $X$ là: $HOOC-CH_2-CH_2-CH(NH_2)-COOH$ (axit glutamic)

  * $X$ phản ứng với dung dịch $NaOH$

Xét TH1: $X$ có 1 nhóm $COOH$

  $(NH_2)_x-R-COOH+NaOH→(NH_2)_x-R-COONa+H_2O$

Ta có: $n_{X}=n_{Muối}$

→ $\dfrac{1,47}{16x+R+45}=\dfrac{1,91}{16x+R+67}$

→ $1,47(16x+R+67)=1,91(16x+R+45)$

→ $23,52x+1,47R+98,49=30,56x+1,91R+85,95$

→ $7,04x+0,44R=12,54$

→ $R=\dfrac{12,54-7,04x}{0,44}$

\begin{array}{|c|c|c|}\hline \text{x}&\text{1}&\text{2}&3\\\hline \text{R}&\text{12,5(loại)}&\text{-3,5(nhận)}&\text{-19,5(loại)}\\\hline \end{array}

→ Loại TH1.

 Xét TH2: Xét $X$ có 2 nhóm $COOH$ (cụ thể axit glutamic)

   $H_2N-C_3H_5-(COOH)_2+2NaOH→H_2N-C_3H_5-(COONa)_2+2H_2O$

Ta có: $n_{X}=\dfrac{1,47}{147}=0,01(mol)$

→ $n_{muối}=n_X=0,01(mol)$

⇒ $m_{muối}=0,01.191=1,91(g)$ (thỏa yêu cầu đề bài)

Vậy CTCT của $X$ là: $HOOC-CH_2-CH_2-CH(NH_2)-COOH$ (axit glutamic)