Cách xác định công thức của Amin, Amino Axit hay, chi tiết - Hoá 12          

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

    Amin có tính bazo, tác dụng được với axit tạo muối.

    Tùy theo số nhóm chức amin mà tác dụng với axit theo tỉ lệ xác định.

    Ví dụ:

        +) Amin bậc 1, đơn chức: RNH₂ + HCl → RNH₃Cl

        +) Amin bậc 1, đa chức: R(NH₂)_n + nHCl → R(NH₃Cl)_n

    Như vậy nếu biết số nhóm chức amin,ta suy ra tỉ lệ mol giữa axit với amin. Ngược lại từ tỉ lệ mol giữa axit và amin.

    - Tương tự ở aminoaxit, sự có mặt nhóm amino làm cho nó tác dụng được với axit.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Thủy phân polipeptit A người ta thu được:

    Amino axit X có 40,4%C; 7,9%H; 15,7 %N và M_X = 89

    Amino axit Y có 54,9%C; 10 %H; 10,7 %N và M_Y = 131

    Amino axit Z có 46,4%C; 5,8 %H; 27 %N và M_Z = 155

    Xác định công thức phân tử của X, Y, Z

Hướng dẫn:

    Công thức phân tử của X là C_xH_yO_zN_t.

    Ta có: 

    Công thức phân tử của X là C₃H₇O₂N, là α-amoni axit nên có công thức cấu tạo: CH₃-CH(NH₂)-COOH.

    Tương tự đối với Y: C₆H₁₃O₂N

    Công thức cấu tạo CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH

    Đối với Z: C₆H₉N₃O₂ ⇒ CTCT: H₂N-C₄H₃-CH(NH₂)-COOH

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 1,52 gam chất X cần 0,56 lit oxi (đkc), thu được hh khí gồm CO₂, N₂ và hơi nước. Sau khi ngưng tụ hơi nước hỗn hợp khí còn lại có khối lượng là 1,6 gam và có tỷ khối hơi đối với hiđro là 20. CTĐGN của X là

    A. C₂H₆O₅N₂.

    B. C₃H₈O₅N₂.

    C. C₃H₁₀O₃N₂.

    D. C₄H₁₀O₅N₂.

Hướng dẫn:

    Sau khi ngưng tụ hơi nước hỗn hợp khí còn lại là CO₂ (a mol) và N₂ (b mol)

    Ta có m_{hỗn hợp khí} = m_CO2 + m_N2 = 44a + 28b = 1,6

    a = 0,03 mol; b = 0,01 mol.

    - Đặt X là C_xH_yO_zN_t

    n_C = n_CO2 = 0,03 mol.

    n_N = 2 × n_N2 = 2 × 0,01 = 0,02 mol.

    m_H2O = m_X + m_O2 - m_CO2 - m_H2O = 1,52 + 0,025 × 32 - 0,03 × 44 - 0,01 × 28 = 0,72 gam.

    n_H = 2 × n_H2O = 2 × 0,72/18 = 0,08 mol.

    n_H2O = n_{O trong CO2} + n_{O trong H2O} = 0,03 × 2 + 0,04 - 0,025 × 2 = 0,05 mol.

    Ta có x : y : z : t = n_C : n :_H n_O : n_N = 0,03 : 0,08 : 0,05 : 0,02 = 3 : 8 : 5 : 2

    Vậy CTĐGN là C₃H₈O₅N₂

    Đáp án B

Bài 3: Hợp chất hữu cơ X có thành phần theo khối lượng: C chiếm 63,72%; H chiếm 9,37%; O chiếm 14,52%; còn lại là nito. Xác định công thức phân tử của X biết khối lượng mol của X bé hơn 120. Viết công thức cấu tạo của X biết X mạch hở không phân nhánh, không làm mất màu dung dịch brom.

Hướng dẫn:

    Ta có: %C = 63,72%; %H = 9,37%; %O = 14,52% ⇒ %N = 12,39%

    Lập tỉ lệ :

    Công thức đơn giản là C₆H₁₁ON, M < 120 ⇒ CTPT là C₆H₁₁ON.

    Độ bất bão hòa của X là :

    X mạch hở không làm mất màu dung dịch brom nên mạch hidrocacbon phải no, vậy 2 liên kết sẽ thuộc nhóm –C≡N.

    Vậy có thể có các đồng phân là :

    CH₂(OH)-CH₂-CH₂-CH₂-C≡N

    CH₃-CH(OH)-CH₂-CH₂-CH₂-C≡N

    CH₃-CH₂-CH(OH)-CH₂-₂-C≡N

    CH₃-CH₂-CH₂-CH(OH)-CH₂-C≡N

    CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH(OH)-C≡N

Bài 4: X là một amino axit. Khi cho 0,01 mol X tác dụng với HCl thì dùng hết 80 ml dung dịch HCl 0,125M và thu được 1,835 gam muối khan. Còn khi cho 0,01 mol X tác dụng với dung dịch NaOH thì cần dùng 25 gam dung dịch NaOH 3,2%. Hãy đề xuất công thức cấu tạo của X.

Hướng dẫn:

    Gọi công thức tổng quát của X là : (H₂N)_xR(COOH)_y

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam một amin mạch hở đơn chức, sau phản ứng thu được 5,376 lít CO₂; 1,344 lít N₂ và 7,56 gam H₂O (các thể tích đo ở đktc). CTPT của amin là:

    A. C₃H₇N

    B. C₂H₅N

    C. CH₅N

    D. C₂H₇N.

Bài 2: X là một α-amino axit no chỉ chứa một nhóm -NH₂ và một nhóm -COOH, cho 14,5 gam X tác dụng với dung dịch HCl dư, ta thu được 18,15 gam muối X. xác định công thức phân tử của X.

    A. NH₂–C₆H₁₂–COOH.

    B. NH₂–C₅H₁₀–COOH.

    C. NH₂–C₄H₈–COOH.

    D. NH₂–C₃H₆–COOH.

Bài 3: X là hợp chất hữu cơ chứa C, H, N ; trong đó nitơ chiếm 15,054% về khối lượng. X tác dụng với HCl tạo ra muối có dạng RNH₃Cl. Công thức của X là :

    A. CH₃–C₆H₄–NH₂.

    B. C₆H₅–NH₂.

    C. C₆H₅–CH₂–NH₂.

    D. C₂H₅–C₆H₄–NH₂.

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn một amin đơn chức thì thu được CO₂ và nước theo tỉ lệ mol n_CO2 : n_H2O = 8 : 9 . CTPT của amin là

    A. C₄H₈N.

    B. C₃H₇N.

    C. C₃H₆N.

    D. C₄H₉N.

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 17,4 gam một amino axit có 1 nhóm –COOH được 0,6 mol CO₂, 0,5 mol H₂O và 0,1 mol N₂. Công thức phân tử của amino axit là:

    A. C₃H₅O₂N.

    B. C₃H₇O₂N.

    C. C₃H₅O₄N.

    D. C₃H₆O₄N₂.

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn một amin, no, đơn chức, mạch hở. Sản phẩm cháy sau khi ngưng tụ hơi nước có tỉ khối so với H₂ là 19,333. Công thức phân tử của amin là:

    A. CH₃NH₂

    B. C₂H₅NH₂

    C. C₃H₇NH₂

    D. C₄H₉NH₂

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 2 amin no đơn chức mạch hở đồng đẳng liên tiếp thu được CO₂ và H₂O theo tỉ lệ số mol là 1 : 2. Hãy xác định công thức phân tử của hai amin ?

    A. CH₅N và C₂H₇N.

    B. C₂H₇N và C₃H₉N.

    C. C₃H₉N và C₄H₁₁N.

    D. C₄H₁₁N và C₅H₁₃N.