Axit glutamic + NaOH: phương trình và bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là (H₂N)C₃H₅(COOH)₂ + 2NaOH → (H₂N)C₃H₅(COONa)₂ + 2H₂O. Axit glutamic có hai nhóm –COOH nên mỗi mol phản ứng vừa đủ với 2 mol NaOH và tạo 2 mol nước. Nhóm –NH₂ không phản ứng với bazơ. Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường.

Phương trình axit glutamic tác dụng với NaOH

Nhiều tài liệu ghi vắn tắt “axit glutamic + NaOH → muối + H₂O” mà chưa có hệ số. Khi làm bài, em cần viết đủ hệ số như sau:

HOOC–CH₂–CH₂–CH(NH₂)–COOH + 2NaOH → NaOOC–CH₂–CH₂–CH(NH₂)–COONa + 2H₂O

Viết gọn: (H₂N)C₃H₅(COOH)₂ + 2NaOH → (H₂N)C₃H₅(COONa)₂ + 2H₂O.

Chất tham gia: axit glutamic (C₅H₉NO₄, M = 147) và dung dịch natri hiđroxit.
Sản phẩm: muối đinatri glutamat (C₅H₇NO₄Na₂, M = 191) và nước.
Điều kiện: nhiệt độ thường, trong dung dịch.
Hiện tượng: axit glutamic là chất rắn, ít tan trong nước lạnh. Khi cho NaOH vào, chất rắn tan dần thành dung dịch trong suốt vì muối tạo thành tan tốt. Phản ứng không có khí hay kết tủa.

Vì sao tỉ lệ mol là 1 : 2?

Axit glutamic là amino axit có một nhóm –NH₂ và hai nhóm –COOH. Vì vậy phân tử có tính axit trội hơn tính bazơ, dung dịch làm quỳ tím hoá đỏ.

NaOH là bazơ mạnh, chỉ trung hoà nhóm –COOH (nhóm cho H⁺).
Mỗi nhóm –COOH phản ứng với 1 NaOH: –COOH + NaOH → –COONa + H₂O.
Có 2 nhóm –COOH nên cần 2 NaOH và sinh ra 2 H₂O.
Nhóm –NH₂ là nhóm nhận H⁺ nên không tác dụng với NaOH.

Mẹo nhớ: số mol NaOH phản ứng = số nhóm –COOH × số mol amino axit. Số mol H₂O tạo ra luôn bằng số mol NaOH phản ứng.

Trường hợp chỉ có 1 mol NaOH

Nếu NaOH thiếu, chỉ có một nhóm –COOH bị trung hoà:

HOOC–C₃H₅(NH₂)–COOH + NaOH → HOOC–C₃H₅(NH₂)–COONa + H₂O

Muối mononatri glutamat (M = 169) chính là thành phần của mì chính (bột ngọt). Khi giải bài tập, em nên so sánh số mol NaOH với số mol axit để biết tạo muối mono hay muối đi, hay còn NaOH dư.

Tỉ lệ n(NaOH) : n(axit glutamic)	Sản phẩm
≤ 1	Muối mononatri (dư axit glutamic nếu < 1)
Từ 1 đến 2	Hỗn hợp muối mononatri và đinatri
= 2	Chỉ muối đinatri
> 2	Muối đinatri và NaOH dư

Dạng bài tập thường gặp

Dùng tăng giảm khối lượng

Mỗi nhóm –COOH chuyển thành –COONa, khối lượng tăng 22 g/mol (thay H = 1 bằng Na = 23). Với 2 nhóm, 1 mol axit glutamic tăng 44 g: 147 + 44 = 191. Em có thể kiểm tra bằng khối lượng phân tử muối.

Dùng bảo toàn khối lượng

m(axit) + m(NaOH) = m(muối) + m(H₂O). Ví dụ: 14,7 g + 8 g = 19,1 g + 3,6 g = 22,7 g. Hai vế bằng nhau nên số liệu hợp lý.

Lỗi sai thường gặp

Viết hệ số 1 : 1 như với glyxin hay alanin. Đây là lỗi hay gặp nhất, vì glyxin chỉ có một nhóm –COOH.
Quên hệ số 2 trước H₂O nên phương trình không cân bằng ở nguyên tử H và O.
Cho rằng NaOH phản ứng với nhóm –NH₂. Nhóm này chỉ phản ứng với axit như HCl.
Nhầm axit glutamic (2 –COOH, 1 –NH₂) với lysin (2 –NH₂, 1 –COOH). Lysin phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1 : 1.

Bài tập luyện tập (ví dụ tự đặt)

Bài 1. Cho 14,7 g axit glutamic tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH. Tính khối lượng muối thu được.

Giải: n(axit) = 14,7 : 147 = 0,1 mol. Vì tỉ lệ 1 : 2 nên n(muối) = 0,1 mol, m = 0,1 × 191 = 19,1 g.

Bài 2. Cho 0,1 mol axit glutamic vào 150 mL dung dịch NaOH 1M, phản ứng hoàn toàn. Tính khối lượng nước tạo thành.

Giải: n(NaOH) = 0,15 mol, tỉ lệ 0,15 : 0,1 = 1,5, nằm giữa 1 và 2 nên NaOH hết, axit dư. n(H₂O) = n(NaOH) = 0,15 mol, m = 0,15 × 18 = 2,7 g.

Bài 3. Hỗn hợp X gồm 0,1 mol axit glutamic và 0,1 mol HCl. Tính số mol NaOH tối thiểu để phản ứng hết với X.

Giải: Axit glutamic cần 2 × 0,1 = 0,2 mol NaOH, HCl cần 0,1 mol NaOH. Tổng là 0,3 mol.

Bài 4. Cho 0,1 mol axit glutamic tác dụng với 0,25 mol NaOH, cô cạn dung dịch. Tính khối lượng chất rắn.

Giải: Axit phản ứng hết, tạo 0,1 mol muối đinatri (19,1 g), NaOH dư 0,05 mol (2 g). Chất rắn nặng 19,1 + 2 = 21,1 g.

Câu hỏi trắc nghiệm nhanh

Cho 1 mol axit glutamic phản ứng với dung dịch NaOH dư, số mol NaOH đã phản ứng là bao nhiêu? Các phương án là 1, 2, 3, 4 mol.

Đáp án: 2 mol. Phân tử có 2 nhóm –COOH, mỗi nhóm dùng 1 NaOH. Chọn 1 mol là bỏ sót một nhóm axit. Chọn 3 hoặc 4 mol là tính cả nhóm –NH₂, mà nhóm này không phản ứng với NaOH.

Câu hỏi thường gặp

Axit glutamic tác dụng với NaOH theo tỉ lệ mol nào?

Tỉ lệ 1 : 2 vì phân tử có hai nhóm –COOH. Tạo muối đinatri glutamat và 2 mol H2O. Nếu NaOH chỉ có 1 mol thì tạo muối mononatri.

Nhóm –NH2 của axit glutamic có phản ứng với NaOH không?

Không. Nhóm –NH2 có tính bazơ nên chỉ phản ứng với axit như HCl. NaOH chỉ trung hoà các nhóm –COOH.

Mì chính (bột ngọt) liên quan gì đến axit glutamic?

Mì chính là muối mononatri của axit glutamic (natri glutamat), tạo ra khi trung hoà một nhóm –COOH bằng NaOH.

Khối lượng muối thu được khi cho 14,7 g axit glutamic tác dụng vừa đủ với NaOH là bao nhiêu?

n(axit) = 0,1 mol nên thu được 0,1 mol muối đinatri glutamat (M = 191), tức 19,1 g muối.