Номер 878, страница 208 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

878. Дипептид количеством 2 моль, состоящий из остатков глицина, растворили в избытке соляной кислоты, смесь прокипятили до окончания реакции. Напишите уравнение реакции и найдите массу вступившего в реакцию хлороводорода.

Дано:

Количество дипептида глицина (глицилглицина) $n(\text{дипептида}) = 2 \text{ моль}$.

Найти:

Массу вступившего в реакцию хлороводорода $m(HCl)$ - ?

Решение:

Дипептид, состоящий из остатков глицина, — это глицилглицин. Его структурная формула: $NH_2-CH_2-CO-NH-CH_2-COOH$.

При растворении в избытке соляной кислоты и последующем кипячении происходят два основных процесса:

1. Кислотный гидролиз пептидной связи ($–CO–NH–$), в результате которого дипептид распадается на две молекулы аминокислоты глицина ($NH_2-CH_2-COOH$). Этот процесс требует участия одной молекулы воды на одну пептидную связь.

2. Взаимодействие соляной кислоты ($HCl$) с аминогруппами ($–NH_2$), которые проявляют основные свойства. В молекуле глицилглицина есть одна свободная аминогруппа. После гидролиза образуются две молекулы глицина, каждая из которых содержит по одной аминогруппе, то есть в сумме две аминогруппы.

Таким образом, одна молекула дипептида при полном гидролизе в кислой среде реагирует с двумя молекулами $HCl$: одна молекула $HCl$ реагирует с N-концевой аминогруппой самого дипептида, а вторая — с аминогруппой, которая образуется после разрыва пептидной связи. Суммарное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$NH_2-CH_2-CO-NH-CH_2-COOH + 2HCl + H_2O \xrightarrow{t°} 2 [H_3N^+-CH_2-COOH]Cl^-$

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль глицилглицина расходуется 2 моль хлороводорода.

Рассчитаем количество вещества $HCl$, необходимое для реакции с 2 моль дипептида, исходя из стехиометрического соотношения:

$\frac{n(\text{дипептида})}{1} = \frac{n(HCl)}{2}$

$n(HCl) = 2 \cdot n(\text{дипептида}) = 2 \cdot 2 \text{ моль} = 4 \text{ моль}$

Теперь вычислим массу этого количества хлороводорода. Молярная масса $HCl$ равна:

$M(HCl) = M(H) + M(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5 \text{ г/моль}$

Масса хлороводорода находится по формуле $m = n \cdot M$:

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 4 \text{ моль} \cdot 36.5 \text{ г/моль} = 146 \text{ г}$

Ответ: Уравнение реакции: $NH_2-CH_2-CO-NH-CH_2-COOH + 2 HCl + H_2O \rightarrow 2 [H_3N^+-CH_2-COOH]Cl^-$. Масса вступившего в реакцию хлороводорода равна 146 г.