Номер 6, страница 272 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

6. При полном гидролизе 16,5 г дипептида образовалась только одна аминокислота. Её масса равна 18,75 г. Установите строение дипептида.

Дано:

$m(\text{дипептид}) = 16,5$ г

$m(\text{аминокислота}) = 18,75$ г

При гидролизе образуется только одна аминокислота.

Найти:

Строение дипептида.

Решение:

Поскольку при полном гидролизе дипептида образуется только одна аминокислота, это означает, что дипептид состоит из двух одинаковых аминокислотных остатков. Обозначим аминокислоту как АК.

Уравнение реакции гидролиза дипептида в общем виде:

АК-АК (дипептид) + $H_2O \rightarrow$ 2 АК

Согласно закону сохранения массы, масса реагентов равна массе продуктов:

$m(\text{дипептид}) + m(H_2O) = m(\text{АК})$

Найдем массу воды, вступившей в реакцию:

$m(H_2O) = m(\text{АК}) - m(\text{дипептид}) = 18,75 \text{ г} - 16,5 \text{ г} = 2,25 \text{ г}$

Теперь вычислим количество вещества (моль) воды. Молярная масса воды $M(H_2O) = 1 \cdot 2 + 16 = 18$ г/моль.

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{2,25 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,125 \text{ моль}$

По уравнению реакции, из 1 моль дипептида и 1 моль воды образуется 2 моль аминокислоты. Следовательно, соотношение количеств веществ:

$n(\text{дипептид}) : n(H_2O) : n(\text{АК}) = 1 : 1 : 2$

Количество вещества аминокислоты, образовавшейся в результате реакции:

$n(\text{АК}) = 2 \cdot n(H_2O) = 2 \cdot 0,125 \text{ моль} = 0,25 \text{ моль}$

Теперь мы можем найти молярную массу аминокислоты:

$M(\text{АК}) = \frac{m(\text{АК})}{n(\text{АК})} = \frac{18,75 \text{ г}}{0,25 \text{ моль}} = 75 \text{ г/моль}$

Общая формула $\alpha$-аминокислот: $NH_2-CHR-COOH$. Найдем массу радикала R.

$M(\text{АК}) = M(NH_2) + M(CH) + M(R) + M(COOH)$

$75 = (14 + 2 \cdot 1) + (12 + 1) + M(R) + (12 + 2 \cdot 16 + 1)$

$75 = 16 + 13 + M(R) + 45$

$75 = 74 + M(R)$

$M(R) = 75 - 74 = 1 \text{ г/моль}$

Радикал с молярной массой 1 г/моль — это атом водорода (H). Следовательно, искомая аминокислота — это аминоуксусная кислота, или глицин. Её формула: $NH_2-CH_2-COOH$.

Дипептид образован двумя остатками глицина и называется глицилглицин. Он образуется в результате реакции конденсации двух молекул глицина с образованием пептидной связи (-CO-NH-) и выделением молекулы воды.

Структурная формула дипептида (глицилглицина):

$NH_2-CH_2-CO-NH-CH_2-COOH$

Ответ: Строение дипептида - глицилглицин, его структурная формула $NH_2-CH_2-CO-NH-CH_2-COOH$.