Bài 3.26* trang 23 SBT Hóa lớp 12 Nâng cao: Xác định công thức phân tử của hai amino...

Cho a gam hỗn hợp hai amino axit no chứa một chức axit, một chức amino tác dụng với 40,15 g dung dịch $HCl$ 20% được dung dịch A. Để tác dụng hết với các chất trong dung dịch A cần 140 ml dung dịch $KOH$ 3M. Mặt khác, đốt cháy a gam hỗn hợp hai amino axit trên cho sản phẩm cháy qua dung dịch $NaOH$ dư thì khối lượng bình này tăng thêm 32,8 g. Biết rằng khi đốt cháy thu được khí nitơ ở dạng đơn chất. Xác định công thức phân tử của hai amino axit, cho biết tỉ lệ phân tử khối của chúng là 1,37.
Đáp án
Gọi công thức chung của 2 amino axit là ${H_2}N{C_{\overline n }}{H_{\overline {2n} }}COOH$ (vì 2 amino
axit là đồng đẳng của nhau). Các phương trình hoá học:

$HCl + KOH \to KCl + {H_2}O$                     (3)

Ta có: ${n_{HCl}} = {{40,15.20} \over {100.36,5}} = 0,22(mol);$

${n_{KOH}} = 0,14.3 = 0,42(mol)$

Gọi x là tổng số mol của 2 amino axit. Theo (2), x có giá trị lớn nhất là:

$x = {{0,42} \over 2} = 0,21$ mà ${n_{HCl}} = 0,22$ chứng tỏ $HCl$ dư.

Theo (1), (2), (3): $x + 0,22 = 0,42 \Rightarrow x = 0,2mol$

Phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy:

${H_2}N{(C{H_2})_{\overline n }}COOH + \left( {{{6\overline n  + 3} \over 4}} \right){O_2} \to \left( {\overline n  + 1} \right)C{O_2}$

$+ \left( {{{2\overline n  + 3} \over 2}} \right){H_2}O + {1 \over 2}{N_2}\;\;(4)$

Khối lượng bình $NaOH$ tăng do $C{O_2}$ và hơi nước bị hấp thụ.

Theo (4) ta có: $\left( {\overline n  + 1} \right).0,2.44 + \left( {{{2\overline n  + 3} \over 2}} \right).0,2.18 = 32,8$

Giải ra ta có $\overline n  = 1,5$, vậy amino axit thứ nhất là ${H_2}N - C{H_2} - COOH(M = 75g/mol)$

$\Rightarrow$Amino axit thứ hai có:

M = 1,37.75 = 102,8 g/mol lấy tròn là 103.

$16 + 14n + 45 = 103 \Rightarrow n = 3$

Amino axit thứ hai là ${H_2}N{C_3}{H_6}COOH.$