Hỗn hợp M chứa các chất hữu cơ mạch hở gồm tripeptit X, pentapeptit Y; Z ( C 4 H 11 O 2 N ) v à T ( C 8 H 17 O 4 N ). Đun nóng 67,74 gam hỗn hợp M với dung dịch KOH vừa đủ, thu được 0,1 mol metylamin; 0,15 mol ancol etylic và dung dịch E. Cô cạn dung dịch E thu được hỗn hợ rắn Q gồm bốn muối khan của glyxin, alanin, valin và axit propionic (tỉ lệ mol giữa hai muối của analin và valin lần lượt là 10:3). Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn Q cần dùng vừa đủ 2,9 mol O 2 , thu được C O 2 , H 2 O , N 2 và 0,385 mol K 2 C O 3 . Phần trăm khối lượng của Y trong M có giá trị gần nhât với giá trị nào sau đây?
A. 28,55
B. 28,54
C. 28,53
D. 28,52.
Do sau phản ứng thu được C H 3 N H 2 v à C 2 H 5 O H v à C 2 H 5 C O O K nên suy ra:
Z : C 2 H 5 C O O N H 3 C H 3 T : C 2 H 5 C O O H 3 N − C H C H 3 − C O O C 2 H 5
n Z = n C H 3 N H 2 = 0 , 1 m o l ; n T = n C 2 H 5 O H = 0 , 15 m o l = > n C 2 H 5 C O O K = n Z + n T = 0 , 25 m o l n K O H = 2 n K 2 C O 3 = 2.0 , 385 = 0 , 77 m o l
Sơ đồ bài toán:
67 , 74 g M X 3 Y 5 Z : C 2 H 5 C O O NH 3 CH 3 0 , 1 m o l T : C 2 H 5 C O O H 3 N C H CH 3 C O O C 2 H 5 0 , 15 m o l → + K O H : 0 , 77 d d E G l y − K A l a − K V a l − K C 2 H 5 C O O K : 0 , 25 → + O 2 ; 2 , 9 CO 2 H 2 O N 2 K 2 CO 3 : 0 , 385 CH 3 NH 2 : 0 , 1 C 2 H 5 O H : 0 , 15
Xác định số mol O 2 để đốt muối do X, Y tạo ra:
n A l a − K d o T = n T = 0 , 15 m o l n C 2 H 5 C O O K = 0 , 25 m o l
C 3 H 6 O 2 N K + 3 , 75 O 2 → 0 , 5 K 2 C O 3 + 2 , 5 C O 2 + 3 H 2 O + 0 , 5 N 2
0,15 → 0,5625
C 3 H 5 O 2 K + 3 , 5 O 2 → 0 , 5 K 2 C O 3 + 2 , 5 C O 2 + 2 , 5 H 2 O + 0 , 5 N 2
0,25 → 0,875
n O 2 ( m u ố i d o X , Y ) = n O 2 - n O 2 ( đ ố t m u ố i d o T ) - n O 2 ( đ ố t C 2 H 5 C O O K ) = 2 , 9 - 0 , 5625 - 0 , 875 = 1 , 4625 m o l
*Do peptit được tạo bởi Gly, Ala, Val nên ta quy đổi hỗn hợp X, Y thành C O N H , C H 2 v à H 2 O ( n H 2 O = n p e p t i t )
m X , Y = 67 , 74 − 0 , 1.105 + 0 , 15.191 = 28 , 59 g a m n K O H p u X , Y = 0 , 77 − n Z − 2 n T = 0 , 77 − 0 , 1 − 0 , 15.2 = 0 , 37 m o l
Ta có sơ đồ sau:
28 , 59 g X , Y C O N H : 0 , 37 CH 2 : x H 2 O → + K O H : 0 , 37 M u o i C O O K : 0 , 37 NH 2 : 0 , 37 CH 2 : x → + O 2 : 1 , 4625 K 2 CO 3 : 0 , 185 CO 2 : x + 0 , 185 H 2 O : x + 0 , 37
BTNT "O": 2 n C O O K + 2 n O 2 ( đ o t m u u i d o X , Y ) = 3 n K 2 C O 3 + 2 n C O 2 + n H 2 O
=> 0,37.2 + 2.1,4625 = 3.0,185 + 2(x + 0,185) + x + 0,37 => x = 0,79
m H 2 O X , Y = m X , Y − m C O N H − m C H 2 = 28 , 59 − 0 , 37.43 − 0 , 79.14 = 1 , 62 g a m = > n H 2 O = 0 , 09 m o l
*Đặt n X = a v à n Y = b m o l
n X , Y = a + b = 0 , 09 n K O H = 3 n X + 5 n Y = > 3 a + 5 b = 0 , 37
Giải hệ thu được a = 0,04 và b = 0,05
*Xét quá trình thủy phân M:
nH2O = n X + n Y + n Z + n T = 0 , 04 + 0 , 05 + 0 , 1 + 0 , 15 = 0 , 34 m o l
BTKL: m M + m K O H = m m u o i + m C H 3 N H 2 + m C 2 H 5 O H + m H 2 O
= > 67 , 74 + 0 , 77.56 = m m u o i + 0 , 1.31 + 0 , 15.46 + 0 , 34.18 = > m m u o i = 94 , 74 g a m
Đặt n G l y − K = u ; n A l a K = 10 v v à n V a l − K = 3 v m o l
BTNT "K": n K O H = u + 10 v + 3 v = 0 , 77
m m u ố i = 113 u + 127 . 10 v + 155 . 3 v + 0 , 25 . 112 = 94 , 74
Giải hệ thu được u = 0,13 và y = 0,03
X : G l y n A l a m V a l 3 − n − m 0 , 04 m o l Y : G l y n ' A l a m ' V a l 5 − n ' − m ' 0 , 05 m o l
Giả sử X, Y có công thức:
X : G l y n A l a m V a l 3 − n − m 0 , 04 m o l Y : G l y n ' A l a m ' V a l 5 − n ' − m ' 0 , 05 m o l
n G l y K = 0 , 04 n + 0 , 05 n ' = 0 , 13 chỉ có nghiệm n = 2 và n' = 1 thỏa mãn
n A l a K = 0 , 04 m + 0 , 05 m ' = 0 , 1 5 chỉ có nghiệm m = m = 0 và m' = 3 thỏa mãn
Vậy X là G l y 2 V a l 0 , 04 m o l v à G l y A l a 3 V a l 0 , 05 m o l
=> % m Y = 0 , 05. 75 + 89.3 + 117 − 4.18 / 67 , 74.100 % = 28 , 565 % gần nhất với 28,55%
Đáp án cần chọn là: A