Bài tập về Amino axit 

Kiến thức cần nhớ

Khái niệm

- Amino axit là loại hợp chất hữu cơ tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH₂) và nhóm cacboxyl (COOH).

Công thức chung: (H₂N)_x – R – (COOH)_y

Danh pháp

a) Tên thay thế: axit + vị trí nhóm NH₂ + amino + tên axit cacboxylic tương ứng.

Ví dụ: H₂N–CH₂–COOH: axit aminoetanoic

HOOC–[CH₂]₂–CH(NH₂)–COOH: axit 2-aminopentanđioic

b) Tên bán hệ thống: axit + vị trí chữ cái Hi Lạp (α, β, γ, δ, ε, ω) của nhóm NH₂ + amino + tên thông thường của axit cacboxylic tương ứng.

Ví dụ: CH₃–CH(NH₂)–COOH : axit α-aminopropionic

H₂N–[CH₂]₅–COOH : axit ε-aminocaproic

H₂N –[ CH₂]₆–COOH: axit ω-aminoenantoic

c) Tên thông thường: các amino axit thiên nhiên (α-amino axit) đều có tên thường.

Ví dụ: H₂N –CH₂–COOH có tên thường là glyxin (Gly) hay glicocol

Tên gọi của một số α - amino axit

Tính chất vật lý

Các amino axit là các chất rắn không màu, vị hơi ngọt, dễ tan trong nước vì chúng tồn tại ở dạng ion lưỡng cực (muối nội phân tử), nhiệt độ nóng chảy cao (vì là hợp chất ion).

H₂N – CH₂ – COOH  $\rightleftarrows H_3\stackrel{+}{N}-C{H}_2-CO{O}^{-}$

Dạng phân tử                          Dạng ion lưỡng cực

Tính chất hóa học

1. Tính chất lưỡng tính

- Tác dụng với dung dịch bazơ (do có nhóm COOH)

  H₂N – CH₂–COOH + NaOH → H₂N – CH₂–COONa + H₂O

- Tác dụng với dung dịch axit (do có nhóm NH₂)

   H₂N – CH₂–COOH + HCl → ClH₃N– CH₂–COOH

2. Tính axit – bazơ của dung dịch aminoaxit

Xét amino axit tổng quát: (H₂N)_x – R – (COOH)_y. Khi:

          - x = y thì amino axit trung tính, quỳ tím không đổi màu 

          - x > y thì amino axit có tính bazơ, quỳ tím hóa xanh 

          - x < y thì amino axit có tính axit, quỳ tím hóa đỏ

3. Phản ứng riêng của nhóm COOH: Phản ứng este hóa

Tương tự với axit cacboxylic, amino axit phản ứng với ancol khi có mặt axit vô cơ mạnh sinh ra este. Ví dụ:

H­₂NCH₂COOH  + C₂H₅OH  $\stackrel{HCl}{\rightleftarrows }$ H­₂NCH₂COOC₂H₅  + H₂O

4. Phản ứng trùng ngưng

- Khi đun nóng, các ε – hoặc ω – amino axit tham gia phản ứng trùng ngưng tạo thành polime thuộc loại poliamit.

- Trong phản ứng này, -OH của nhóm COOH ở phân tử amino axit này kết hợp với H của nhóm NH₂ ở phân tử amino axit kia thành nước và sinh ra polime do các gốc amino axit kết hợp với nhau. Ví dụ:

Hay có thể viết gọn là:

5. Phản ứng đặc trưng của nhóm NH₂: phản ứng với HNO₂

Ví dụ:

H₂N – CH₂–COOH + HNO₂ → HO– CH₂ –COOH + N₂↑ + H₂O

Ứng dụng

- Amino axit thiên nhiên (hầu hết là α-amino axit) là cơ sở để kiến tạo nên các loại protein của cơ thể sống

- Muối mononatri của axit glutamic được dùng làm mì chính (hay bột ngọt)

- Axit ε-aminocaproic và axit ω-aminoenantoic là nguyên liệu sản xuất tơ tổng hợp (nilon – 6 và nilon – 7)

- Axit glutamic là thuốc hỗ trợ thần kinh, methionin là thuốc bổ gan…

Các dạng bài tập về Amino axit

Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm

Dạng 2: Tính lưỡng tính của amino axit

Bài toán 1: Amino axit tác dụng với axit

Bài toán 2: Amino axit tác dụng với bazơ

Bài toán 3: Amino axit tác dụng với axit hoặc amino axit tác dụng với bazơ

Dạng 3: Phản ứng nối tiếp

Bài toán 1: Amino axit tác dụng với axit tạo dung dịch X. Cho X tác dụng tiếp với dung dịch bazơ

Bài toán 2: Amino axit tác dụng với dung dịch bazơ tạo dung dịch X. Cho X tác dụng tiếp với axit

Dạng 4: Phản ứng cháy của amino axit

Bài toán 1: Xác định lượng chất trong phản ứng

Bài toán 2: Xác định công thức của amino axit

Bài tập tự luyện 

1. Bài tập vận dụng

Câu 1: Amino axit là hợp chất hữu cơ trong phân tử

A. chứa nhóm cacboxyl và nhóm amino.

B. chỉ chứa nhóm amino.

C. chỉ chứa nhóm cacboxyl.

D. chỉ chứa nitơ hoặc cacbon.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Amino axit là hợp chất hữu cơ trong phân tử chứa nhóm cacboxyl và nhóm amino.

Đáp án A.

Câu 2: : Ở điều kiện thường, các amino axit

A. đều là chất khí.

B. đều là chất lỏng.

C. đều là chất rắn.

D. có thể là rắn, lỏng hoặc khí.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Amino axit là hợp chất tồn tại ở dạng lưỡng cực : NH₃⁺-R-COO^-

=> Ở điều kiện thường, các amino axit đều là chất rắn.

Đáp án C.

Câu 3: pH của dung dịch cùng nồng độ mol của 3 chất H₂NCH₂COOH, CH₃CH₂COOH và CH₃(CH₂)₃NH₂ tăng theo trật tự nào sau đây ?

A. CH₃(CH₂)₃NH₂  < H₂NCH₂COOH < CH₃CH₂COOH.

B. CH₃CH₂COOH < H₂NCH₂COOH < CH₃(CH₂)₃NH₂.

C. H₂NCH₂COOH < CH₃CH₂COOH < CH₃(CH₂)₃NH₂.

D. H₂NCH₂COOH < CH₃(CH₂)₃NH₂  < CH₃CH₂COOH.

Hướng dẫn giải chi tiết:

CH₃CH₂COOH có môi trường axit

NH₂CH₂COOH có môi trường trung tính

CH₃(CH₂)₃NH₂ có môi trường bazo

=> Vậy pH của 3 chất trên được sắp sếp như sau:

CH₃CH₂COOH < H₂NCH₂COOH < CH₃(CH₂)₃NH₂.

Đáp án B.

Câu 4: : Cho các dãy chuyển hóa : Glyxin $\stackrel{+NaOH}{\to }$X₁  $\stackrel{+HCld\ddot{o}}{\to }$ X₂. Vậy X₂ là :

A. H₂NCH₂COOH.   

B. H₂NCH₂COONa.     

 C. ClH₃NCH₂COOH.  

D. ClH₃NCH₂COONa

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

H₂NCH₂COOH + NaOH → H₂NCH₂COONa + H₂O

H₂NCH₂COONa + 2HCl → ClH₃NCH₂COOH + NaCl

Đáp án C

Câu 5: Cho hỗn hợp 2 aminoaxit no chứa 1 chức axit và 1 chức amino tác dụng với 110 ml dung dịch HCl 2M được dung dịch X. Để tác dụng hết với các chất trong X, cần dùng 140 ml dung dịch KOH 3M. Tổng số mol 2 aminoaxit là :

A. 0,1. 

B. 0,2. 

C. 0,3. 

D. 0.4.

Hướng dẫn giải chi tiết:

2 amin trên có dạng NH₂-R-COOH

Ta có sơ đồ quá trình phản ứng như sau:

n HCl = 0,1 * 2 = 0,22 mol

n KOH = 0,14 * 3 = 0,42 mol

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Clo

=> n HCl = nKCl = 0,22 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố K

=> n KOH = n KCl + n NH₂-R-COOK

=> n NH₂-R-COOK = 0,42 – 0,22 = 0,2 (mol) 

=> n Amino axit = n NH₂-R-COOK = 0,2 (mol)

Đáp án B.

Câu 6: Hợp chất X là một a-amino axit. Cho 0,01 mol X tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch HCl 0,125M, sau đó đem cô cạn dung dịch thu được 1,835 gam muối. Phân tử khối của X là :

A. 174.

B. 147.

C. 197.

D. 187.

Hướng dẫn giải chi tiết:

n HCl = 0,08 * 0,125 = 0,01 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m X + m HCl = m Muối

=> m X = 1,835 – 0,01 * 36,5 = 1,47 (gam)

Khối lượng mol của X là:

1,47 : 0,01 = 147 (gam/mol)

Đáp án B.

Câu 7: Khi đốt cháy hoàn toàn một amino axit X là đồng đẳng của axit aminoaxetic, thu được . Công thức cấu tạo thu gọn có thể có của X là :

A. CH₃CH(NH₂)COOH, H₂NCH₂CH₂COOH.

B. H₂N[CH₂]₃COOH, CH₃CH(NH₂)CH₂COOH.

C. H₂N[CH₂]₄COOH, H₂NCH(NH₂)[CH₂]₂COOH.

D. Kết quả khác.

Hướng dẫn giải chi tiết:

X là đồng đẳng của axit amino axetic

=> X là amino axit no, đơn chức mạch hở

CTPT của X có dạng: C_nH_2n+1NO₂

Ta có phương trình đốt cháy:

C_nH_2n+1NO₂ + O₂ → n CO₂ + (2n+1)/2 H₂O + N₂

Vì tỉ lệ về thể tích cũng chính là tỉ lệ về số mol

=> V CO₂ / V H₂O = n : $\frac{2n+1}{2}$= 6 : 7

=> n = 3

=> CTPT của X là: C₃H₇NO₂

CTCT của X có thể có là: CH₃CH(NH₂)COOH, H₂NCH₂CH₂COOH.

Đáp án A

Câu 8: Đốt cháy 8,7 gam amino axit X thì thu được 0,3 mol CO₂ ; 0,25 mol H₂O và 0,05 mol N₂ (đktc). CTPT của X là :

A. C₃H₇O₂N.

B. C₃H₅O₂N.

C. C₃H₇O₂N₂

D. C₃H₉O₂N₂.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có:

n C = n CO₂ = 0,3 mol

n H = 2 n H₂O = 0,25 .2 = 0,5 mol

n N = 2 n N₂ = 0,05 .2 = 0,1 mol

m O = m X – m C – m H – m O

= 8,7 – 0,3 .12 – 0,5 . 1 – 0,1 . 14 = 3,2 gam

=> n O = 3,2 : 16 = 0,2 mol

Ta có: n C : n H : n N : n O

= 0,3 : 0,5 : 0,1 : 0,2 = 3 : 5 : 1 : 2

=> CTPT của X là : C₃H₅NO₂

Đáp án B

2. Bài tập tự luyện có hướng dẫn

Bài 1: Cho 0,1 mol H2NC₃H₅(COOH)₂ (axit glutamic) vào 125 ml dung dịch HCl 2M, thu được dung dịch X. Cho một lượng vừa đủ dung dịch NaOH vào X để phản ứng xảy ra hoàn toàn số mol NaOH đã phản ứng là

A.0,45.     B.0,60.    C.0,35.     D. 0,50.

Bài 2: Cho 7,35 gam axit glutamic phản ứng với 140 ml dung dịch HCl 1M, thu được dung dịch X. Cho 250 ml dung dịch NaOH 1M vào X, thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam chất rắn khan. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, giá trị của m là

A. 16,64.    B. 19,04.    C. 17,74.    D. 18,14.

Đáp án: D

n_H²O = n_H⁺= 0,05.2 + 0,14 = 0,24 mol

bảo toàm khối lượng ⇒ m= 7,35 + 0,14.36,5 +0,25.40 – 0,24.18 = 18.14 gam

Bài 3: Cho 0,04 mol amino axit X tác dụng vừa đủ với 400 ml dung dịch HCl 0,1M thu được 7,34 gam muối khan. Mặt khác 0,04 mol X tác dụng vừa đủ với 80 gam durig dịch NaOH 4%. Công thức của X là

A. H₂NC₃H₆COOH.    B. H₂NC₂H₃(COOH)₂.

C (H₂N)₂C₃H₅COOH.    D. H₂NC₃H₅(COOH)₂.

Đáp án: D

0,04n = 0,1.0,4 ⇒ n = 1 ;

n_H⁺ = n_OH^- 

⇒m = 2 ⇒ R + 16 + 45.2 = 147

⇒ R = 41 (C³H⁵) ⇒X: H²NC³H⁵(COOH)²

Bài 4: Amino axit X có công thức H₂NC_xH_y(COOH)₂. Cho 0,1 mol X vào 0,2 lít dung dịch H₂SO₄ 0,5M, thu được dung dịch Y. Cho Y phản ứng vừa đủ với dung dịch gồm NaOH 1M và KOH 3M, thu được dung dịch chứa 36,7 gam muối. Phần trăm khối lượng của nitơ trong X là

A. 9,524%.    B. 10,687%.

C. 10,526%.    D. 11,966%.

Đáp án: C

n_H2O = n_H⁺=n_OH^- = 0,1.2+0,1.2=0,4 mol ⇒a+3a=0,4 ⇒a=0,1

Bảo toàn khối lượng: m_X + m_H2SO4 + m_NaOH + m_KOH = m_Muối + m_H2O

⇒ m_X + 0,1. 98 + 0,1. 40 + 0,3. 56 = 36,7 + 0,4. 18

⇒ m_X = 13,3 gam

Có: m_N = 0,1. 14 = 1,4g

⇒ %m_N = 10,526%

Bài 5: Hỗn hợp X gồm glyxin, alanin và axit glutamic. Trong X, nguyên tố oxi chiếm 40% về khối lượng. Cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH, tạo ra 8,16 gam muối. Giá trị của m là

A. 7,2.     B. 4.8.    C. 5.6.     D. 6,4

Đáp án: D

Bài 6: Dung dịch chất nào sau đây làm quỳ tím chuyển thành màu hồng ?

A. axit a-aminopropionic    B. axit a,e-điaminocaproic

C. axit a-aminoglutaric    D. axit aminoaxetic

Bài 7: Phát biểu nào sau đây là đúng ?

A. Ở nhiệt độ thường, các amino axit đều là chất lỏng.

B. Axit glutamic là thành phần chính của bột ngọt,

C. Amino axit thuộc loại họp chất hữu cơ tạp chức.

D. Các amino axit thiên nhiên hầu hết là các p-amino axit.

Bài 8: Cho m gam H₂NCH₂COOH phản ứng hết với dung dịch KOH, thu được dung dịch chứa 16,95 gam muối. Giá trị của m là

A. 16,95.    B. 11,25.    C, 13,05.    D. 22,50.

Đáp án: B

H₂NCH₂COOH + KOH → H₂NCH₂COOK +H₂O

Bài 9: Amino axit X chứa một nhóm -NH₂. Cho 15 gam X tác dụng với axit HCl (dư), thu được 22,3 gam muối khan. Công thức cấu tạo thu gọn của X là

A. H₂NCH₂COOH.    B. CH₃CH₂CH(NH₂)COOH.

C. H₂NCH₂CH₂COOH.    D. CH₃CH(NH₂)COOH. 

Đáp án: A

H₂N-R-(COOH)_X + HCl → ClH₃N-R-(COOH)_X

⇒ X: H₂NCH₂COOH

Bài 10: Trong phân tử amino axit X có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl. Cho 8,9 gam X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 11,1 gam muối khan. Công thức của X là

A. H₂NC₂H₄COOH.     B. H₂NCH₂COOH.

C. H₂NC₃H₆COOH.    D. H₂NC₄H₈COOH.

Đáp án: A

H²N-R-COOH + NaOH → H²N-R-COONa +H²O

⇒ R + 61 = 89

⇒ R = 28 (C²H⁴) ⇒ X: H²NC²H⁴COOH

A. cacboxyl và hiđroxyl.    B. hiđroxyl và amino,

C. cacboxyl và amino.     D. cacbonyl và amino.

Bài 12: Công thức của glyxin là

A. CH₃NH₂.     B. H₂NCH(CH₃)COOH,

C. H₂NCH₂COOH.    D. C₂H₅NH₂.

Bài 13: Số nhóm amino và số nhóm cacboxyl có trong một phân tử axit glutamic tương ứng là

A. 2 và 2.    B. l và 2.    C 2 và l.     D. 1 và 1.

Bài 14: Số đồng phân cấu tạo của amino axit ứng với công thức phân tử C₃H₇O₂N là

A.2.    B. 4.    C. 3.    D. 1.

Bài 15: Số đồng phân cấu tạo của amino axit ứng với công thức phân tử C₄H₉NO₂ là

A. 3.            B.4.

C. 5.     D. 6.

Bài 16: Dung dịch nào sau đây làm quỳ tím đổi thành màu xanh ?

A. dung dịch alanin    B. dung dịch glyxin

C. dung dịch lysin    D. dung dịch valin