Trùng ngưng glyxin hiệu suất 80% thu 68,4 gam: tìm m

Trả lời nhanh

Đề thường gặp: trùng ngưng m gam glyxin, hiệu suất 80%, thu được 68,4 gam polime và 14,4 gam H₂O. Khối lượng glyxin phản ứng = 68,4 + 14,4 = 82,8 gam (bảo toàn khối lượng). Vì H = 80% nên m = 82,8 : 0,8 = 103,5 gam. Nếu đề chỉ cho polime (xem như (C₂H₃NO)_n) thì m = 112,5 gam.

Phản ứng trùng ngưng glyxin

Glyxin (H₂N–CH₂–COOH) có nhóm –NH₂ và nhóm –COOH nên các phân tử nối với nhau tạo liên kết peptit, đồng thời tách nước:

nH₂N–CH₂–COOH → (–NH–CH₂–CO–)_n + nH₂O (điều kiện: nhiệt độ, xúc tác)

Đây là phản ứng trùng ngưng vì ngoài polime còn sinh ra phân tử nhỏ là nước. Khối lượng mol glyxin là 75, mắt xích –NH–CH₂–CO– là 57, nước là 18 (75 = 57 + 18).

Cách giải chính: bảo toàn khối lượng

Lưu ý: trang này không còn nội dung đề gốc đầy đủ, nên dữ kiện nước 14,4 gam là dạng đề phổ biến nhất; nếu đề của em khác số, hãy thay số vào đúng các bước dưới đây.

Bước 1 – Khối lượng glyxin đã phản ứng. Chất tham gia = sản phẩm nên m_{glyxin phản ứng} = m_polime + m_H₂O = 68,4 + 14,4 = 82,8 gam.
Bước 2 – Chuyển về khối lượng ban đầu. Hiệu suất tính theo lượng chất ban đầu: H = m_{phản ứng} : m_{ban đầu} × 100%. Suy ra m = 82,8 × 100 : 80 = 103,5 gam.

Kiểm tra: 103,5 gam ứng với 1,38 mol glyxin; 80% là 1,104 mol, tức 82,8 gam – khớp với bước 1.

Khi đề chỉ cho khối lượng polime

Với polime có phân tử khối rất lớn, có thể coi polime gồm các mắt xích –NH–CH₂–CO– (M = 57). Khi đó:

n_{glyxin phản ứng} = 68,4 : 57 = 1,2 mol;
m_{glyxin phản ứng} = 1,2 × 75 = 90 gam;
m = 90 : 0,8 = 112,5 gam.

Hai kết quả khác nhau vì cách coi polime khác nhau: nếu đề cho cả lượng nước thì dùng bảo toàn khối lượng (chính xác hơn); nếu không cho nước thì mới dùng cách mắt xích.

Lỗi sai thường gặp

Nhân thay vì chia hiệu suất. Muốn tìm lượng chất ban đầu thì chia cho H (thu được lượng nhiều hơn), không nhân. Mẹo: lượng ban đầu luôn lớn hơn lượng phản ứng khi H < 100%.
Quên nước. Bỏ qua H₂O khi áp dụng bảo toàn khối lượng sẽ ra 68,4 : 0,8 = 85,5 gam – sai.
Dùng M = 75 cho mắt xích. Mắt xích đã mất một phân tử H₂O nên chỉ có M = 57.
Nhầm hiệu suất tính theo polime. Ở dạng này hiệu suất tính theo khối lượng monome ban đầu.

Bài luyện tập

Bài 1. Trùng ngưng m gam glyxin với hiệu suất 60%, thu được polime (coi là (C₂H₃NO)_n) có khối lượng 68,4 gam. Tính m.

Đáp án: n mắt xích = 68,4 : 57 = 1,2 mol → glyxin phản ứng 90 gam → m = 90 : 0,6 = 150 gam.

Bài 2. Trùng ngưng alanin (H₂N–CH(CH₃)–COOH, M = 89) với hiệu suất 50%, thu được 71 gam polime (mắt xích M = 71). Tính khối lượng alanin ban đầu.

Đáp án: n mắt xích = 71 : 71 = 1 mol → alanin phản ứng 89 gam → ban đầu 89 : 0,5 = 178 gam.

Bài 3. Trùng ngưng 150 gam glyxin, H = 60%, thu được m gam polime và nước. Tính khối lượng nước nếu coi polime rất dài.

Đáp án: glyxin phản ứng 90 gam = 1,2 mol → n_H₂O ≈ 1,2 mol → 21,6 gam; polime = 90 − 21,6 = 68,4 gam.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao phản ứng của glyxin gọi là trùng ngưng?

Vì các phân tử glyxin kết hợp thành polime đồng thời giải phóng phân tử nhỏ là nước. Nếu không có phân tử nhỏ tách ra thì đó là trùng hợp.

Hiệu suất 80% được áp dụng như thế nào để tìm m?

Hiệu suất tính theo lượng monome ban đầu. Tính khối lượng glyxin đã phản ứng rồi chia cho 0,8 để ra khối lượng ban đầu m.

Vì sao mắt xích của polime từ glyxin có M = 57?

Mỗi phân tử glyxin (M = 75) mất một phân tử H2O (18) khi tạo liên kết peptit, còn lại –NH–CH2–CO– có M = 75 − 18 = 57.

Khi nào dùng bảo toàn khối lượng, khi nào dùng mắt xích?

Đề cho cả khối lượng nước thì dùng bảo toàn khối lượng. Đề chỉ cho polime phân tử khối lớn thì chia khối lượng cho 57 để ra số mol glyxin phản ứng.