1. Bài tập về amin

1.1. Bài tập lí thuyết: So sánh tính bazơ của các amin

Tính bazơ của các amin phụ thuộc vào sự linh động của cặp elecctron tự do trên nguyên tử Nitơ.

+ Các nhóm đẩy e ( gốc ankyl) làm tăng tính bazơ

+ Các nhóm hút e ( gốc không no, thơm...) làm giảm tính bazơ

Do đó, tính bazơ tăng dần theo thứ tự: amin thơm< amin không no< NH₃ < amin béo

amin béo bậc I< amin béo bậc II

Riêng tính bazơ của các amin béo bậc III còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau trong đó có ảnh hưởng hiệu ứng không gian của các gốc R.

1.2. Tính số đồng phân

Số đồng phân của amin no, đơn chức: 2^n-1 ( n là số nguyên tử C)

Số đồng phân amin no, đơn chức, bậc I: $2^{\frac{n-1}{2}}$

- Bậc của amin được tính bằng bậc của nguyên tố N ( Tính nhanh= 3-số nguyên tử H trên N)

1.3. Bài tập đốt cháy amin

- Công thức tổng quát của một amin: C_nH_2n+2-2k+aN_a ( k: tổng số liên kết $\pi$ và số vòng trong phân tử; k$\ge$0; a: số nhóm chức amin, a$\ge$1; a, k đều nguyên).

- Với a=0, k=1 ta có Amin no, đơn chức, mạch hở : CnH_2n+3N

Khi đó: n_amin = 2.n_N2; $số C=\frac{n_{C{O}_2}}{n_{amin}}; số H=\frac{2n_{H_{2}O}}{n_{amin}}$ 

- Amin đơn chức: CxH_yN 

Phương pháp giải bài tập đốt cháy amin: sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố  để tìm công thức của amin sẽ nhanh hơn so với việc lập tỉ lệ mol n_C: n_H: n_N. Đối với bài toán đốt cháy hỗn hợp các amin thì sử dụng công thức trung bình. Đối với bài tập đốt cháy amin bằng hỗn hợp O₂ và O₃ thì nên quy đổi hỗn hợp thành O.

1.4. Bài tập amin tác dụng với axit

- Sử dụng công thức của amin dạng CnH_2n+1NH₂ hoặc RNH₂

- Từ tỉ lệ $\frac{n_{H^{+}}}{n_{amin}}$ $\to$số nhóm chức amin.

- Tăng giảm khối lượng: $n_{HCl}=\frac{m_{muối}-m_{amin}}{36,5}$

Phương pháp giải bài tập dạng này chủ yếu dùng định luật bảo toàn khối lượng. m_muối = m_amin + maxit.

1.5. Bài tập amin tác dụng với dung dịch muối

- Đặt công thức amin là RNH2

- Chú ý tỉ lệ số mol của amin và các muối cũng như kết tủa sinh ra

2RNH₂ + MgCl₂ +2 H₂O $\to$Mg(OH)2 + 2RNH3Cl

1.6. Phản ứng của muối amoni với dung dịch kiềm

Một số điều cần lưu ý:

+ Dấu hiệu để xác định một hợp chất là muối amoni đó là:  khi hợp chất đó phản ứng với dung dịch kiềm thấy giải phóng khí hoặc giải phóng khí làm xanh giấy quỳ.

+ Các loại muối amoni gồm:

- Muối amoni của amin hoặc NH₃ với axit vô cơ như HCl, HNO₃, H₂SO₄, H₂CO₃...muối amoni của amin no với HNO₃ có công thức là  C₂H_2n+4O₃N₂, muối amoni của amin no và axit sunfuric có 2 dạng : muối axit: C_nH_2n+5O₄NS; muối trung hòa: C_nH_2n+8O₄N₂S; muối amoni của amin no với axit cacbonic có 2 dạng: muối axit: C_nH_2n+3O3N; muối trung hòa: C_nH_2n+6O3N₂

+ Muối amoni của amin hoặc NH₃ với axit hữu cơ như HCOOH, CH₃COOH... Muối amoni của amin no với axit no, đơn chức có công thức là C_nH_2n+3O₂N; Muối amoni của amin no với axit không no, đơn chức, phân tử có 1 liên kết đôi có công thức là C_nH_2n+1O₂N

Để làm tốt được dạng bài này thì điều quan trọng là cần xác định được công thức của muối amoni. Sau đó viết phương trình tính toán lượng chất mà đề bài yêu cầu.

2. Hướng dẫn bài tập về amino axit

2.1. Xác định CTPT

Đặt công thức chung:  (H2N)a – R – (COOH)b

-         Xác định qua KLPT

-         Xác định qua % các nguyên tố:  CxHyOzNt => x : y : z : t=n_C:nH:n_O:n_{N=$\frac{\%C}{12}:\frac{\%H}{1}:\frac{\%O}{16}:\frac{\%N}{14}$}

_- Dựa vào phản ứng axit – bazơ (tính lưỡng tính)

+       Số nhóm -NH2 trong aminoaxit = $\frac{n_{HCl}}{n_{aminoaxit}}$

Nếu đề bài chưa cho biết số mol của HCl thì ta có thể dùng phương pháp tăng giảm khối lượng:

$n_{HCl}=\frac{m_{muối clorua của amino axit}- m_{amino axit}}{36,5}$

+    Số nhóm –COOH trong aminoaxit =$\frac{n_{NaOH hoặc KOH} }{n_{aminoaxit}}$

Nếu đề bài chưa cho biết số mol của NaOH hoặc KOH thì ta có thể dùng phương pháp tăng giảm khối lượng:

$n_{NaOH}=\frac{m_{muối Na của amino axit}- m_{amino axit}}{22} hoặc n_{KOH}=\frac{m_{muối K của amino axit}-m_{amino axit}}{38}$

2.2. Bài tập tính lưỡng tính của aminoaxit 

 - Tùy đề bài cho dạng aminoaxit như thế nào mà ta đặt dạng công thức của aminoaxit cho phù hợp

+ aminoaxit có 1 nhóm -NH₂  và 1 nhóm -COOH có dạng H₂N-R-COOH

+ Nếu gặp dạng bài tập : " Cho amino axit phản ứng với dung dịch HCl, thu được dung dịch X. Cho dung dịch X phản ứng với một lượng vừa đủ dung dịch NaOH" thì bản chất của phản ứng là nhóm -COOH của amino axit và H⁺ của HCl phản ứng với OH^- của NaOH.

+ Nếu gặp dạng bài tập : " Cho amino axit phản ứng với dung dịch NaOH, thu được dung dịch X. Cho dung dịch X phản ứng với một lượng vừa đủ dung dịch HCl" thì bản chất của phản ứng là nhóm -NH2 của amino axit và OH- của NaOH phản ứng với H+ của HCl.

2.3. Bài tập đốt cháy amino axit, este của amino axit và muối amoni của amino axit

Phản ứng cháy ở dạng tổng quát:

CxHyOzNt + $( x+\frac{y}{4}-\frac{z}{2})$ O₂ $\to$ x CO2 + $\frac{y}{2}$ H2O + $\frac{t}{2}$ N2. 

Khi gặp bài toán tìm công thức của amino axit, este của amino axit và muối amoi của amino axit dựa vào phản ứng đốt cháy thì ta nên sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố.

3. Bài tập về peptit và protein

3.1. Phản ứng thủy phân

Phương trình phản ứng thủy phân hoàn toàn peptit ( mạch hở) và protein.

+ Nếu thủy phân peptit ( mạch hở) và protein bằng enzim:

H[NHRCO]nOH + (n-1) H₂O $\stackrel{enzim}{\to }$n H2NRCOOH

+ Nếu phản ứng thủy phân trong môi trường axit thì phản ứng như sau: 

H[NHRCO]nOH + (n-1) H₂O+ nHCl $\to$ n ClH3NRCOOH

+ Nếu phản ứng thủy phân trong môi trường bazơ thì phản ứng như sau: 

H[NHRCO]nOH  + n NaOH $\to$ n H2NRCOONa + H2O

Phương pháp giải bài tập về thủy phân peptit và protein chủ yếu là lập sơ đồ phản ứng kết hợp với việc sử dụng định luật bảo toàn khối lượng. Khi gặp dạng bài tập thủy phân không hoàn toàn thì ta nên sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố.

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

Lời giải: 

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

m_muối = 24,36 + 36,5.0,36 + 18.0,24 = 41,82 gam.

Chọn đáp án B.

Ví dụ 2: 

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. 

Lời giải: 

Do X, Y tạo thành từ các amino axit có 1 nhóm -COOH và 1 nhóm -NH₂, nên:

              X      +     4NaOH  →  muối    +    H₂O

            a mol         4a mol                            a mol

              Y      +     3NaOH  →  muối    +    H₂O

            2a mol       6a mol                             2a mol

Ta có: 10.a = 0,6 → a = 0,06 mol

Áp dụng BTKL ta có: m + 0,6.40 = 72,48 + 18.3.0,06 → m = 51,72 gam.

Chọn đáp án D.

Ví dụ 3:  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.  

Lời giải: 

Lần lượt tính số mol các sản phẩm:

n_Ala = 28,48/89 = 0,32 mol;     n _Ala-Ala = 32/160 = 0,2 mol;     n_Ala-Ala-Ala = 27,72/231 = 0,12 mol

Chú ý: Số mol gốc Ala trước và sau phản ứng bằng nhau.

Gọi số mol Ala-Ala-Ala-Ala là a (mol). Trước phản ứng: n_{gốc (Ala)} = 4.a        

Sau phản ứng: n_{gốc (Ala)} = 1. n_Ala + 2. n _Ala-Ala + 3. n_Ala-Ala-Ala

Ta có: 4a = 1. 0,32 + 2. 0,2 + 3. 0,12 → a = 0,27 mol

Vậy m = 302. 0,27 = 81,54 gam.

Chọn đáp án C.

3.2. Phản ứng đốt cháy peptit

Bước 1: Lập công thức của peptit

Ví dụ : Lập công thức của tripeptit và tetrapeptit được tạo thành từ cùng một amino axit mạch hở, có 1 nhóm -NH₂  và 1 nhóm -COOH.

3C_nH_2n+1O2N $\stackrel{-2H_{2}O}{\to }$C_3nH_6n-1O4N3.

4C_nH_2n+1O2N $\stackrel{-3 H_{2}O}{\to }$ C4_nH8_n-2O5N4.

Bước 2: Lập sơ đồ đốt cháy peptit, dựa vào giả thiết tính số nguyên tử C trong amino axit tạo peptit. Từ đó suy ra kết qủa mà đề bài yêu cầu.

Ví dụ 4: Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y đều được tạo nên từ một aminoaxit ( no, mạch hở, trong phân tử chứa một nhóm –NH₂ và một nhóm –COOH). Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol Y, thu được khối lượng CO₂ và H₂O bằng 82,35 gam. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, sản phẩm thu được cho lội từ từ qua nước vôi trong dư , tạo ra m gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 40 gam           B. 80 gam           C. 60 gam             D. 30 gam

Lời giải: 

gọi CTPT của X là C_2nH_4nN₂O₃ và Y: C_3nH_6n-1N₃O₄

Đốt cháy Y: C_3nH_6n-1N₃O₄  + O₂ → 3n CO₂ + (6n-1)/2 H₂O + 3/2 N₂

Theo bài ta có: 0,15.3n.44+ 0,15(6n-1):2.18=82,35→ n=3

Khi đốt cháy 0,1 mol X thì thu được 0,6 mol CO₂ → n_CaCO3= 0,6 mol → m↓= 60 gam

Chọn đáp án C.