PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP THỦY PHÂN PEPTIT - HÓA 12

I. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Xét peptit tạo thành từ n gốc α- amino axit.

1. Môi trường trung tính

Peptit (n mắc xích) + (n – 1)H₂O → n. α- amino axit

* Nhận xét: 

   m_peptit + m_H2O = m_{α- amino axit}

Ví dụ 1: 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. Giá trị của m là

   A. 54,36.                    

   B. 81,54.                   

   C. 47,25.                        

   D. 64,08.

Hướng dẫn

n_Ala = 0,32 mol; n_Ala-Ala = 0,2 mol

    tổng số mol Ala = 0,32 + 0,2.2 = 0,72 mol

    m_peptit = 0,72/4.(89.4 – 18.3) = 54,36g

→ Đáp án: A

 

2. Môi trường axit

Peptit + (n – 1)H₂O +nHCl → nClNH₃RCOOH

* Nhận xét: 

  a. M_peptit = ∑M_{α- amino axit} – 18(n – 1)

  b. n_peptit + n_H2O = n_HCL = n_muối

  c. m_muối = m_peptit + m_H2O + m_HCl

Ví dụ 2: Thủy phân 60g hỗn hợp đipeptit thu được 63,6g hỗn hợp X gồm các amino axit (chỉ có 1 nhóm -NH₂ và 1 nhóm -COOH). Nếu cho tác dụng với dung dịch HCl dư, cô cạn cẩn thận dung dịch thì lượng muối khan thu được là

   A. 78,2.       

   B. 16,3.      

   C. 7,09.      

   D. 8,15.

Hướng dẫn

n_H2O = (63,6 – 60)/18 = 0,2 mol

đipeptit + H₂O → 2 -amino axit

                 0,2             0,4

  -amino axit + HCl → muối

        0,4                 0,4

→ m_muối = 63,6 + 0,4.36,5 = 78,2g

→ Đáp án: A

 

3. Môi trường kiềm

Peptit + nNaOH → nNH₂RCOONa + 1H₂O

* Nhận xét: 

  a. n_peptit = n

  b. n_{NaOH PƯ} = n_muối = n.n_n-peptit

  c. m_muối = m_peptit + m_NaOH – m_H2O

* Lưu ý: Dù giá trị n bằng bao nhiêu thì nước vẫn là hệ số 1.

Ví dụ 3: Thủy phân hoàn toàn hai peptit mạch hở X (C₁₁H₁₉O₆N₅)  và Y (C₁₀H₁₉O₄N₃) trong dung dịch NaOH thu duợc 2,78 gam muối của valin, 3,33 gam muối của alanin và m gam muối của glyxin. Giá trị của m là

   A. 8,73.          

   B. 13,58.        

   C. 5,82.          

   D. 10,67.

Hướng dẫn

n_ValNa = 0,02 mol

n_AlaNa = 0,03 mol

Gọi x, y là số mol của X, Y

X là là pentapeptit có 11C →  X: Ala(Gly)₄: x mol

Y là là tripeptit có 10C →  Y: ValAlaGly: y mol

Ta có: y = 0,02 mol

x + y = 0,03 mol

→  x = 0,01 mol

→  n_Gly = 4x + y = 0,06 mol

→  m_GlyNa = 0,06.97 = 5,82 g

   →  Đáp án: C

 

II. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài tập 1: Khi thủy phân 500g một polipeptit thu được 170g alanin. Nếu polipeptit đó có khối lượng phân tử là 50000 đvC thì có bao nhiêu mắc xích của alanin?

   A. 175.      

   B. 170.       

   C. 191.       

   D. 210.

Hướng dẫn

500g polipeptit thủy phân →170g alanin

50000       //                       → 89x  //

→ x = 191

→ Đáp án: C

 

Bài tập 2: 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. tetrapeptit

   C. pentapeptit

   D. đipeptit

Hướng dẫn

n_alanin = m/M = 66,75/89 = 0,75 mol

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

M_peptit + m_H2O = m_alanin → m_H2O = m_alanin – m_peptit = 66,75 – 55,95 = 10,8 gam

→ n_H2O = m/M = 10,8/18 = 0,6 mol

Do X chỉ tạo từ alanin → X có dạng: (Ala)_n.

Phương trình hóa học:

(Ala)_n   + (n-1)H₂O  → nAla

            (n – 1)            n                  mol

             0,6                 0,75            mol

→ 0,75(n – 1) = 0,6n → n = 5

Vậy X là pentapeptit có công thức: Ala-Ala-Ala-Ala-Ala.

→ Chọn C.

 

Bài tập 3: Peptit X mạch hở có CTPT là C₁₄H₂₆O₅N₄. Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol X trong dung dịch NaOH đun nóng thu được mg hỗn hợp muối của các -amino axit (các -amino axit đều chứa 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH₂). Giá trị của m là

   A. 47,2gam.                  

   B. 49,0gam.                  

   C. 51,2gam.                  

   D. 49,4gam.

 Hướng dẫn

X có 4N  X là tetrapeptit

C₁₄H₂₆O₅N₄ + 4NaOH  → 4 H₂N-R-COONa + H₂O

       0,1              0,4                                               0,1

Theo ĐLBTKL: m_muối = 0,1.330 + 0,4.40 – 0,1.18 = 47,2g

   → Đáp án: A

 

Bài tập 4: Cho mg hỗn hợp N gồm 3 peptit X, Y và Z (đều mạch hở), có tỉ lệ mol lần lượt là 2:3:5, thủy phân hoàn toàn hỗn hợp N thu được 60g glyxin, 80,1 g alanin và 117g Valin. Biết số liên kết peptit trong X, Y, Z là khác nhau và có tổng bằng 6. Giá trị của m là

   A. 176,5.   

   B. 257,1.    

   C. 226,5.    

   D. 255,4.

Hướng dẫn

n_Gly = 0,8 mol; n_Ala = 0,9 mol; n_Val = 1 mol

   tỉ lệ: Gly:Ala:Val = 0,8:0,9:1 = 8:9:10

 2X + 3Y + 5Z → ((Gly)₈(Ala)₉(Val)₁₀)_k + 9H₂O

Theo giả thuyết tổng số liên kết –CONH- là 6 thì

2.3 + 3.2 + 5.1 + 9 ≤  27k -1 ≤  2.1+3.2 + 5.3 + 9

                       26≤ 27k -1 ≤ 32

   k = 1

2X + 3Y + 5Z → ((Gly)₈(Ala)₉(Val)₁₀)_k + 9H₂O

                                       0,1                               0,9

Theo ĐLBTKL:

m­_X + m_Y + m_Z = m_{(Gly)8(Ala)9(Val)10} + m_H2O = 226,5g

       → Đáp án: C

 

Bài tập 5: Thủy phân không hoàn toàn 54g peptit X là Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly thu được 0,06 mol Gly-Gly; 0,08 mol Gly-Gly-Gly và mg Gly. Giá trị m là

   A. 40,5.     

   B. 36,0.      

   C. 39,0.      

   D. 28,5.

Hướng dẫn

n_peptit = 54:(6.75 – 5.18) = 0,15 mol

→ tổng số mol Gly = 0,15.6 = 0,9 mol

→ số mol Gly sau khi bị thủy phân

     = 0,9 – (0,06.2 + 0,08.3) = 0,54 mol

→ m = 0,54.75 = 40,5g

   → Đáp án: A

 

Bài tập 6: Khi thủy phân hoàn toàn 43,4 gam một peptit X (mạch hở) thu được 35,6g alanin và 15,0g glixin. Đốt cháy hoàn toàn 13,02g X rồi dẫn sản phẩm vào nước vôi trong dư thu được m g kết tủa. Giá trị của m là

A. 50.                  

B. 52.                  

C. 46.                  

D. 48.

 Hướng dẫn

X  +  H₂O  → Glixin + Alanin

43,4                 15,0         35,6

Theo ĐLBTKL: m_H2O = 35,6 + 15,0 – 43,4 = 7,2g

   n_H2O = 0,4 mol

 n_Gly  = 0,2 mol

 n_Ala = 0,4 mol

 ta có: Ala : Gly : H₂O = 0,4: 0,2: 0,4 = 2: 1: 2

   X là tripeptit

 2Ala-1Gly + O₂ → 8CO₂

  0,06                         0,48

 Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

   m_{kết tủa} = 0,48.100 = 48g

      →  Đáp án: D

 

Bài tập 7: X là amino axit có công thức H₂NC_nH_2nCOOH, Y là axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở. Cho hỗn hợp E gồm peptit Ala–X–X và Y tác dụng vừa đủ với 450 mL dung dịch NaOH 1M, thu được m gam muối Z. Đốt cháy hoàn toàn Z cần 35,28 lít khí O₂ (đktc), thu được N₂, Na₂CO₃ và 69,35 gam hỗn hợp gồm CO₂ và H₂O. Khối lượng của muối Y là

   A. 16,50 gam.             

   B. 14,55 gam.             

   C. 26,10 gam.             

   D. 12,30 gam.

Hướng dẫn

Gọi công thức trong muối Z là

  C₃H₆O₂NNa: x mol

  C_nH_2nO₂NNa: 2x mol

  C_mH_{2m – 1}O₂Na: y mol

Ta có: n_NaOH = 3x + y = 0,45  (1)

   n_{O trong Z} = 2n_NaOH = 0,9 mol

   n_Na2CO3 = 1/2n_NaOH = 0,225 mol

Theo ĐLBT O: 2n_CO2 + n_H2O = 0,9 + 1,575.2 – 0,225.3

                              2a +  b =  3,375 (2)

Theo giả thuyết: m_CO2 + m_H2O = 44a + 18b = 69,35 (3)

Từ (2) và (3)  a = n_CO2 = 1,075 mol và b = n_H2O = 1,225 mol.

   n_CO2 = 3x + 2nx + my – 0,225 = 1,075 (3)

   n_H2O = 3x + 2nx + my – y/2 = 1,225 (4)

 Lấy (3) – (4)  y = 0,15 và x = 0,1 mol.

Thay x và y vào (3) ta được:

 4n + 3m = 20  n = (20 – 3m)/4

 Giá trị hợp lí nhất là m = 4 và n = 2

 Khối lượng muối Y là C₃H₇COONa

 m_{muối Y} = 110.0,15 = 16,5g

    → Đáp án: A

 

Bài tập 8: X là tetrapeptit Ala-Gly-Val-Ala, Y là tripeptit Val-Gly-Val. Đun nóng mg hỗn hợp chứa X và Y có tỉ lệ số mol của X và Y tương ứng là 1:3 với dung dịch NaOH vừa đủ. Phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch T. Cô cạn cẩn thận dung dịch T thu được 23,745g rắn khan. Giá trị m là

   A. 17,025.           

   B. 68,100.           

   C. 19,455.           

   D. 78,400.

Hướng dẫn

Gọi x là số mol của X thì 3x là số mol của Y

m_X = 316x

(trong đó: Ala 2x mol, Gly x mol và Val x mol)

m_Y = 273.3x

(trong đó: Gly 3x mol và Val 6x mol)

 (X + Y) + NaOH à hh muối (CH₃-CH(NH₂)-COONa 2x; H₂N-CH₂-COONa 4x và CH(CH₃)₂-CH(NH₂)-COONa 7x) + H₂O

→ m_muối = 2x.111 + 4x.97 + 7x.139 = 23,745

→ x = 0,015 mol

→ m_{hh đầu} = 316.0,015 + 273.3.0,015 = 17,025g

→ Đáp án: A

 

Bài tập 9: X là amino axit có công thức H₂NC_nH_2nCOOH, Y là axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở. Cho hỗn hợp E gồm peptit Ala–X–X và Y tác dụng vừa đủ với 450 mL dung dịch NaOH 1M, thu được m gam muối Z. Đốt cháy hoàn toàn Z cần 35,28 lít khí O₂ (đktc), thu được N₂, Na₂CO₃ và 69,35 gam hỗn hợp gồm CO₂ và H₂O. Khối lượng của muối Y là

   A. 16,50 gam.             

   B. 14,55 gam.             

   C. 26,10 gam.             

   D. 12,30 gam.

Hướng dẫn

Gọi công thức trong muối Z là

  C₃H₆O₂NNa: x mol

  C_nH_2nO₂NNa: 2x mol

  C_mH_{2m – 1}O₂Na: y mol

Ta có: n_NaOH = 3x + y = 0,45  (1)

   n_{O trong Z} = 2n_NaOH = 0,9 mol

   n_Na2CO3 = 1/2n_NaOH = 0,225 mol

Theo ĐLBT O: 2n_CO2 + n_H2O = 0,9 + 1,575.2 – 0,225.3

                              2a +  b =  3,375 (2)

Theo giả thuyết: m_CO2 + m_H2O = 44a + 18b = 69,35 (3)

Từ (2) và (3)  a = n_CO2 = 1,075 mol và b = n_H2O = 1,225 mol.

   n_CO2 = 3x + 2nx + my – 0,225 = 1,075 (3)

   n_H2O = 3x + 2nx + my – y/2 = 1,225 (4)

 Lấy (3) – (4)  y = 0,15 và x = 0,1 mol.

Thay x và y vào (3) ta được:

 4n + 3m = 20  n = (20 – 3m)/4

 Giá trị hợp lí nhất là m = 4 và n = 2

 Khối lượng muối Y là C₃H₇COONa

 m_{muối Y} = 110.0,15 = 16,5g

    → Đáp án: A

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng