SKKN một số vđ THEN CHỐT KHI LUYỆN tập về cấu tạo và TÍNH CHẤT của AMINO AXIT

Tên SKKN: “MỘT SỐ VẤN ĐỀ THEN CHỐT KHI LUYỆN TẬP VỀ CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA AMINO AXIT “ I.. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Việc áp dụng lý thuyết để vận dụng làm các bài tập Hóa học là một việc

TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN

CHỌN LỌC-ĐẦY ĐỦ-CHẤT LƯỢNG

http://HOAHOC.edu.vn ─ http://LUUHUYNHVANLONG.com

“Học Hóa bằng sự đam mê”

Thầy LƯU HUỲNH VẠN LONG

(Giảng viên Trường ĐH Thủ Dầu Một – Bình Dương)

TUYỂN CHỌN VÀ GIỚI THIỆU

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐẠT GIẢI CÁC CẤP MÔN

HÓA HỌC 12

KHÔNG tức giận vì muốn biết thì KHÔNG gợi mở cho

KHÔNG bực vì KHÔNG hiểu rõ được thì KHÔNG bày vẽ cho

Khổng Tử

Tên SKKN:

“MỘT SỐ VẤN ĐỀ THEN CHỐT KHI LUYỆN TẬP VỀ CẤU TẠO VÀ

TÍNH CHẤT CỦA AMINO AXIT “

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Việc áp dụng lý thuyết để vận dụng làm các bài tập Hóa học là một việc làm rất khó khăn đối với hầu hết các học viên ở trung tâm GDTX Với đặc thù là các

em vừa đi làm, vừa đi học nên có rất ít thời gian để tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu khác ngoài sách giáo khoa Đặc biệt trong Hóa học hữu cơ, tính chất hóa học của các chất rất phong phú, đa dạng dẫn đến kĩ năng làm bài tập của các học viên rất yếu Nhằm giúp học viên hệ thống hóa kiến thức và rèn luyện kĩ năng tư duy, vận dụng để làm các bài tập Hóa học về các hợp chất có chứa nguyên tố nitơ ở lớp 12

nên tôi chọn đề tài: “một số vấn đề then chốt khi luyện tập về cấu tạo và tính

chất của aminoaxit”

II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

1 Cơ sở lý luận

Bài aminoaxit có vai trò đặc biệt quan trọng trong sách giáo khoa Hóa học

12, nó thể hiện được đầy đủ các tính chất của từng nhóm chức axit (-COOH) và nhóm chức amin (-NH2) đồng thời có tính chất hóa học chung của cả 2 loại nhóm chức trên Vì vậy, việc giải được các bài toán về aminoaxit sẽ góp phần không nhỏ trong việc giải các bài toán có nhóm chức khác

2 Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài

2.1 Nội dung của đề tài

“MỘT SỐ VẤN ĐỀ THEN CHỐT KHI LUYỆN TẬP VỀ CẤU TẠO VÀ

TÍNH CHẤT CỦA AMINO AXIT”

Để học viên dễ dàng định hướng cách làm ở mỗi bài toán, chúng tôi có chia

ra 4 vấn đề lớn Mỗi vấn đề có gợi ý đầy đủ các phương pháp giải đồng thời có kèm theo một số ví dụ để minh họa Ở phần cuối nội dung, chúng tôi có đưa ra

BM03-TMSKKN

một số bài tập để giáo viên có thể sử dụng để kiểm tra đánh giá mức độ lĩnh hội kiến thức của học viên

Vấn đề 1: Viết đồng phân của amino axit

Gồm có 2 bước:

- Viết các dạng mạch C

- Thay đổi vị trí của nhóm amino (-NH2) trên mạch C

Ví dụ 1: Viết các đồng phân và gọi tên aminoaxit có công thức phân tử C3H7O2N?

Do có 3 nguyên tử C, nên chỉ có dạng mạch C thẳng Như vậy nhóm amino (-NH2) chỉ gắn vào được vị trí của 2 dấu mũi tên, nên chỉ có 2 đồng phân

CH3-CH-COOH

NH2

CH2-CH2-COOH

NH2

Axit β - amino propionic Axit α- amino propionic

Axit 3 - amino propanoic Axit 2 - amino propanoic

Ví dụ 2: Viết các đồng phân và gọi tên aminoaxit có công thức phân tử C4H9O2N?

C

Phân tử có 4 nguyên tử C nên có dạng mạch C thẳng và nhánh Như vậy nhóm amino (-NH2) có thể gắn vào 5 vị trí như ở sơ đồ trên

NH2

CH2-CH-CH2-COOH

NH2

CH2-CH2-CH-COOH

NH2

CH3-C-COOH

CH3

NH2

CH2-CH-COOH

NH2

CH3

Axit 2-aminobutanoic

Axit 2-aminobutanoic

Axit 2-aminobutanoic

Axit 2-amino-2-metylpropanoic Axit 3-amino-2-metylpropanoic

Vấn đề 2: Xác định tính axit – bazơ của dung dịch aminoaxit

Muốn biết dung dịch aminoaxit có tính axit hay bazơ phải dựa vào số nhóm chức -NH2 và nhóm chức –COOH có trong phân tử

Đặt công thức tổng quát amino axit là (H2N)xR(COOH)y thì sẽ có các trường hợp sau:

Nếu x = y dung dịch có pH  7

x < y dung dịch có pH < 7

x > y dung dịch có pH > 7

Ví dụ 1: Cho biết màu của quì tím trong các dung dịch aminoaxit sau:

a/ H2N-CH2-COOH

b/ H2N-CH(NH2)-COOH

c/ HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH

Hướng dẫn:

a/ dung dịch có pH  7 nên quỳ tím không đổi màu

b/ dung dịch có pH >7 nên quỳ tím đổi màu xanh

c/ dung dịch có pH <7 nên quỳ tím đổi màu đỏ

Ví dụ 2: Dùng một thuốc thử phân biệt 3 dung dịch:

CH3-COOH, H2N-CH(CH3)-COOH và CH3-CH2-NH2

Hướng dẫn:

Nhận thấy ở 3 dung dịch trên có chứa nhóm chức có tính axit –COOH và nhóm chức có tính bazơ –NH2 nên nghĩ ngay tới thuốc thử là dung dịch quỳ tím:

Thuốc thử CH3-COOH H2N-CH(CH3)-COOH CH3-CH2-NH2

Quỳ tím Hóa đỏ Không đổi màu Hóa xanh

Vấn đề 3: Tính khối lượng amino axit hoặc muối khi phản ứng với axit hoặc bazơ

Phương pháp:

-Viết phương trình phản ứng xảy ra

-Dựa vào dữ liệu đầu bài cho, tìm số mol rồi suy ra khối lượng

-Vận dụng công thức:

n= m

Ví dụ 1: Cho 18 gam axit aminoaxetic phản ứng hết với dung dịch NaOH Sau

phản ứng, cô cạn dung dịch khối lượng muối thu được là bao nhiêu gam?

Hướng dẫn:

Phương trình phản ứng:

H2N-CH2-COOH + NaOH  H2N-CH2-COONa + H2O

(mol) 0,24 0,24

nmuối = naminoaxit = 18

75= 0,24 mol

mmuối = 0,24.97= 23,28 gam

Ví dụ 2: Cho m gam alanin phản ứng hết với dung dịch HCl Sau phản ứng, cô

cạn dung dịch khối lượng muối thu được 18,825 gam Giá trị m là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Phương trình phản ứng:

H2N-CH(CH3)-COOH + HCl  ClNH3N-CH(CH3)-COOH

(mol) 0,15 0,15

naminoaxit = nmuối = 18,825

125, 5 = 0,15 mol

maminoaxit = 0,15.89= 13,35 gam

Vấn đề 4: Lập công thức phân tử

4.1 Lập công thức phân tử dựa vào phản ứng tạo muối

-Chú ý đến định luật bảo toàn khối lượng

-Phương pháp tăng giảm khối lượng

-Công thức tính khối lượng phân tử

n

m

M=

Ví dụ 1: (X) là một -aminoaxit có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl Cho

10,68 gam α-aminoaxit (X) phản ứng với dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được 15,06 gam muối Xác định công thức cấu tạo của (X)?

Hướng dẫn:

Cách 1: Nếu giải theo cách thông thường, sẽ đưa cách giải về một phương trình

toán học nên tính toán rất phức tạp:

Phương trình phản ứng: H2NRCOOH + HCl  ClH3NRCOOH

(gam) (R+61) (R+ 97,5) (gam) 10,68 15,06

15,06(R+61) = 10,68(R+ 97,5)

R=28 (-C2H4-) Công thức cấu tạo của -aminoaxit là: CH3CH(NH2)COOH

Cách 2: Nếu giải theo cách áp dụng định luật bảo toàn khối lượng thì tính sẽ dễ

dàng hơn rất nhiều:

mHCl= 15,06 – 10,68 = 4,36 gam

nHCl= 4,36

36,5 = 0,12 mol

Maminoaxit= 10, 68

0,12 =89 Công thức cấu tạo của -aminoaxit là: CH3CH(NH2)COOH

Ví dụ 2: Trong phân tử aminoaxit (X) có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl

Cho 11,25 gam (X) tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 14,55 gam muối khan Công thức của (X) là

Hướng dẫn:

Cách 1: Cách giải thông thường:

Phương trình phản ứng: H2NRCOOH + NaOH  H2NRCOONa + H2O

14,55(R+61)= 11,25(R+ 83)

R=14 (-CH2-) Công thức cấu tạo của aminoaxit là: H2NCH2COOH

Cách 2: Nếu sử dụng định luật bảo toàn khối lượng:

H2NRCOOH + NaOH  H2NRCOONa + H2O

(mol) x x

11,25 + 40x = 14,55 + 18x

Maminoaxit= 11, 25

0,15 = 75 Công thức cấu tạo của aminoaxit là: H2NCH2COOH

Cách 3: Nếu sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng sẽ nhanh hơn nữa:

H2NRCOOH + NaOH  H2NRCOONa + H2O

Cứ 1 mol  khối lượng tăng 22 gam

x= 14,55 11, 25

22



= 0,15 mol

Maminoaxit= 11, 25

0,15 = 75 Công thức cấu tạo của aminoaxit là: H2NCH2COOH

4.2 Lập công thức phân tử dựa vào tính chất lưỡng tính

Ví dụ 1: 0,01 mol aminoaxit (X) phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 0,01 mol

HCl được chất (Y) Mặc khác 0,01 mol aminoaxit (X) phản ứng vừa đủ với 0,02 mol NaOH được chất (Z) Công thức tổng quát của (X) là

Hướng dẫn:

Theo đề ta có:

nX : nHCl = 1: 1  (X) có 1 nhóm -NH2

nX : nNaOH = 1:2  (X) có 2 nhóm -COOH

Công thức tổng quát của (X) là: H2NR(COOH)2

Ví dụ 2: Cho (X) là một aminoaxit Khi cho 0,01 mol (X) tác dụng với HCl thì

dùng hết 80ml dd HCl 0,125M và thu được 1,835g muối khan Còn khi cho 0,01mol (X) tác dụng với dung dịch NaOH thì cần dùng 25 gam dung dịch NaOH 3,2% Công thức cấu tạo của (X) là

Hướng dẫn:

Theo đề ta có: nHCl = 0,125.0,08= 0,01mol

nNaOH =

40 100

2 , 3 25

= 0,02 mol

nX : nHCl = 1: 1  (X) có 1 nhóm -NH2

nX : nNaOH = 1:2  (X) có 2 nhóm -COOH

Công thức tổng quát của (X) là: H2NR(COOH)2

H2NR(COOH)2 + HCl  ClH3NR(COOH)2

(mol) 0,01 0,01

Mmuối=

01 , 0

835 , 1 = 183,5 52,5 + R + 90 = 183,5 R= 41 (-C3H5-)

Công thức phân tử của aminoaxit là: H2N-C3H5(COOH)2

4.3 Lập công thức phân tử dựa vào phản ứng cháy

Ví dụ 1: Este (X) được điều chế từ aminoaxit (Y) và ancol etylic Tỉ khối hơi của

(X) so với H2 bằng 51,5 Đốt cháy hết 10,3 gam (X) thu được 17,6 gam khí CO2; 8,1 gam H2O và 1,12 lít N2 (đktc) Xác định công thức cấu tạo của (X)

Hướng dẫn:

Phân tử khối MX= 51,5.2= 103

nX=

103

3 , 10

=0,1 mol; n CO2=

44

6 , 17

= 0,4 mol

O

H

n

2 =

18

1 , 8

= 0,45 mol; n N2 =

4 , 22

12 , 1

= 0,05 mol

 Số C=

X

CO

n

n

2 = 1 , 0

4 , 0

= 4

Số H=

X

O H n

n

2

.2=

1 , 0

45 , 0 2 = 9

Số N=

X

N

n

n

2 2 =

1 , 0

05 , 0 2= 1 Công thức phân tử có dạng: C4H9OzN

12.4 + 9 + 16z + 14= 103  z = 2

Công thức phân tử (X) là C4H9O2N

Vì este (X) được tao ra từ ancol etylic

 Công thức cấu tạo của (X) là: H2N-CH2-COO-C2H5

Ví dụ 2: Đốt cháy 8,9 gam aminoaxit (X) thì thu được 0,3mol CO2; 0,35mol H2O

và 1,12 lít N2 (đktc) Lập công thức phân tử của (X), biết công thức đơn giản nhất cũng là công thức phân tử

Hướng dẫn:

Đặt CTTQ của aminoaxit (X) là: CxHyOzNt

2

N

4 , 22

12 ,

1 = 0,05 (mol)

mO= 8,9 – (0,3.12+0,35.2+0,05.28)= 3,2 (g)

O

n =

16

2 , 3

= 0,2 (mol) Lập được tỉ lệ

x : y : z : t = nC : nH: nO : nN = 0,3 : 0,5 : 0,2 : 0,1

Công thức phân tử của (X) là: C3H7O2N

CÁC CÂU HỎI ĐỂ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ

Câu 1: Viết các đồng phân  - aminoaxit có công thức phân tử C4H9O2N?

Câu 2: Cho biết màu của quỳ tím trong 2 dung dịch: (X) H2N-CH2-COOH và (Y) HOOC-CH(NH2)-CH2-COOH

Câu 3: Cho 8,9 gam alanin (H2N-CH(CH3)-COOH) phản ứng hết với dung dịch NaOH Sau phản ứng, cô cạn dung dịch khối lượng muối thu được là bao nhiêu gam?

Câu 4: Cho m gam glyxin (H2N-CH2-COOH) phản ứng hết với dung dịch HCl Sau phản ứng, cô cạn dung dịch khối lượng muối thu được 111,5 gam Giá trị m là bao nhiêu?

Câu 5: Trong phân tử aminoaxit (X) có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl

Cho 22,5 gam (X) tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 29,1 gam muối khan Lập công thức phân tử của (X)

Câu 6: Cho (X) là một aminoaxit Khi cho 0,02 mol (X) tác dụng với HCl thì

dùng hết 80ml dd HCl 0,25M và thu được 3,67g muối khan Còn khi cho 0,02mol

(X) tác dụng với dung dịch NaOH thì cần dùng 50 gam dung dịch NaOH 3,2% Lập công thức phân tử của (X)

Câu 7: Đốt cháy 7,5 gam aminoaxit (X) thì thu được 0,2 mol CO2; 0,25 mol H2O

và 1,12 lít N2 (đktc) Lập công thức phân tử của (X)

2.2 Biện pháp thực hiện

Nội dung sáng kiến được áp dụng trong tiết học luyện tập về amino axit Sau khi hướng dẫn phương pháp làm bài cho các học viên xong, giáo viên tiến hành cho kiểm tra tại lớp với thời gian từ 15 đến 30 phút với các đề bài tập tự luyện đã cho ở trên

Sau đó giáo viên thu lại, chấm bài và thống kê kết quả thu nhận được

III HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI

Chúng tôi đã tiến hành kiểm tra thử nghiệm ở bốn lớp 12 trong đó có hai lớp 12B2, 12B4 được tiếp cận các phương pháp giải trên, trong khi hai lớp còn lại 12T1 và 12T2 để các học viên tự tìm tòi, nghiên cứu Kết quả thu được như sau:

Lớp < 3 điểm Từ 3 - 4,5

điểm

Từ 5 - 6,5 điểm

> 7 điểm

12T1, 12T2 16,66% 41,67% 35,00% 6,67%

12B2, 12B4 6,17% 26,15% 55,38% 12,30%

10

20

30

40

50

60

Điểm <3 Điểm 3-4.5 Điểm 5-6.5 Điểm >7

12T1, 12T2 12B2, 12B4

(Biểu đồ so sánh điểm số của học viên lớp 12T1, 12T2 và 12B2, 12B4.)

Từ các số liệu ở bảng trên, nhận thấy các lớp học có áp dụng phương pháp giải nêu trên điểm số tăng lên rõ rệt ở mọi đối tượng học viên Từ 41,67% học viên

điểm trên trung bình tăng lên 67,68% học viên và tỉ lệ điểm kém (nhỏ hơn 3 điểm)

cũng giảm xuống đáng kể từ 17,66% học viên giảm xuống còn 6,17% học viên

IV ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG

-Đề tài có khả năng áp dụng rộng rãi trong tiết luyện tập về amino axit ở lớp chương trình cơ bản của lớp 12

-Nếu có thời gian và điều kiện cho phép, chúng tôi sẽ nghiên cứu tiếp phần amin và protein Từ đó, học viên sẽ có cách nhìn bao quát và đầy đủ hơn trong các bài tập về hợp chất có chứa nguyên tố nitơ (N) như bài amin, bài protein… ở chương trình trung học phổ thông

V TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Chuẩn kiến thức kĩ năng lớp 12-BGD&ĐT-2010

2 Sách giáo khoa Hóa học lớp 12-NXBGD-2009

3 Bài tập hóa học 12-Nguyễn Xuân Trường-NXBGD-2010

4 Các dạng đề thi trắc nghiệm hóa học-Cao Cự Giác- NXBGD-2007

5 Kiểm tra, đánh giá kết quả lớp 12-Cao Thị Thặng- NXBGD-2008

6 Bài tập nâng cao hóa học 12- Lê Thanh Xuân- NXBGD-1998

7 20 đề thi trắc nghiệm-Lê Hồng Anh, Trần Xuân Trung -NXBGD-2006

NGƯỜI THỰC HIỆN

Nguyễn Hải Âu