X là tripeptit, Y là tetrapeptit và Z là hợp chất có công thức phân tử là C₄H₉NO₄ (đều mạch hở). Cho 0,20 mol hỗn hợp E chứa X, Y, Z tác dụng hoàn toàn với dung dịch chứa 0,59 mol NaOH (vừa đủ). Sau phản ứng thu được 0,09 mol ancol đơn chức, dung dịch T chứa 3 muối (trong đó có muối của alanin và muối của một axit hữu cơ no, đơn chức, mạch hở) với tổng khối lượng là 59,24 gam. Phần trăm khối lượng của X trong E là:

Đáp án C

Phương pháp giải:

Sau phản ứng thu được ancol, 3 muối (trong đó có muối của alanin và muối của một axit hữu cơ no, đơn chức, mạch hở) ⟹ CTCT của Z là HCOONH₃CH₂COOCH₃.

$0,2\left(\mathrm{mol}\right)\mathrm{E}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{X}: \mathrm{x}\\ \mathrm{Y}: \mathrm{y}\\ \mathrm{Z}: {\mathrm{HCOONH}}_3{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{COOCH}}_3: 0,09\end{array}+\mathrm{NaOH}: 0,59\to \left\{\begin{array}{l}59,24\left(\mathrm{g}\right)\left\{\begin{array}{l}\mathrm{GlyNa}: \mathrm{a}\\ \mathrm{AlaNa}: \mathrm{b}\\ \mathrm{HCOONa}: 0,59\end{array}\right.\\ {\mathrm{CH}}_3\mathrm{OH}: 0,09\\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}\right.\right.$

- Dựa vào khối lượng muối và bảo toàn nguyên tố Na xác định được a và b.

- Dựa vào tổng số mol hh E và số mol NaOH xác định được x và y.

- Giả sử $\mathrm{E}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{X}:\hspace{0.17em}{\mathrm{Gly}}_{\mathrm{n}}{\mathrm{Ala}}_{3-\mathrm{n}}\\ \mathrm{Y}: {\mathrm{Gly}}_{\mathrm{m}}{\mathrm{Ala}}_{4-\mathrm{m}}\\ \mathrm{Z}: {\mathrm{HCOONH}}_3{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{COOCH}}_3\end{array}\right.$

Từ số mol muối GlyNa suy ra mối liên hệ giữa n và m ⟹ giá trị n, m phù hợp ⟹ % khối lượng của X.

Giải chi tiết:

Sau phản ứng thu được ancol, 3 muối (trong đó có muối của alanin và muối của một axit hữu cơ no, đơn chức, mạch hở) ⟹ CTCT của Z là HCOONH₃CH₂COOCH₃.

⟹ n_Z = n_ancol = 0,09 mol.

Sơ đồ: $0,2\left(\mathrm{mol}\right)\mathrm{E}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{X}: \mathrm{x}\\ \mathrm{Y}: \mathrm{y}\\ \mathrm{Z}: {\mathrm{HCOONH}}_3{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{COOCH}}_3: 0,09\end{array}+\mathrm{NaOH}: 0,59\to \left\{\begin{array}{l}59,24\left(\mathrm{g}\right)\left\{\begin{array}{l}\mathrm{GlyNa}: \mathrm{a}\\ \mathrm{AlaNa}: \mathrm{b}\\ \mathrm{HCOONa}: 0,59\end{array}\right.\\ {\mathrm{CH}}_3\mathrm{OH}: 0,09\\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}\right.\right.$

- Xác định số mol muối GlyNa và AlaNa:

+) BTNT Na: a + b + 0,09 = 0,59 (1)

+) m_muối = 97a + 111b + 0,09.68 = 59,24 (2)

Giải hệ trên được a = 0,17 và b = 0,33.

- Xác định số mol của X, Y:

+) n_{hh E} = x + y + 0,09 = 0,2 (3)

+) n_NaOH = 3x + 4y + 2.0,09 = 0,59 (4)

Giải hệ trên được x = 0,03 và y = 0,08.

Giả sử $\mathrm{E}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{X}:\hspace{0.17em}{\mathrm{Gly}}_{\mathrm{n}}{\mathrm{Ala}}_{3-\mathrm{n}}\\ \mathrm{Y}: {\mathrm{Gly}}_{\mathrm{m}}{\mathrm{Ala}}_{4-\mathrm{m}}\\ \mathrm{Z}: {\mathrm{HCOONH}}_3{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{COOCH}}_3\end{array}\right.$

⟹ n_GlyNa = 0,03n + 0,08m + 0,09 = 0,17

⟹ 3n + 8m = 8

⟹ n = 0; m = 1 thỏa mãn

Vậy $\mathrm{E}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{X}:\hspace{0.17em}{\mathrm{Ala}}_3\left(0,03\right)\\ \mathrm{Y}: {\mathrm{GlyAla}}_3\left(0,08\right)\\ \mathrm{Z}: {\mathrm{HCOONH}}_3{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{COOCH}}_3\left(0,09\right)\end{array}\right.$

⟹ %m_X = 16,45%.