SKKN Một số kinh nghiệm giải nhanh bài toán peptit
Đối với bộ môn hóa học, ngoài học lý thuyết thì việc giải bài tập hóa học có ý nghĩa rất quan trọng. Giúp học sinh nhớ được các kiến thức đã học, củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức một cách hệ thống, phong phú, hấp dẫn. Rèn luyện các kỹ năng tính toán theo công thức hoá học và PTHH , rèn kỹ năng thực hành, phát triển tư duy logic, góp phần vào việc giáo dục toàn diện cho học sinh. Thông qua giải bài tập hóa học rèn luyện tính kiên nhẫn, tính tích cực, trí thông minh sáng tạo, làm tăng hứng thú học tập cho học sinh.
Hiện nay đề thi trung học phổ thông quốc gia vẫn được ra dưới hình thức làm bài trắc nghiệm. Các bài thi này có số lượng câu hỏi nhiều, trải dài trên nhiều nội dung bài học của chương trình hóa học phổ thông. Bên cạnh đó, các dạng toán ngày càng được khai thác nhiều hơn, rộng rãi hơn với các phương pháp giải độc đáo hơn. Bài thi ngày càng phân hóa hơn với những nội dung từ dễ đến khó, phân loại được trình độ năng lực của học sinh. Các em muốn đạt được điểm giỏi trở lên phải chinh phục được những bài toán khó, mức độ tư duy cao. Do đó bên cạnh việc nắm vững kiến thức lý thuyết cơ bản thì các em cần phải nắm bắt được các phương pháp giải toán khác nhau. Đặc biệt cần phải linh hoạt vận dụng các phương pháp giải nhanh cho từng loại bài tập thì mới giảm thiểu được thời gian làm bài.
Có nhiều dạng bài toán hóa học mới được khai thác qua từng năm, trong đó bài tập peptit là chuyên đề khá mới ở bậc phổ thông, đặc biệt những năm gần đây dạng bài tập này được khai thác nhiều với những câu hỏi rất hay, khó, mới lạ và trở thành một trong những dạng bài tập thuộc mức độ vận dụng và vận dụng cao dành cho học sinh.
Là một chuyên đề mới nên khi gặp bài toán peptit các em học sinh thường rất lúng túng trong việc tìm phương pháp giải hoặc nếu có giải được thì cũng rất tốn thời gian do các bước giải rất dài. Nguyên nhân là do các em chưa thực sự nắm vững mối quan hệ bản chất giữa các chất trong các phản ứng của peptit, chưa linh hoạt trong việc vận dụng các phương pháp, chưa nắm bắt được các phương pháp giải nhanh để tiết kiệm thời gian.Với những lý do trên tôi chọn đề tài: “ MỘT SỐ KINH NGHIỆM GIẢI NHANH BÀI TOÁN PEPTIT” nhằm giúp các em học sinh hiểu rõ bản chất, vận dụng được các cách giải nhanh để tự tin khi làm dạng bài tập này. Hy vọng đề tài này sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các em học sinh và đồng nghiệp.
MỤC LỤC Trang I. MỞ ĐẦU . 1 1.1. Lí do chọn đề tài ... 1 1.2. Mục đích nghiên cứu . 1 1.3. Đối tượng nghiên cứu ... 1 1.4. Phương pháp nghiên cứu ...... 2 1.5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ... 2 2 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm . 2 2.2. Thực trạng của đề tài 2 2.3.Giải pháp thực hiện. 2 2.3.1. Cơ sở lý thuyết 3 2.3.2. Một số kinh nghiệm giải nhanh bài toán peptit 3 Kinh nghiệm 1: Sử dụng mối quan hệ về công thức cấu tạo các peptit, quan hệ về số mol các chất trong phản ứng của peptit.. 3 Kinh nghiệm 2: Sử dụng khoảng chặn để xác định số gốc aminoaxit, loại peptit.. 6 Kinh nghiệm 3: Sử dụng kĩ thuật trùng ngưng hóa peptit (gộp chuỗi peptit) 7 Kinh nghiệm 4: Sử dụng phương pháp bảo toàn số mol gốc amino axit. 9 Kinh nghiệm 5: Sử dụng cách quy đổi peptit thành các thành phần đơn giản hơn. 11 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm 19 3. KẾT KUẬN, KIẾN NGHỊ .. 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO. I. MỞ ĐẦU 1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Đối với bộ môn hóa học, ngoài học lý thuyết thì việc giải bài tập hóa học có ý nghĩa rất quan trọng. Giúp học sinh nhớ được các kiến thức đã học, củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức một cách hệ thống, phong phú, hấp dẫn. Rèn luyện các kỹ năng tính toán theo công thức hoá học và PTHH , rèn kỹ năng thực hành, phát triển tư duy logic, góp phần vào việc giáo dục toàn diện cho học sinh. Thông qua giải bài tập hóa học rèn luyện tính kiên nhẫn, tính tích cực, trí thông minh sáng tạo, làm tăng hứng thú học tập cho học sinh. Hiện nay đề thi trung học phổ thông quốc gia vẫn được ra dưới hình thức làm bài trắc nghiệm. Các bài thi này có số lượng câu hỏi nhiều, trải dài trên nhiều nội dung bài học của chương trình hóa học phổ thông. Bên cạnh đó, các dạng toán ngày càng được khai thác nhiều hơn, rộng rãi hơn với các phương pháp giải độc đáo hơn. Bài thi ngày càng phân hóa hơn với những nội dung từ dễ đến khó, phân loại được trình độ năng lực của học sinh. Các em muốn đạt được điểm giỏi trở lên phải chinh phục được những bài toán khó, mức độ tư duy cao. Do đó bên cạnh việc nắm vững kiến thức lý thuyết cơ bản thì các em cần phải nắm bắt được các phương pháp giải toán khác nhau. Đặc biệt cần phải linh hoạt vận dụng các phương pháp giải nhanh cho từng loại bài tập thì mới giảm thiểu được thời gian làm bài. Có nhiều dạng bài toán hóa học mới được khai thác qua từng năm, trong đó bài tập peptit là chuyên đề khá mới ở bậc phổ thông, đặc biệt những năm gần đây dạng bài tập này được khai thác nhiều với những câu hỏi rất hay, khó, mới lạ và trở thành một trong những dạng bài tập thuộc mức độ vận dụng và vận dụng cao dành cho học sinh. Là một chuyên đề mới nên khi gặp bài toán peptit các em học sinh thường rất lúng túng trong việc tìm phương pháp giải hoặc nếu có giải được thì cũng rất tốn thời gian do các bước giải rất dài. Nguyên nhân là do các em chưa thực sự nắm vững mối quan hệ bản chất giữa các chất trong các phản ứng của peptit, chưa linh hoạt trong việc vận dụng các phương pháp, chưa nắm bắt được các phương pháp giải nhanh để tiết kiệm thời gian.Với những lý do trên tôi chọn đề tài: “ MỘT SỐ KINH NGHIỆM GIẢI NHANH BÀI TOÁN PEPTIT” nhằm giúp các em học sinh hiểu rõ bản chất, vận dụng được các cách giải nhanh để tự tin khi làm dạng bài tập này. Hy vọng đề tài này sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các em học sinh và đồng nghiệp. 1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tìm hiểu các cách giải nhanh bài toán peptit. Tuyển chọn, xây dựng, phân dạng các bài tập trắc nghiệm khách quan dưạ trên những kinh nghiệm đã tích lũy được để học sinh hiểu rõ bản chất, từ đó có phương pháp làm bài tập nhanh và hiệu quả. 1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU. - Các dạng bài tập peptit trong chương trình hóa học phổ thông. - Các phương pháp giải nhanh bài toán peptit. 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. - Nghiên cứu cơ sở lý luận của giảng dạy bài toán hóa học trong nhà trường. - Nghiên cứu tài liệu, Internet, sách giáo khoa, tham khảo, các đề thi: HSG, ĐH,... - Phương pháp thực nghiệm, thống kê và xử lý số liệu. 1.5. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Hệ thống bài tập và cách giải được xây dựng cụ thể, rõ ràng, dễ nhận dạng dựa trên những kinh nghiệm được rút ra trong quá trình nghiên cứu, giảng dạy II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2. 1. Cơ sở lý luận của đề tài. Trong thời gian qua Bộ giáo dục và đào tạo liên tục đổi mới các hình thức kiểm tra đánh giá để phát triển toàn diện học sinh. Từ hình thức thi tự luận sang hình thức thi trắc nghiệm. Từ thời gian làm bài dài sang ngắn mà số lượng câu hỏi, dung lượng nội dung và bài tập nhiều buộc người học phải học thực sự và phải có tư duy nhanh nhạy, thông minh sáng tạo mới có thể đạt kết quả cao. Để dạy học sinh thích ứng với các hình thức thi mới này người giáo viên phải luôn “ vận động” tìm tòi các phương pháp giải nhanh, xây dựng hệ thống bài tập và phân dạng các bài tập để học sinh dễ tiếp thu và vận dụng giải quyết nhanh được các bài tập. 2. 2 .Thực trạng của đề tài. Các bài tập hóa học về peptit cũng có nhiều tài liệu viết nhưng đây là nội dung mới nên các phương pháp giải nhanh đưa ra chưa hệ thống, chưa nhiều. Trong những năm gần đây các dạng bài tập peptit thường xuất hiện trong các đề thi đại học, cao đẳng nay là thi THPT quốc gia và học sinh thường gặp khó khăn khi giải chúng. Hơn nữa thời gian yêu cầu cho một bài tập trong kì thi quốc gia là rất ngắn. Vì vậy người giáo viên phải tìm ra phương pháp để giải nhanh dạng bài tập này Khó khăn lớn nhất khi dạy cho học sinh dạng bài tập này là phải làm cho học sinh hiểu và nhớ được công thức cấu tạo liên quan giữa các peptit (đipeptit, tripeptitoligopeptit), mối quan hệ giữa các chất trong phản ứng của peptit (phản ứng đốt cháy, phản ứng thủy phân), vận dụng phương pháp giải nhanh nào cho từng loại bài tập. Vì vậy việc sưu tầm, phân dạng các dạng bài tập để vận dụng các cách giải nhanh là quan trọng và cần thiết. 2. 3. Giải pháp thực hiện Tôi đã sưu tầm các bài tập dạng này trong các đề thi đại học – cao đẳng và nay là đề thi THPT quốc gia của bộ và đề thi thử của các trường THPT rồi giải, sau đó phân ra từng dạng và vận dụng phương pháp giải nhanh các dạng đó. Tôi cũng đã áp dụng vào thực hành giảng dạy cho các học sinh tôi dạy ôn thi THPT quốc gia, nhận thấy các em tiếp thu tốt hơn và giải nhanh được các bài tập tương tự. Trong giới hạn của đề tài này tôi chỉ đưa ra một số kinh nghiệm đã giảng dạy cho học sinh như sau: - Kinh nghiệm 1:Sử dụng mối quan hệ về công thức cấu tạo các peptit, quan hệ về số mol các chất trong phản ứng của peptit. - Kinh nghiệm 2: Sử dụng khoảng chặn để xác định số gốc amino axit, loại peptit. - Kinh nghiệm 3: Sử dụng kĩ thuật trùng ngưng hóa peptit (gộp chuỗi peptit). - Kinh nghiệm 4: Sử dụng phương pháp bảo toàn số mol gốc amino axit. - Kinh nghiệm 5: Sử dụng cách quy đổi peptit thành các thành phần đơn giản hơn. 2.3.1. Cơ sở lý thuyết - Bài toán peptit được xây dựng dựa trên bản chất cấu tạo các peptit và tính chất hóa học của peptit như phản ứng thủy phân, phản ứng đốt cháy... Qua đó các số liệu bài cho có liên quan đến nhau. Vận dụng mối liên hệ các chất trong phản ứng, các định luật bảo toàn để đưa ra công thức giải nhanh nhất. - Những lưu ý chung khi giải bài tập peptit + Nắm được khối lượng mol của một số amino axit hay gặp. + Nắm được tính chất hóa học của peptit. + Nắm được các công thức tính toán trong hóa học: tính số mol, khối lượng, thể tích + Nắm được các định luật bảo toàn trong hóa học: Định luật bảo toàn khối lượng, ĐLBT nguyên tố, ĐLBT electron. 2.3.2. Một số kinh nghiệm giải nhanh bài toán peptit. Kinh nghiệm 1: Sử dụng mối quan hệ về công thức cấu tạo các peptit, quan hệ về số mol các chất trong phản ứng của peptit. Nội dung bài toán: Thủy phân peptit trong môi trường axit, môi trường kiềm hoặc đốt cháy peptit. Đề bài yêu cầu tính lượng peptit hoặc lượng muối, lượng sản phẩm trong phản ứng đốt cháy. Phương pháp giải: Đây là dạng bài toán phổ biến của peptit. Để giải nhanh dạng bài tập này trước hết cần nắm vững tính chất của peptit, viết phương trình hóa học và mối quan hệ số mol các chất trong phản ứng. -Mối quan hệ về công thức cấu tạo các peptit [1]. Nếu amino axit no mạch hở có một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH có công thức là CnH2n+1NO2 thì có thể suy ra công thức peptit tương ứng Đipeptit: 2CnH2n+1O2N -1H2O → C2nH4nN2O3 Tripeptit: 3CnH2n+1NO2 - 2H2O →C3nH6n-1N3O4 Tetrapeptit: 4CnH2n+1O2N - 3H2O → C4nH8n-2N4O5 Peptit có k mắt xích: CknH2kn+2-kNkOk+1 (đặt kn = m. peptit có dạng CmH2m+2-kNkOk+1) Rút ra được: Số liên kết peptit = k- 1; Số mắt xích = k Số nguyên tử oxi = k +1; Độ bất bão hòa = k - Quan hệ về số mol các chất trong phản ứng của peptit [1] + Với phản ứng đốt cháy peptit Từ phản ứng có mối liên hệ: + Với phản ứng thủy phân peptit trong môi trường axit Quan hệ giữa số mol các chất: + Với phản ứng thủy phân peptit trong môi trường kiềm (NaOH) Quan hệ giữa số mol các chất: Lưu ý: Trong giải toán peptit thường sử dụng định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn nguyên tố Ví dụ 1: Thủy phân hoàn toàn m gam một pentapeptit mạch hở M thu được hỗn hợp gồm hai amino axit X, Y (đều no, mạch hở phân tử chứa một nhóm –NH2 và một nhóm –COOH). Đốt cháy toàn bộ m gam peptit trên cần dùng vừa đủ 0,1275 mol O2, chỉ thu được N2, H2O và 0,11 mol CO2. Giá trị của m là [2] A.3,17 gam B. 3,89 gam C. 4,31 gam D. 3,59 gam Hướng dẫn giải: Sử dụng mối quan hệ số mol các chất trong phản ứng cháy ; (Do M là pentapeptit) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng Ví dụ 2: Thủy phân hoàn toàn 4,34 gam tripeptit X mạch hở (X được tạo nên từ hai α - amino axit có cùng công thức dạng H2NCxHyCOOH) bằng dung dịch NaOH dư, thu được 6,38 gam muối. Mặt khác thủy phân hoàn toàn 4,34 gam X bằng dung dịch HCl dư, thu được m gam muối. Giá trị của m là [3] A.6,53 B. 7,25 C. 5,06 D. 8,25 Hướng dẫn giải: - Thủy phân trong NaOH, ta có: Theo định luật bảo toàn khối lượng mX + mNaOH = mmuối + mnước → 4,34 + 3a×40 = 6,38 + 18a → a = 0,02 mol - Thủy phân trong HCl, ta có: Theo định luật bảo toàn khối lượng: mmuối = mHCl + mX + mnước = 7,25 gam. → Đáp án B Ví dụ 3: Peptit X và peptit Y có tổng liên kết peptit bằng 8. Thủy phân hoàn toàn X cũng như Y đều thu được Gly và Val. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp E chứa X và Y có tỉ lệ mol tương ứng 1: 3 cần dùng 22,176 lit oxi (đktc). Sản phẩm cháy gồm CO2, H2O và N2. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 46,48 gam, khí thoát ra khỏi bình có thể tích là 2,464 lít ở đktc. Khối lượng X đem dùng là [4] A. 3,3 gam B. 3,28 gam C. 4,24 gam D. 14,48 gam Hướng dẫn giải: Theo bài: Ta có: Và Gọi n, m là số mắt xích có trong X,Y: (n-1) + (m-1) = 8 ® n + m =10 (1) Áp dụng bảo toàn nguyên tố N: 0,01n + 0,03m = 0,22 (2) Từ (1) và (2) tính được: n = 4 và m = 6 Ta có: . Theo bảo toàn nguyên tố C Vậy X là (Gly)2(Val)2: 0,01 mol m = 0,01×330 = 3,3 gam. → Đáp án A Việc sử dụng các công thức biểu thị mối liên hệ số mol các chất trong phản ứng sẽ giúp các em vận dụng và tính toán nhanh hơn, không nhất thiết phải viết PTHH. Kinh nghiệm 2: Sử dụng khoảng chặn để xác định số gốc amino axit, loại peptit. Nội dung bài toán: Đề bài thường cho hỗn hợp peptit X, Y (mạch hở) có tỉ lệ mol tương ứng là a:b. Thủy phân hoàn toàn hỗn hợp peptit thu được x (mol) amino axit A và y (mol) amino axit B (A, B là amino axit chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH). Biết tổng số liên kết peptit của hai peptit là S. Phương pháp giải Nếu nX : nY = 1: 1 thì tổng số gốc của hỗn hợp là (S+2) Nếu nX : nY = a:a thì tổng số gốc của hỗn hợp là a × (S+2) Nếu nX : nY = b:b thì tổng số gốc của hỗn hợp là b × (S+2) Nếu nX : nY = a:b thì a × (S+2) < tổng số gốc của hỗn hợp < b × (S+2) Lập tỉ mol các amino axit nA : nB = x : y = m : n (m, n là số tự nhiên tối giản). Khi đó tổng số gốc sẽ là: k × (m + n) và a × (S+2) < k × (m + n) < b × (S+2) Từ đó tính được k. Sau đó gọi X là u - peptit và Y là v- peptit, ta có hệ sau từ đó tính được u, v Ví dụ 4: Hỗn hợp A gồm peptit X và Y (đều mạch hở) với tỉ lệ mol tương ứng là 1:2, tổng số liên kết peptit trong hai phân tử là 5. Khi thủy phân hoàn toàn hai peptit thu được 24 gam glyxin và 10,68 gam alanin. Peptit X, Y thuộc loại gì ? [5] Hướng dẫn giải Nếu nX : nY = 1: 1 thì tổng số gốc của hỗn hợp là : 5 + 2 = 7 Nếu nX : nY = 2: 2 thì tổng số gốc của hỗn hợp là : 2 ×(5+2) =14 Sau thủy phân, ta có : nGly = 0,32 mol và nAla = 0,12 mol Lập tỉ lệ mol: nGly : nAla = 0,32 : 0,12 = 8 : 3. Tổng số gốc là: k×( 8+3) = 11k 7 < 11k < 14 → k = 1 Sau đó gọi X là u - peptit và Y là v- peptit, ta có hệ sau Vậy X là tripeptit và Y là tetrapeptit Ví dụ 5: Hỗn hợp A gồm peptit X và Y (đều mạch hở) với tỉ lệ mol tương ứng là 3:4, tổng số liên kết peptit trong hai phân tử là 5. Khi thủy phân hoàn toàn hỗn hợp A thu được 1,08 mol glyxin và 0,48 mol alanin. Peptit X, Y thuộc loại gì ? [5] Hướng dẫn giải Nếu nX : nY = 3: 3 thì tổng số gốc của hỗn hợp là : 3 × (5 + 2 )= 21 Nếu nX : nY = 4: 4 thì tổng số gốc của hỗn hợp là : 4 ×(5+2) =28 Sau thủy phân, ta có : nGly = 0,32 mol và nAla = 0,12 mol Lập tỉ lệ mol: nGly : nAla = 1,08 : 0,48= 9 : 4. Tổng số gốc là: k×( 9+4) = 13k 21 < 13k < 26 → k = 2 Sau đó gọi X là u - peptit và Y là v- peptit, ta có hệ sau Vậy X là đipeptit và Y là pentapeptit Kinh nghiệm 3: Sử dụng kĩ thuật trùng ngưng hóa peptit (gộp chuỗi peptit). Nội dung bài toán: Cho hỗn hợp peptit X, Y có tỉ lệ mol tương ứng a, b. Thủy phân hoàn toàn hỗn hợp peptit thu được x (mol) amino axit A và y (mol) amino axit B (A, B là amino axit chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH) hoặc peptit nhỏ hơn nhưng biết số mol. Tính khối lượng hỗn hợp peptit biết tổng số liên kết peptit của hai peptit là S (hoặc nhỏ hơn một giá trị nào đó). Phương pháp giải - Sử dụng khoảng chặn để xác định số gốc amino axit, loại peptit tùy theo đề bài. - Trùng ngưng hóa hỗn hợp nhiều các peptit mà đề bài đã cho thành một chuỗi peptit lớn hơn (trong phương pháp này tạm xem một phân tử peptit là một amino axit vì nó cùng một điểm chung là có một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH). Tổng quát: aX + bY → (X)a(Y)b + ( a +b -1)H2O (1) Dựa vào dữ kiện và phương trình (1) tính được số mol H2O Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng tính khối lượng peptit Ví dụ 6: Cho m gam hỗn hợp A gồm 3 peptit X, Y, Z đều mạch hở và có tỉ lệ mol lần lượt là 2 : 3 : 5. Thủy phân hoàn toàn A, thu được 60 gam Gly, 80,1 gam Gla, 117 gam Val. Biết số liên kết peptit trong X, Y, Z khác nhau và có tổng là 6. Giá trị của m là [6] A.176,5 B. 226,5 C. 255,4 D. 257,1 Hướng dẫn giải Nếu nX : nY : nZ = 2: 2: 2 thì tổng số gốc của hỗn hợp là : 2 × (6 + 3 )= 18 Nếu nX : nY : nZ = 5: 5: 5 thì tổng số gốc của hỗn hợp là : 5 ×(6+3) = 45 Sau thủy phân, ta có : nGly = 0,8 mol, nAla = 0,9 mol và nVal = 1 mol Lập tỉ lệ mol: nGly : nAla : nVal = 0,8 : 0,9 : 1 = 8 : 9 : 10. Tổng số gốc là: k×( 8 + 9 + 10) = 27k 18 < 27k < 45 → k = 1. Vậy tổng số gốc peptit là 27 Biến đổi 3 peptit trên thành một peptit B mới 2X + 3Y + 5Z → X - X - Y - Y - Y -Z - Z - Z - Z - Z + 9H2O 2X + 3Y + 5Z → [Gly]8[Ala]9[Val]10(-26)H2O + 9H2O 0,1 mol 0,9 mol Số mol peptit mới: nB = 0,1 mol → Áp dụng ĐLBT khối lượng: mhỗn hợp peptit ban đầu = mhỗn hợp peptit mới + mnước m = 0,1×2013 + 0,9×18 =226,5 gam → Đáp án B Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm ba peptit đều mạch hở, có tỉ lệ mol tương ứng là 1:1:3. Thủy phân m gam hỗn hợp trên thì thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 14,24 gam Ala; 8,19 gam Val. Biết tổng số liên kết peptit trong phân tử của 3 peptit trên nhỏ hơn 13. Giá trị của m là [3] 18,83 B. 18,29 C. 19,19 D. 18,47 Hướng dẫn giải: Gọi 3 peptit là A, B, C Nếu nA : nB : nC = 1: 1: 1 thì tổng số gốc của hỗn hợp < 1 × (13 + 3 )= 16 Nếu nA : nB : nC = 3: 3: 3 thì tổng số gốc của hỗn hợp < 3 ×(13+3) = 48 Theo bài nA : nB : nC = 1: 1: 3 thì tổng số gốc của hỗn hợp < 48 Sau thủy phân ta có: nAla = 0,16 mol và nVal = 0,07 mol Lập tỉ lệ mol: nAla : nVal = 0,16 : 0,07 = 16 : 7 Tổng số gốc là: k×(16 + 7) = 23k 23k < 48 → k = 1,2. vậy tổng số gốc peptit là 27 Gộp 3 peptit trên thành một peptit Y mới A + B + 3C → A-B-C-C-C + 4H2O TH1: (Với k = 1) A + B + 3C →[Ala]16[Val]7(-22)H2O + 4H2O 0,01 mol 0,04 mol Số mol peptit mới: nY = 0,01 mol → Áp dụng ĐLBT khối lượng: mhỗn hợp peptit ban đầu = mhỗn hợp peptit mới + mnước m = 0,01×1847 + 0,04×18 = 19,19 gam TH2: (Với k = 2) A + B + 3C →[Ala]32[Val]14(-45)H2O + 4H2O 0,005 mol 0,02 mol Số mol peptit mới: nY = 0,005 mol → Áp dụng ĐLBT khối lượng: mhỗn hợp peptit ban đầu = mhỗn hợp peptit mới + mnước m = 0,005×3676 + 0,04×18 = 18,74 gam. → Đáp án C Ví dụ 8: Hỗn hợp X gồm 3 peptit A, B, C (đều mạch hở) với tỉ lệ mol tương ứng là 2: 3: 4. Tổng số liên kết peptit trong phân tử A, B, C là 12. Thủy phân hoàn toàn 39,05 gam X thu được 0,11 mol X1; 0,16 mol X2 và 0,2 mol X3. Biết X1, X2, X3 đều có dạng H2NCnH2nCOOH. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 32,816 lit O2 (đktc). Giá trị m gần nhất với giá trị nào sau đây. [7] 31 gam B. 28 gam C. 26 gam D. 30 gam Hướng dẫn giải Sau thủy phân ta có: nX1 : nX2 : nX3 = 0,11: 0,16: 0,2 = 11: 16: 20 Tổng số gốc là: k×(11 + 16 + 20) = 57k 2 × (12 + 3 ) < 57k < 4 ×(12+3) → k = 1. Vậy tổng số gốc peptit là 57 Gộp 3 peptit trên thành một peptit Y mới 2A + 3B + 4C → A2B3C4 + 8H2O 2A + 3B + 4C → [X1]11[X2]16[X3]20(-56)H2O + 8H2O Số mol peptit mới: nB = 0,01 mol → Khối lượng peptit mới: mB = 39,05 - 0,08×18= 37,61 gam MB = 37,61 : 0,01 = 3761 ( amino axit đều có dạng H2NCnH2nCOOH) Theo ĐLBT nguyên tố cacbon, đốt 39,95 gam X: Theo ĐLBT nguyên tố N: Khi đốt cháy 39,05 gam X thì: Vậy với thể tích O2 là 32,816 sẽ đốt cháy được 26 gam X.→ Đáp án C Kinh nghiệm 4: Sử dụng phương pháp bảo toàn số mol gốc amino axit. Nội dung bài toán: Đề bài thường cho là thủy phân hoàn toàn hoặc không hoàn toàn peptit trong môi trường axit. Nếu thủy phân hoàn toàn sẽ tạo ra các amino axit. Nếu thủy phân không hoàn toàn sẽ tạo ra hỗn hợp các chất gồm amino axit và các peptit nhỏ hơn. Đề bài thường yêu cầu tìm khối lượng peptit ban đầu hoặc khối lượng chất sau thủy phân. Phương pháp giải: Để giải nhanh loại bài toán này nên sử dụng định luật bảo toàn số mol mắt xích các amino axit. Tức là tổng số mol mắt xích amino axit trước và sau phản ứng là bằng nhau. -TH1:Thủy phân hoàn toàn: Xn + (n-1)H2O → n amino axit Từ phương trình trên rút ra: namino axit = n×npeptit và (n-1)×n amino axit = n×nnước -TH2:Thủy phân không hoàn toàn: Ví dụ: (1) Gly - Gly - Gly + H2O → Gly + Gly - Gly Ala - Val - Ala - Val + H2O → Ala - Val - Ala + Val - Ala - Val + Al - Val + Val - Ala + Ala + Val Theo định luật bảo toàn gốc amino axit Phương trình (1): Phương trình (2): Cả hai trường hợp thường áp dụng định luật bảo toàn khối lượng mpeptit + mnước = mhỗn hợp sản phẩm Ví dụ 9: Cho X là hexapeptit Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val và Y là tetrapeptit Gly-Ala-Gly-Glu. Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X và Y thu được 4 amino axit, trong đó có 30 gam Glyxin và 28,48 gam Alanin. Giá trị của m là [2] 77,6 gam B. 83,2 gam C. 87,4 gam D. 73,4 gam Hướng dẫn giải MX = 472đvc; MY = 332đvc. Theo bài: nGly = 0,4 mol; nAla = 0,32 mol. Đặt nX = a mol; nY = b mol. Theo ĐLBT số mol mắt xích amino axit Bảo toàn Gly: nGly = 2a + 2b = 0,4 Bảo toàn Ala: nAla = 2a + b = 0,32 Từ đó tìm ra: a = 0,12; b = 0,08 Vậy: m = 0,12×472 + 0,08×332 = 83,2 gam Ví dụ 10: Tripeptit A và tetrapeptit B được tạo ra từ một amino axit X (dạng H2N-R-COOH). Phần trăm khối lượng của nitơ trong X là 18,67%. Thủy phân không hoàn toàn m gam hỗn hợp A và B (số mol bằng nhau) thu được hỗn hợp gồm 0,945 gam A; 4,62 gam một đipeptit và 3,75 gam X. Giá trị của m gần nhất với giá trị [4] 4,1945 gam B. 8,389 gam C. 12,58 gam D. 25,167 gam Hướng dẫn giải -Ta có: . Vậy X là Glyxin: H2NCH2COOH. Theo bài: nA = 0,005 mol; ndipeptit = 0,035 mol; nX = 0,05 mol Đặt: nA = nB = a mol. Theo ĐLBT số mol gốc Gly: 3a + 4a = 0,005×3 + 0,035×2 + 0,05 → a = 0,135/7 mol Vậy: gam.→ Đáp án
Tài liệu đính kèm:
- skkn_mot_so_kinh_nghiem_giai_nhanh_bai_toan_peptit.doc