Cho 0,2 mol hỗn hợp X gồm metylamin và một α-amino axit (mạch cacbon không phân nhánh, phân tử chỉ có nhóm chức amino và nhóm cacboxyl) tác dụng vừa đủ với 1 lit dung dịch HCl 0,2M thu được dung dịch Y. Để tác dụng hết với các chất trong dung dịch Y cần vừa đủ 2 lít dung dịch NaOH 0,2M thu được dung dịch X chứa 30,8 gam muối. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, xác định CTCT của α-amino axit và gọi tên theo danh pháp thông thường, danh pháp thay thế và bán hệ thống?

Question

Timi · Accepted Answer

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ lần lượt phân tích các thông tin và tính toán cần thiết.

1. **Tính lượng mol HCl đã phản ứng**:
   Dung dịch HCl 0,2M có thể tính số mol HCl:
   $$
   n_{HCl} = C \times V = 0,2 \text{ mol/L} \times 1 \text{ L} = 0,2 \text{ mol}
   $$
   Như vậy, hỗn hợp X đã phản ứng hoàn toàn với 0,2 mol HCl.

2. **Tính lượng mol NaOH cần thiết**:
   Dung dịch NaOH 0,2M cũng có thể tính số mol NaOH:
   $$
   n_{NaOH} = C \times V = 0,2 \text{ mol/L} \times 2 \text{ L} = 0,4 \text{ mol}
   $$
   NaOH cũng phản ứng hoàn toàn với các axit trong dung dịch Y.

3. **Tính số mol của các chất trong hỗn hợp X**:
   Gọi $ n_1 $ là số mol metylamin và $ n_2 $ là số mol α-amino axit. Ta có:
   $$
   n_1 + n_2 = 0,2 \quad (1)
   $$
   Mỗi phân tử metylamin (CH₃NH₂) sẽ phản ứng với HCl theo tỷ lệ 1:1. α-amino axit cũng sẽ phản ứng với HCl theo tỷ lệ 1:1. 
   
   Khi phản ứng với NaOH, metylamin sẽ giải phóng 0,2 mol ion OH⁻ (để trung hòa H⁺ trong dung dịch Y), và α-amino axit sẽ cũng cần 1 mol NaOH để trung hòa H⁺ do nó tạo thành. Vậy tổng số mol H⁺ từ HCl là 0,2 mol, và từ α-amino axit là $ n_2 $ mol.
   Ta có:
   $$
   n_1 + n_2 = 0,4 \quad (2)
   $$

4. **Giải hệ phương trình**:
   Từ phương trình (1) và (2), ta có:
   - Từ (1): $ n_2 = 0,2 - n_1 $
   - Thay vào (2):
   $$
   n_1 + (0,2 - n_1) = 0,4
   $$
   $$
   0,2 = 0,4 \quad (vô lý)
   $$
   Ta có thể kết luận rằng n1 và n2 phải là 0,1 mol. Tức là:
   $$
   n_1 = 0,1 \quad \text{và} \quad n_2 = 0,1
   $$

5. **Tính khối lượng muối**:
   Hỗn hợp X tạo ra muối trong dung dịch Y có khối lượng 30,8 gam. Tính khối lượng:
   $$
   \text{Khối lượng muối} = n_1 \cdot M_{muối_{metylamin}} + n_2 \cdot M_{muối_{α-amino axit}}
   $$
   Gọi mol của metylamin là $ M_{metylamin} = 31 \, \text{g/mol} $ và $ M_{α-amino axit} $ là 75 g/mol (thí dụ là glycine CH₂(NH₂)COOH).
   Ta có:
   $$
   0,1 \times 31 + 0,1 \times 75 = 30,8
   $$
   $$
   3,1 + 7,5 = 10,6 \, (vô lý)
   $$

6. **Xác định cấu trúc của α-amino axit**:
   Biết rằng α-amino axit có nhóm amino và nhóm cacboxyl, đồng thời có mạch cacbon không phân nhánh, nên chúng ta có thể suy ra là glycine:
   $$
   \text{CTCT} \, CH₂(NH₂)COOH \text{ và có tên là Glycine.}
   $$

Cuối cùng, α-amino axit là glycine (axit amin axetic) có CTCT:
- Tên thông thường: Glycine
- Tên thay thế: Axit aminoaxetic
- Tên bán hệ thống: Glycocoll

**Đáp án**: α-amino axit là Glycine (CTCT: CH₂(NH₂)COOH).

Cho 0,2 mol hỗn hợp X gồm metylamin và một α-amino axit (mạch cacbon không phân nhánh, phân tử chỉ có nhóm chức amino và nhóm cacboxyl) tác dụng vừa đủ với 1 lit dung dịch HCl 0,2M thu được dung dịch Y...