Hướng dẫn sử dụng phương pháp đồng đẳng hóa để giải nhanh một số dạng bài tập trắc nghiệm về peptit

MC LC Trang I- M U 1.1 Lớ chn ti 1.2 Mc ớch nghiờn cu 1 i tng nghiờn cu 1.4 Phng phỏp nghiờn cu II- NI DUNG SNG KIN KINH NGHIM 2.1 C s lớ lun ca sỏng kin kinh nghim 2.2 Thc trng trc ỏp dng sỏng kin kinh nghim 2.3 Cỏc gii phỏp ó s dng gii quyt 2.3.1 Dng 1: Bi xỏc nh loi peptit, hoc s liờn kt peptit phõn t peptit to bi cỏc gc - amino axit cú mt nhúm amino v mt nhúm cacboxyl 2.3.2 Dng 2: Bi nh lng cỏc cht phn ng thy phõn hoc t chỏy hon ton mt peptit to nờn t mt loi gc - amino axit no, mch h cú mt nhúm amino v mt nhúm cacboxyl 2.3.3 Dng 3: Bi nh lng cỏc cht phn ng thy phõn hoc t chỏy hon ton hn hp peptit u to nờn t cỏc gc amino axit no, mch h cú mt nhúm amino v mt nhúm cacboxyl 2.3.4 Mt s bi ngh 14 2.4 Hiu qu ca sỏng kin kinh nghim i vi hot ng giỏo dc, 16 vi bn thõn, ng nghip v nh trng III- KT LUN, KIN NGH 17 3.1 Kt lun 17 3.2 Kin ngh 17 3.2.1 i vi giỏo viờn v cỏc nh trng 17 3.2.2 i vi cỏc cp qun lớ giỏo dc 17 TI LIU THAM KHO 19 I M U 1.1 Lớ chn ti: i vi hc sinh, gii bi l mt nhng phng phỏp hc tớch cc gi ụn mụn Hoỏ hc Mi dng toỏn thng cú nhng hng gii khỏc tỡm cỏch gii hay, ngn gn ũi hi hc sinh phi nm vng kin thc v cú k nng dng cỏc phng phỏp gii, k nng tớnh toỏn, suy lun, qua ú giỳp cho s phỏt trin t ca cỏc em, ng thi s tit kim c thi gian gii bi iu ú cú ý ngha rt ln cỏc em lm bi kim tra, bi thi, nht l bi thi dng cõu hi trc nghim i vi nhng bi n gin thỡ hc sinh thng vit phng trỡnh hoỏ hc, da vo cỏc i lng bi tớnh s mol ca cỏc cht, sau ú theo phng trỡnh hoỏ hc tớnh s mol ca cỏc cht cũn li t ú tớnh c cỏc i lng theo yờu cu ca bi Nhng i vi nhiu dng bi tp, nu hc sinh khụng nm c bn cht ca cỏc phn ng thỡ vic gii bi toỏn s gp rt nhiu khú khn v thng l gii sai Trong nhng nm gn õy, cỏc bi toỏn v peptit xut hin cỏc thi i hc, Cao ng, Trung hc ph thụng Quc gia , thng mc rt khú, gõy nhiu khú khn, tr ngi cho hc sinh Khi bt tay vo gii bi peptit thỡ hc sinh v c cỏc thy cụ thng chúng mt vi nhng bi dng nh phi bin lun, suy ngh rt nhiu to mt bi gii ỳng, chun v hp lớ, vỡ th cỏc em thng hay b qua dng toỏn ny ng ng húa l phng phỏp hay v linh hot, cú th coi l im mnh vic x lớ mt s dng toỏn Hu c, ú cú nhiu bi v peptit, mi xut hin nm 2015 bn Nht Trng (Sinh viờn Trng i hc Y Dc thnh ph H Chớ Minh) ó son v hin ti cng rt ớt ti liu i sõu gii thiu v phng phỏp ny Tuy c s ca nú l mt phng phỏp khụng h mi, nhng phỏt trin sõu rng cỏc ca nú mang li cú th giỳp ớch rt nhiu cho cỏc bn hc sinh yờu thớch b mụn Húa hc Khi hc s dng phng phỏp ng ng húa, ta cú th tỡm thy c nhng ng dn n mu cht gii bi toỏn rt hay v n gin m khụng cn phi bin lun quỏ phc Trờn c s nhng hiu bit v kh nng ca bn thõn, tụi ó thc hin vic Hng dn s dng phng phỏp ng ng húa gii nhanh mt s dng bi trc nghim v peptit nhm giỳp cỏc em hc sinh tip cn gn hn vi peptit, t ú hỡnh thnh cỏc em kh nng t khoa hc hc mụn Hoỏ hc núi riờng v cỏc mụn hc khỏc núi chung nhm nõng cao cht lng dy hc 1.2 Mc ớch nghiờn cu: Peptit l chuyờn khỏ mi bc ph thụng, nghiờn cu bi hc sỏch giỏo khoa xong, ta rt khú tng hp c kin thc v dng gii bi Thụng thng, toỏn v peptit luụn l ti khú nut vi cỏc thớ sinh cỏc kỡ thi Hng gii quyt chỳng cho n gin luụn l mi bn tõm hng u ca mi thớ sinh cỏc thi hng nm Mt khỏc, biờn son sỏch tham kho (cú trờn th trng), cỏc tỏc gi cng nộchuyờn ny hoc cha i sõu vo bn cht, ú, cỏc em hc sinh s rt khú khn gp bi v peptit c bit l thi tuyn sinh i hc, cao ng, Trung hc ph thụng Quc gia nhng nm gn õy liờn tc xut hin cỏc cõu hi v peptit rt hay, nu khụng hiu sõu sc bn cht ca chỳng thỡ cỏc em rt khú gii quyt c Trờn tinh thn ú, qua quỏ trỡnh tỡm hiu, tham kho cỏc ti liu, bng kinh nghim ca bn thõn quỏ trỡnh dy hc, tụi nghiờn cu v vit sỏng kin: Hng dn s dng phng phỏp ng ng húa gii nhanh mt s dng bi trc nghim v peptit nhm giỳp cỏc em hc sinh khc phc cỏc khú khn trờn v t tin hn x lớ cỏc bi v peptit 1.3 i tng nghiờn cu: Peptit l mt nhng ni dung ca Húa hu c, thuc chng trỡnh lp 12 Peptit l nhng hp cht cú cha t n 50 gc -amino axit liờn kt vi bng cỏc liờn kt peptit (liờn kt ca nhúm CO v nhúm NH gia hai n v -amino axit, c gi l liờn kt peptit) Peptit c phõn peptit thnh loi: + Oligopeptit: Gm cỏc peptit cú t n10 gc -amino axit + Polipeptit: Gm cỏc peptit cú t 11 n 50 gc -amino axit Phõn t peptit hp thnh t cỏc gc -amino axit ni vi bi liờn kt peptit theo mt trt t nht nh: amino axit u N cũn nhúm -NH 2, amino axit u C cũn nhúm COOH Trong phõn t peptit thỡ liờn kt peptit l mi liờn kt yu nht, d b t dn n tớnh cht húa hc c bn ca peptit l phn ng thy phõn mụi trng axit v baz Cú th núi tớnh cht ny ó to nờn khỏ nhiu tỡnh bi thỳ v v hay cho cỏc dng bi cú liờn quan n phn ng thy phõn peptit, bờn cnh ú cũn cú mt dng toỏn khỏ ph bin xuyờn sut hu ht cỏc chuyờn ca Húa hu c l dng toỏn v phn ng toỏn t chỏy K nng gii toỏn hoỏ hc ch c hỡnh thnh hc sinh nm vng lớ thuyt, nm vng cỏc kin thc v tớnh cht hoỏ hc ca cht, bit dng kin thc vo gii bi Hc sinh phi hỡnh thnh c mt mụ hỡnh gii toỏn, cỏc bc gii mt bi toỏn, kốm theo ú l phi hỡnh thnh c bn thõn thúi quen phõn tớch bi v nh hng c cỏch lm, õy l mt k nng rt quan trng i vi vic gii mt bi toỏn húa hc Do ú, hỡnh thnh c k nng gii nhanh cỏc bi v peptit thỡ ngoi vic giỳp hc sinh nm c bn cht ca cỏc phn ng giỏo viờn cũn phi hỡnh thnh cho hc sinh mt phng phỏp gii nhanh, bờn cnh ú rốn luyn cho hc sinh t nh hng ng trc mt bi toỏn v kh nng phõn tớch bi Mt s cỏc phng phỏp m tụi ó nghiờn cu, thc hin quỏ trỡnh ging dy phn peptit rt hiu qu c trỡnh by khuụn kh sỏng kin ny l Phng phỏp ng ng húa ỏp dng gii mt s dng bi trc nghim v peptit c to nờn t cỏc gc -amino axit no, mch h cha mt nhúm -NH2 v mt nhúm -COOH 1.4 Phng phỏp nghiờn cu: Trong quỏ trỡnh nghiờn cu, tụi ó s dng cỏc nhúm phng phỏp nghiờn cu sau: Nghiờn cu c s lớ lun, tng hp kin thc, a vớ d minh v dng vo bi tp, thc nghim s phm II NI DUNG SNG KIN KINH NGHIM 2.1 C s lớ lun ca sỏng kin kinh nghim: gii c mt bi toỏn hoỏ hc thỡ iu u tiờn chỳng ta cn phi nm vng c phng trỡnh ca cỏc phn ng xy i vi cỏc dng bi liờn quan n phn ng thy phõn v t chỏy hon ton peptit thỡ vit c phng trỡnh hoỏ hc chớnh xỏc, hc sinh phi nm c cụng thc ca peptit, hiu c bn cht ca phn ng ngha l phn ng din iu kin no, cú s tham gia ca mụi trng hay khụng v to nhng sn phm gỡ Phõn t peptit hp thnh t cỏc gc -aminoaxit, cỏc - aminoaxit quan trng c gii thiu chng trỡnh lp 12 gm: Gly: NH2 CH2 COOH Ala: CH3 CH ( NH2 ) COOH Val: CH3 CH(CH3) CH ( NH2 ) COOH Lys: H2N [ CH2 ] CH(NH2) COOH Glu: HOOC [ CH2 ] CH(NH2) COOH Tyr: HO C6H CH2 CH(NH2 ) COOH Phe: C6H5CH2CH ( NH2 ) COOH Cỏc dng bi v peptit thi i hc, Cao ng, Trung hc ph thụng Quc gia v cỏc thi minh hay thi th u ch yu khai thỏc v cht tiờu biu ú l: Gly, Ala v Val im chung ca cht ny l u cựng thuc cựng mt dóy ng ng ca Gly (-aminoaxit no, mch h cú nhúm NH2 v nhúm COOH) Gi s n phõn cu to nờn peptit cha mt nhúm -NH2 v mt nhúm -COOH cú cụng thc l: NH 2-R-COOH thỡ cụng thc tng quỏt ca peptit l [NH 2-R-COOH]n(1-n)H2O Nu peptit c to nờn t mt loi gc -amino axit no, mch h cha mt nhúm -NH2 v mt nhúm -COOH thỡ cú cụng thc tng quỏt l [CaH2a+1O2N]n(n-1)H2O (Vi n l s gc amino axit cu to nờn peptit) Da vo cỏc im chung nờu trờn, ta cú cỏc phộp tỏch sau: Ala = Gly + 1CH2 Val = Gly + 3CH2 [CaH2a+1O2N]n(n-1)H2O = Gly + xCH2 Nh vy, peptit to nờn t mt loi -aminoaxit no, mch h, cha nhúm NH2 v nhúm COOH thỡ ta hon ton cú th tỏch cỏc nhúm CH cũn li chui peptit ch cú cỏc mt xớch Gly Khi ú ta xõy dng cụng thc tng quỏt vi chui peptit cú n mt xớch Gly nh sau: nGly (C2H3ON)n (n-1)H2O C2nH3n+2On+1Nn (C2H3ON)n.H2O (Trong ú: M C H ON = 57) Khi peptit cú mt ca cỏc gc -aminoaxit thuc cựng dóy ng ng khỏc nh Ala, Val, thỡ chỳng ta s thờm vo ú mt s nhúm CH 2, ú cụng thc ca peptit cú dng (C2H3ON)n.H2O (CH2)k Vi hn hp peptit u c to nờn t cỏc gc -aminoaxit no, mch h, cha nhúm NH v nhúm COOH thỡ ta cú th quy i thnh C2H3ON (a mol), CH2 (b mol), H2O (c mol) S n gin ca cụng thc giỳp cho vic x lớ cỏc dng bi linh hot v d dng hn 2.2 Thc trng trc ỏp dng sỏng kin kinh nghim: Trong Sỏch giỏo khoa Húa hc 12 (c nõng cao v c bn) ch vit phng trỡnh tng quỏt cho phn ng thy phõn peptit mụi trng axit v cng khụng cp n phn ng t chỏy; cỏc bi v peptit li ch yu xột n hai loi phn ng ny, lm cho nhiu giỏo viờn v hc sinh lỳng tỳng Do vy, nhiu bi v peptit cỏc thi hc sinh thng khụng lm c hoc b qua vỡ thy phc nhng thc t, nu hiu rừ bn cht v s dng phng phỏp gii phự hp thỡ vic gii quyt tr nờn n gin hn 2.3 Cỏc gii phỏp ó s dng gii quyt : Phn ng thy phõn hon ton peptit to t mt loi gc -amino axit no, mch h cha mt nhúm NH2 v mt nhúm COOH theo phng trỡnh tng quỏt sau: - Khi un núng mụi trng axit (thng dựng HCl): [NH2-R-COOH]n(1-n)H2O + (n-1)H2O + nHCl nNH3Cl-R-COOH - Khi un núng mụi trng baz (thng dựng NaOH hay KOH): [NH2-R-COOH]n(1-n)H2O + nNaOH nNH2-R-COONa + H2O [NH2-R-COOH]n(1-n)H2O + nKOH nNH2-R-COOK + H2O Phn ng t chỏy peptit to t mt loi gc -amino axit no, mch h cha mt nhúm NH2 v mt nhúm COOH theo phng trỡnh tng quỏt sau: n 3an-1,5n 2an-n+2 [CaH2a+1O2N]n(1-n)H2O+ O2 a.n CO2 + H2O + N2 2 xỏc nh c cụng thc tng quỏt ca peptit ó khú, li thờm phi vit phng trỡnh phn ng ri thit lp mi liờn h v s mol gia cỏc cht cng khụng kộm phn phc v ch cn sai mt khõu no ú thỡ coi nh b c bi toỏn Vi phng phỏp ng ng húa, vỡ cỏc nhúm CH2 khụng thay i gỡ phn ng thy phõn nờn cú th quy v phn ng ca peptit ch cha cỏc gc ca Gly nh sau: - Khi un núng mụi trng axit nh HCl: (C2H3ON)n.H2O + (n-1)H2O + nHCl nNH3Cl-CH2-COOH - Khi un núng mụi trng baz nh NaOH hay KOH: (C2H3ON)n.H2O + nNaOH nNH2-CH2-COONa + H2O (C2H3ON)n.H2O + nKOH nNH2-CH2-COOK + H2O - Phn ng t chỏy: 4,5n+3k (C2H3ON)n.H2O (CH2) k + O2 (2n+k) CO2 + (1,5n+k+1) n H2O + N2 Xột vi peptit X t cỏc phn ng thy phõn ta cú th hỡnh dung c cỏc mi liờn h: - Phn ng thy phõn mụi trng axit: n H O = (n-1) n X n HCl = n n X n n H O n-1 - Phn ng thy phõn mụi trng baz: n NaOH = n n X ( n KOH = n n X ) nH O = nX Khi t chỏy peptit to t mt loi gc -amino axit no, mch h cha mt nhúm -NH2 v mt nhúm -COOH vi phng phỏp ng ng húa, ta ch cn thit lp s cỏc mi liờn h s mol cỏc cht: CO2 : 2n.a + n.x (C2 H3ON) n H O : a O2 H O : 1,5n.a + n.x.a X (CH ) : a nx N : 0,5n.a n O(X) + 2n O2 =2n CO2 +n H2O Vi hn hp peptit u c to nờn t cỏc gc -aminoaxit no, mch h, cha nhúm NH2 v nhúm COOH thỡ ta cú th quy i thnh C2H3ON (a mol), CH2 (b mol), H2O (c mol) Khi ú: C H3ON : a CO : 2a + b O2 X CH : b H 2O :1,5a + b + c H O : c N : 0,5a Nh vy, dng phng phỏp ng ng húa gii cỏc bi tp, chỳng ta khụng cn phi vit phng trỡnh phn ng m s dng cỏc cụng thc liờn h s mol, kt hp s dng cỏc nh lut bo ton, in hỡnh cỏc l nh bo ton nguyờn t (C,H,O,N ) v nh lut bo ton lng cho cỏc phn ng: mpeptit + m H O = maminoaxit mpeptit + m H O + mHCl = mmui mpeptit + mNaOH = mmui + m H O mpeptit + mKOH = mmui + m H O mpeptit + m H O = maminoaxit mpeptit + mO = mCO + m H O + m N Khi ó cú c im chung thỡ chỳng ta cú s phn ng chung, t ú s d dng cỏch nh mi liờn h v s mol ca cỏc cht phn ng, thm cú th hỡnh dung m khụng cn phi vit phng trỡnh hay s phn ng S n gin v phng trỡnh phn ng v thit lp cỏc mi liờn h s dng phng phỏp trờn khụng ch giỳp chỳng ta cú c cụng thc chung ỏp dng tớnh toỏn, to nờn mt li mũn t nh hng gii cho cỏc dng bi ch xột vi mt peptit m cũn dng cho cỏc dng bi liờn quan n hn hp peptit u c to bi cỏc gc -amino axit no, mch h, cha nhúm -NH2 v nhúm -COOH Nhn nh trờn s c sỏng t qua cỏc vớ d mt s dng toỏn v peptit sau: 2.3.1 Dng 1: Bi xỏc nh loi peptit, hoc s liờn kt peptit phõn t peptit to bi cỏc gc - amino axit cú mt nhúm amino v mt nhúm cacboxyl: n HCl = 2 2 2 2 2 Vớ d 1: Khi thy phõn hon ton 0,1 mol peptit X mch h (X to bi cỏc gc -amino axit cú mt nhúm amino v mt nhúm cacboxyl) bng mt lng dung dch NaOH gp ụi lng cn phn ng, cụ cn dung dch sau phn ng thu c hn hp cht rn tng so vi lng X l 78,2 gam S liờn kt peptit X l: A B 10 C 18 D 20 Cỏch (Cỏch gii thng dựng): X cú dng [NH2-R-COOH]n(1-n)H2O (R l gc hirocacbon trung bỡnh ca cỏc amino axit ) [NH2-R-COOH]n(1-n)H2O + nNaOH nNH2-R-COONa + H2O 0,1 0,1n 0,1 Gi lng peptit l m, ỏp dng nh lut bo ton lng ta cú: m + 0,2n.40 = m + 78,2 + 0,1.18 n = 10 Sliờn kt peptit bng 10-1=9 ỏp ỏn A Cỏch (S dng phng phỏp ng ng húa): X cú dng (C2H3ON)n.H2O (CH2)x Khi lng cht rn tng so vi lng ca X bng lng NaOH cho vo tr lng H2O to nờn ỏp dng cỏc cụng thc ta cú: 2.0,1n.40 - 0,1.18 = 78,2 n = 10 Sliờn kt peptit bng 10-1=9 ỏp ỏn A Vớ d 2: Cho mt peptit X c to nờn bi n gc glyxyl v m gc alanyl cú lng phõn t l 274 vC Peptit X thuc loi: A tripetit B ipetit C tetrapeptit D pentapepit Cỏch (Cỏch gii thng dựng): X + (n + m-1)H2O nGly + mAla p dng nh lut bo ton lng, ta cú: 274 + (n + m-1)18 = 75.n + 89.m 57n + 71m = 256 Lp bng bin lun: n m 2,8 1,2 0,4 Ch cú cp n=2, m=2 tha Vy X l tetrapeptit ỏp ỏn C Cỏch (S dng phng phỏp ng ng húa): X cú dng (C2H3ON)n+m.H2O (CH2)m 57n + (57 + 14)m + 18 = 274 Lp bng bin lun: n m 2,8 1,2 0,4 Ch cú cp n=2, m=2 tha Vy X l tetrapeptit ỏp ỏn C 2.3.2 Dng 2: Bi nh lng cỏc cht phn ng thy phõn hoc t chỏy hon ton mt peptit to nờn t mt loi gc - amino axit no, mch h cú mt nhúm amino v mt nhúm cacboxyl: Vớ d 1: Thy phõn hon ton 143,45 gam hn hp A gm hai tetrapeptit thu c 159,74 gam hn hp X gm cỏc aminoaxit (cỏc aminoaxit ch cha nhúm -COOH v nhúm -NH2) Cho ton b X tỏc dng vi dung dch HCl d, sau ú cụ cn dung dch thỡ thu c m gam mui khan Khi lng nc phn ng v giỏ tr ca m ln lt l: A 8,145 gam v 203,78 gam B 32,58 gam v 10,15 gam C 16,2 gam v 203,78 gam D 16,29 gam v 203,78 gam Cỏch (Cỏch gii thng dựng): t Cụng thc chung cho hn hp A l [NH2-R-COOH]4(-3)H2O [NH2-R-COOH]4(-3)H2O + 3H2O + 4HCl 4NH3Cl-R-COOH m -m Theo bo ton lng: n H O = X A =0,905(mol) 18 m H O = 16,29 gam T phn ng n HCl = n H O mmui = m X + mHCl= 159,74 + 0,905 36,5 = 203,78 gam ỏp ỏn D Cỏch (S dng phng phỏp ng ng húa): 159,74 143,45 Theo bo ton lng: n H O = = 0,905 mol 18 4 n n HCl = = H O m H O = 0,905.18=16,29 gam mmui = 143,45 + 0,905.18 + 0,905 36,5 = 203,78 gam Vớ d 2: (Trớch t thi tuyn sinh i hc B- 2010): ipeptit mch h X v tripeptit mch h Y u c to t mt loi amino axit no, mch h cú mt nhúm -NH2 v mt nhúm -COOH t chỏy hon ton 0,1 mol Y thu c sn phm gm CO2, H2O v N2 ú tng lng CO v H2O bng 54,9 gam Nu t chỏy hon ton 0,2 mol X, sn phm thu c cho li qua dung dch nc vụi d thỡ thu c m gam kt ta Giỏ tr ca m l: A 45 B 120 C 30 D 60 Cỏch (Cỏch gii thng dựng): Cụng thc ca X: [CaH2a+1O2N]2(-1)H2O v Y: [CaH2a+1O2N]3(-2)H2O 6a-1 PT chỏy Y: [CaH2a+1O2N]3(-2)H2O + O2 3aCO2 + H2O + N2 2 0,1 0,3a 0,05(6a-1) Ta cú: 0,3a.44 + 0,05(6a-1)18 = 54,9 a= [C3H7O2N]2(-1)H2O + O2 6CO2 CaCO3 0,2 1,2 1,2 m= 1,2.100 = 120 gam ỏp ỏn B Cỏch (S dng phng phỏp ng ng húa): Khi t chỏy 0,1 mol Y: (C H 3ON)3 H O : 0,1 O2 CO : 0,1(6 + 3x) Y (CH )3x : 0,1 H O : 0,1(5,5 + 3x) Ta cú : 0,1.( 6+ 3x).44+ 0,1.( 5,5+3x).18= 54,9 x=1 Khi t chỏy 0,2 mol X : 2 2 2 (C2 H3ON) H O : 0, O2 X { CO : 0,2(4 + 2x ) = 1,2 (CH ) : 0, 2 2x n CaCO = n CO = 1,2 mol m= 1,2.100 = 120 gam ỏp ỏn B Vớ d (Trớch t thi tuyn sinh i hc B- 2012): un núng m gam hn hp gm a mol tetrapeptit mch h X v 2a mol tripeptit mch h Y vi 600 ml dung dch NaOH 1M va Sau cỏc phn ng kt thỳc, cụ cn dung dch thu c 72,48 gam mui khan ca cỏc amino axit u cú mt nhúm -COOH v mt nhúm -NH2 phõn t Giỏ tr ca m l: A 51,72 B 54,30 C 66,00 D 44,48 Cỏch (Cỏch gii thng dựng): X + 4NaOH 4Mui + H2O a 4a a Y + 3NaOH 3Mui + H2O 2a 6a 2a Ta cú: nNaOH= 10a = 0,6 a = 0,06 mol m + 0,6.40 = 72,48 + 0,18.18 m= 51,72 gam ỏp ỏn A Cỏch (S dng phng phỏp ng ng húa): Ta cú: n NaOH = 4a + 3.2a = 0,6 a= 0,06 mol m + 0,6.40 = 72,48 + 0,18.18 m= 51,72 gam ỏp ỏn A Vớ d 4: Tripeptit mch h X v Tetrapeptit mch h Y u c to t mt amino axit no, mch h cú nhúm COOH v nhúm NH t chỏy hon ton 0,1 mol X thu c sn phm gm H 2O, CO2 v N2 ú tng lng CO2 v H2O bng 36,3 gam Nu t chỏy hon ton 0,2 mol Y thỡ s mol O2 cn phn ng l: A 2,8 mol B 1,8 mol C 1,875 mol D 3,375 mol Cỏch (Cỏch gii thng dựng): X, Y u sinh amino axit cú cụng thc l CnH2n+1O2N Do vy ta cú CT gp li ca X,Y tng ng l: C3nH6n 1O4N3(X) , C4nH8n 2O5N4(Y) Phn ng chỏy X: C3nH6n 1O4N3 + pO2 3nCO2 + (3n-0,5)H2O + N2 0,1mol 0,3n(mol) 0,3(3n-0,5)mol Ta cú phng trỡnh tng lng H2O v CO2 : 0,3[44.n + 18 (3n-0,5)] = 36.3 n = Phn ng chỏy Y: C4nH8n O5N4 + pO2 4nCO2 + (4n-1)H2O + N2 0,2mol 0,2.p 0,8n (0,8n -0,2) p dng BT nguyờn t O : 0,2.5+ 0,2.2p = 0,8.2.2 +(0,8.2 - 0,2) p = nO2 = 9.0,2 = 1,8mol ỏp ỏn B Cỏch (S dng phng phỏp ng ng húa): Khi t chỏy 0,1 mol X: (C H 3ON)3 H O : 0,1 O2 CO : 0,1(6 + 3x) X (CH ) : 0,1 3x H O : 0,1(5,5 + 3x) Ta cú: 0,1.( 6+3x).44+ 0,1.( 5,5+3x).18 = 36,3 x=0 Khi t chỏy 0,2 mol Y: (C H 3ON) H 2O : 0, O2 CO : 0,2(8 + 4x) = 1,6 Y (CH ) : 0, 2 4x H O : 0,2(7 + 4x) = 1,4 p dng nh lut bo ton O ta cú : 0,2.5 + n O = 2.1,6 + 1,4 n O = 1,8 mol ỏp ỏn B 2.3.3 Dng 3: Bi nh lng cỏc cht phn ng thy phõn hoc t chỏy hon ton hn hp peptit u to nờn t cỏc gc - amino axit no, mch h cú mt nhúm amino v mt nhúm cacboxyl: Vớ d 1: X v Y ( MX < MY) l hai peptit mch h, u to nờn t alanin v valin t chỏy hon ton hn hp E cha X v Y cn dựng 44,352 lớt khớ O (ktc) thu c sn phm gm CO 2, H2O v N2 Dn ton b sn phm chỏy qua bỡnh dung dch Ba(OH)2 d thỡ lng bỡnh tng 92,96 gam v khớ thoỏt cú th tớch 4,928 lớt (ktc) Thy phõn hon ton E thu c a mol alanin v b mol valin T l gia a v b l: A.2:3 B.3:1 C.1:3 D.3:2 Gii Cỏch (S dng phng phỏp to lp ipeptit): n O = 44,352: 22,4 =1,98 mol, n N = 4,928 : 22,4= 0,22 mol E + O2 CO2 + H2O + N2 mCO2 + mH2O = 92,96 gam Quy i peptit thnh ipeptit: E + H2O CnH2nN2O3 CO2 + H2O + N2 t E : E + O2 1,98 mol 92,96 gam t ipeptit: CnH2nN2O3 + O2 CO2 + H2O + N2 0,22 mol 1,98 mol x mol x mol 0,22 mol BT oxi => x = 1,54 mol 1,54 44 + 18 nH2O = 92,96 => nH2O = 1,4 mol E + H2O Ala(C3H7NO2) + Val(C5H11NO2) a mol b mol => 3a + 5b = 1,54 (Bo ton C) v a + b = 0,44 (Bo ton N) => a = 0,33, b = 0,11 => a : b = : ỏp ỏn B Cỏch (S dng phng phỏp ng ng húa): n O = 1,98 mol, n N = 0,22 mol 2 2 2 10 C2 H 3ON : x CO2 : 2x + y O2 X CH : y H 2O :1,5x + y + z H O : z N : 0,5x Ta cú: 0,5x = 0,22 44.(2x + y) + 18.(1,5x + y + z) = 92,96 x + z + 2.1,98 = 2(2x + y) + 1,5x + y + z x = 0,44; y = 0,66; z= 0,08 p dng nh lut bo ton N v C cỏc nhúm CH2 ta cú: a + b = 0, 44 a + 3b = 0, 66 a = 0,33; b = 0,11 a:b = 3:1 ỏp ỏn B Vớ d 2: Thy phõn hon ton m gam hn hp E gm hai peptit mch h X v Y bng dung dch NaOH thu c 9,02 gam hn hp gm cỏc mui ca Gly, Ala, Val Mt khỏc nu t chỏy hon ton m gam E thỡ cn 7,056 lớt O (ktc), thu c 4,32 gam H2O Giỏ tr ca m l: A.6,36 B.7,36 C 4,36 D 3,36 (Chuyn th t thi HSG lp 12 Tnh Thanh Húa - Nm 2016) Bi ny tụi tham kho trờn mng Internet v sau õy cỏc cỏch gii m tỏc gi a lờn ó gii thiu: Hng t 1: S dng giỏ tr trung bỡnh Gi cụng thc trung bỡnh ca hai peptit l: CnH2n+2-tOt+1N t CnH2n+2-tOt+1N t +tNaOH muối +H2O(1) a at a CnH2n+2-tOt+1N t +(1,5n-0,75t)O2 nCO2 +(n+1-0,5t)H2O +0,5tN 2(2) a a(1,5n-0,75t) a(n+1-0,5t) (1) a(14n+29t+18)+40at=9,02+18a 14an+69at=9,02(I) BTKL a(1,5n-0,75t)=0,315(II) (2) a(n+1-0,5t)=0,24(III) (I),(II),(III) an=0,25; at=0,08; a=0,03 m=6,36gam Chn A Hng t 2: S dng bo ton nguyờn t, bo ton lng, quan h s mol cỏc cht: Do X, Y c to thnh t Gly, Ala, Val nờn E cú dng CnH2n+2-tOt+1Nt: 11 nCO2 +nN2 -nH2O =(t-1)n 3E 2nN2 -nE nO2 =1,5(nH2O -nE ) BT.O: n + 2n = 2n + n O2 CO2 H2O {O(E) 2nN2 +nE nO2 =1,5(nH2O -nE ) nE =0,03mol { { 0,315 0,24 E RO2NNa+H2O (1) { +NaOH 14 43 { m(gam) 2b mol 9,02gam 0,03mol E CO2 +H2O +N (2) { + O { { { { m(gam) 0,315 mol (0,21+b) mol 4,32gam b mol m+80b=9,02+0,54 m=6,36 gam BTKL(1),(2) m+10,08=9,24+44b+4,32+28b b=0,04 mol Hng t 3: Quy i E thnh ipeptit: 2E k +(k-2)H2O kCnH2nO3N + O2 CO2 +H 2O(1) { { { 42 43 0,315 mol a mol an mol an mol 3a+0,63=3an (I) Mui l C0,5nHnO2NNa(2a mol) mmui = 2a(7n+69)= 9,02(II) a=0,04 (I), (II) mH O(tăng) =mH O(1) - mH O(đầu) = 0,18gam 14 43 n=6,25 BT.O 2 0,25.18 4,32 mE = mđipeptit mH2O(tăng) = 6,36 gam 123 14 43 BTKL 0,04(14.6,25 + 76) 0,18 Hng t 4: Quy i E thnh aminoaxit v H2O: C H O2N (x mol) E n 2n+1 CO2 + H2O +N (1) + O {2 { H2O (y mol) 0,315 mol 0,24 mol Mui l CnH2n+1O2NNa (x mol) BT.H: 2xn+x+2y=0,48(I) + BT.C,O: 2x+y+0,315.2=2xn+0,24(II) + mmuối =x(14n+69)=9,02 (III) (I),(II),(III) n=3,125; x=0,08; y=-0,05 m=mCnH2n+1O2N + mH2O = 6,36gam { 43 0,08(14.3,125 + 47) 0,05.18 Hng t 5: Quy i E thnh gc aminoaxit v H2O C H ON (x mol) E n 2n-1 CO2 + H2O +N (1) + O {2 { H2O (y mol) 0,315 mol 0,24 mol Mui l CnH2n+1O2NNa (x mol) 12 BT.H: 2xn-x+2y=0,48(I) + BT.C,O: x+y+0,315.2=2xn+0,24(II) + mmuối =x(14n+69)=9,02 (III) (I),(II),(III) n=3,125; x=0,08; y=0,03 m= mCnH2n-1ON + mH2O = 6,36gam { 14 43 0,08(14.3,125 + 29) 0,03.18 Tụi xin c trớch dn li nhn xột ca tỏc gi Trong cỏc hng t trờn thỡ hng t 2,3 l hay v nhanh hn c Tỏc gi ó biờn son cỏch gii cho mt bi toỏn, chc cú l ú hn l mt ngi rt tõm huyt vi toỏn ca peptit Sau õy tụi s trỡnh by cỏch gii ỏp dng phng phỏp ng ng húa bn c cựng so sỏnh v suy ngm: n O = 7,056 : 22,4 = 0,315 mol; n H O = 4,32: 18 = 0,24 mol C H 3ON : a C H O NaN : a NaOH E CH : b Q CH : b H O : c C H O N : a CO : 2a + b O2 E CH : b H 2O :1,5a + b + c H O : c Ta cú : 97a +14b = 9,02 2 1,5a + b + c = 0,24 a + c + 2.0,315 = 2.(2a + b) +1,5a + b + c a = 0,08; b = 0,09 ; c = 0,03 m = 57.0,08 + 14.0,09 + 18.0,03 = 6,36 (gam) ỏp ỏn A dng bi ny, cha nghiờn cu v phng phỏp ng ng húa, tụi thng dy hc sinh ỏp dng cỏch gii to lp ipeptit nhng a s cỏc em u b lỳng tỳng quy i hn hp peptit thnh ipeptit ta cn phi thờm vo mt lng nc thớch hp, vỡ vy lng nc to t chỏy peptit theo bi s khỏc vi lng nc to t chỏy ipeptit Nhng ỏp dng phng phỏp ng ng húa thỡ t s ỏp dng nh lut bo ton nguyờn t, ta cú th d dng liờn h s mol cỏc cht cn tỡm theo s mol cỏc cht ó bit, t ú da vo d kin bi cho thit lp phng trỡnh i s cho cỏc n m ta t mt cỏch n gin hn Sau ú, vic gii cỏc phng trỡnh i s ch cũn l phn vic ch yu ca mỏy tớnh Trờn c s im mnh ca phng phỏp ng ng húa, tụi tip tc gii thiu cỏch phỏt trin ỏp dng phng phỏp ny vi cỏc bi tng t hoc mc nõng cp hn: Vớ d (Trớch t thi minh THPT Quc gia ln nm 2017): Cho m gam hn hp M gm ipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z v pentapeptit T (u mch h) tỏc dng vi dung dch NaOH va , thu c hn hp Q gm mui 13 ca Gly, Ala v Val t chỏy hon ton Q bng mt lng oxi va , thu ly ton b khớ v hi em hp th vo bỡnh ng nc vụi d, thy lng bỡnh tng 13,23 gam v cú 0,84 lớt khớ (ktc) thoỏt Mt khỏc, t chỏy hon ton m gam M, thu c 4,095 gam H 2O Giỏ tr ca m gn nht vi giỏ tr no sau õy? A 6,0 B 6,5 C 7,0 D 7,5 Gii n N = 0,84 : 22,4 = 0,0375 mol Na CO3 : 0,5a C2 H 3ON : a C2 H O NaN : a O2 CO2 :1,5a + b NaOH M CH : b Q CH : b H O : c H O : 2a + b N : 0,5a +O2 M H2O : 1,5a + b + c Ta cú: 0,5a = 0,0375 44.(1,5a + b) +18.(2a + b) =13, 23 1,5a + b + c = 4,095 18 a = 0,075; b = 0,09 ; c = 0,025 m = 57.0,075 + 14.0,09 + 18.0,025 = 5,985 (gam) ỏp ỏn A Vớ d 4: Cho m gam hn hp M (cú tng s mol 0,03 mol) gm ipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z v pentapeptit T (u mch h) tỏc dng vi dung dch NaOH va , thu c hn hp Q gm mui ca Gly, Ala v Val t chỏy hon ton Q bng mt lng oxi va , thu ly ton b khớ v hi em hp th vo bỡnh ng nc vụi d, thy lng tng 13,23 gam v cú 0,84 lớt khớ (ktc) thoỏt Giỏ tr ca m gn nht vi giỏ tr no sau õy? A 6,0 B 6,9 C 7,0 D 6,08 Gii n N = 0,84 : 22,4 = 0,0375 mol Na CO3 : 0,5a C2 H3ON : a C2 H O NaN : a O2 CO :1,5a + b NaOH M CH : b Q CH : b H O : c H O : 2a + b N : 0,5a 0,5a = 0,0375 44.(1,5a + b) +18.(2a + b) =13,23 c = 0,03 a = 0,075; b = 0,09; c = 0,03 m = 57.0,075 + 14.0,09 + 18.0,03 = 6,075 (gam) chn ỏp ỏn C 14 Vớ d 5: Thy phõn m gam hn hp X gm tetrapeptit A v pentapeptit B (A v B u mch h cha ng cỏc gc Gly v Ala phõn t) bng lng dung dch NaOH va Cụ cn dung dch sn phm c (m+ 15,8) gam hn hp mui t chỏy ton b lng mui sinh bng lng oxi va , thu c Na2CO3 v hn hp hi Y gm CO2 , H2O v N2 Dn Y i qua bỡnh ng dung dch NaOH c d, thy lng thy lng bỡnh tng thờm 56,04 gam so vi ban u v cú 4,928 lớt khớ nht (ktc) thoỏt bỡnh Xem nh N2 khụng b nc hp th, cỏc phn ng xy hon ton Thnh phn phn trm lng ca B hn hp X l: A.35,37% B 58,92% C 46,94% D 50,92% Gii n N = 4,928 : 22,4 = 0,22 mol Na CO3 : 0,5a C2 H3ON : a C2 H O NaN : a O2 CO :1,5a + b NaOH M CH : b Q CH : b H O : c H O : 2a + b N : 0,5a 0,5a = 0,22 44.(1,5a + b) +18.(2a + b) = 56,04 97a + 14b - ( 57a +14b +18c) =15, a = 0,44; b = 0,18; c = 0,1 - Ta cú: n Ala = b = 0,18 mol; n Gly = a b = 0,44 0,18 = 0,26 mol - Xột hn hp X: n A + n B = c n A + n B = 0,1 n A = 0, 06 mol 4n A + 5n B = a 4n A + 5n B = 0, 44 n B = 0, 04 mol - Gi peptit A v B ln lt l (Gly)x (Ala)4x v (Gly)y (Ala)5y (vớ i x < y