Cho m gam axit glutamic vào dung dịch chứa NaOH 0,5M và KOH 0,8M, thu được dung dịch X chứa 14,43 gam chất tan. Cho dung dịch X phản ứng vừa đủ với dung dịch Y chứa H2SO4 0,6M và HCl 0,8M, thu được dung dịch Z chứa 23,23 gam muối. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính giá trị của m?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có sơ đồ:
Glu + NaOH, KOH → Chất tan + H2O
Đặt \(\;{n_{Glu}}\; = {\rm{ }}a{\rm{ }}mol;{\rm{ }}{n_{NaOH}}\; = {\rm{ }}0,5b{\rm{ }}\left( {mol} \right);{\rm{ }}{n_{KOH}}\; = {\rm{ }}0,8b{\rm{ }}\left( {mol} \right){\rm{ }}; {\rm{ }}{n_{H2O}}\; = {\rm{ }}c{\rm{ }}\left( {mol} \right)\)
Theo bảo toàn khối lượng ta có:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {{m_{Glu}}\; + {\rm{ }}{m_{NaOH}}\; + {\rm{ }}{m_{KOH}}\; = {\rm{ }}{m_{chat{\rm{ }}tan}}\; + {\rm{ }}{m_{H2O}}}\\ { \to {\rm{ }}147a{\rm{ }} + {\rm{ }}40.{\rm{ }}0,5b{\rm{ }} + {\rm{ }}56.0,8b{\rm{ }} = {\rm{ }}14,43{\rm{ }} + {\rm{ }}18c{\rm{ }}\left( 1 \right)} \end{array}\)
Khi cho m gam axit glutamic vào dung dịch chứa NaOH và KOH ta xét 2 trường hợp:
Trường hợp 1: Nếu axit glutamic phản ứng hết thì nH2O = 2.nGlu ⟹ 2a = c (2)
Trường hợp 2: Nếu kiềm phản ứng hết thì nNaOH + nKOH = nH2O → 0,5b + 0,8b = c (3)
Muối trong dung dịch Z chứa:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {{{\left( {HOOC} \right)}_2}{C_3}{H_5}N{H_3}^ + :{\rm{ }}a{\rm{ }}mol}\\ {N{a^ + }:{\rm{ }}0,5{\rm{ }}b{\rm{ }}mol}\\ {{K^ + }:{\rm{ }}0,8b{\rm{ }}mol}\\ {C{l^ - }:{\rm{ }}0,8x{\rm{ }}mol}\\ {S{O_4}^{2 - }:{\rm{ }}0,6x{\rm{ }}mol} \end{array}\)
Trong đó x là thể tích dung dịch axit.
Theo bảo toàn điện tích ta có: a + 0,5b + 0,8b = 0,8x + 0,6x. 2 (4)
Ta có: mmuối = 148a + 23.0,5b + 39.0,8b + 0,8x.35,5 + 0,6x.96 = 23,23 (5)
Giải hệ trong trường hợp 1:
Giải hệ (1), (2), (4) và (5) ta có: a = 0,0576; b = 0,124; c = 0,1152 và x = 0,1094
⟹ mGlu = 147a = 8,4672 (không có đáp án thỏa mãn)
Giải hệ trong trường hợp 2:
Giải hệ (1), (3), (4) và (5) ta có: a = 0,07; b = 0,1; c = 0,13 và x = 0,1
⟹ mGlu = 147a = 10,29 (gam)
