Xin chào các em học sinh yêu quý của thầy! Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập rất hay về amino axit trong chương trình Hóa học lớp 12. Bài tập này liên quan đến phản ứng của amino axit với dung dịch kiềm, một dạng bài quen thuộc và quan trọng.

Chúng ta cùng đi vào phân tích đề bài và giải quyết từng bước nhé.

Bước 1: Xác định công thức cấu tạo và phân tử khối của các amino axit có trong hỗn hợp.

Đề bài cho chúng ta hai amino axit là alanin và valin. Chúng ta cần nhớ lại công thức cấu tạo và tính toán phân tử khối của chúng.

* Alanin: Là một α-amino axit đơn giản nhất. Công thức cấu tạo của alanin là CH₃-CH(NH₂)-COOH.
Phân tử khối của alanin (C₃H₇NO₂):
\(M_{Alanin} = 3 \times 12 + 7 \times 1 + 1 \times 14 + 2 \times 16 = 36 + 7 + 14 + 32 = 89 \text{ (g/mol)}\)

* Valin: Cũng là một α-amino axit, có mạch nhánh. Công thức cấu tạo của valin là (CH₃)₂CH-CH(NH₂)-COOH.
Phân tử khối của valin (C₅H₁₁NO₂):
\(M_{Valin} = 5 \times 12 + 11 \times 1 + 1 \times 14 + 2 \times 16 = 60 + 11 + 14 + 32 = 117 \text{ (g/mol)}\)

Bước 2: Tính số mol của từng amino axit trong hỗn hợp.

Đề bài cho khối lượng của alanin và valin. Chúng ta sẽ sử dụng công thức \(n = \frac{m}{M}\) để tính số mol.

* Số mol alanin:
\(n_{Alanin} = \frac{m_{Alanin}}{M_{Alanin}} = \frac{8,9 \text{ gam}}{89 \text{ g/mol}} = 0,1 \text{ mol}\)

* Số mol valin:
\(n_{Valin} = \frac{m_{Valin}}{M_{Valin}} = \frac{23,4 \text{ gam}}{117 \text{ g/mol}} = 0,2 \text{ mol}\)

Bước 3: Viết phương trình phản ứng của từng amino axit với NaOH.

Amino axit có nhóm amino (-NH₂) và nhóm cacboxyl (-COOH). Khi phản ứng với dung dịch NaOH (kiềm), nhóm cacboxyl (-COOH) sẽ phản ứng.

* Phản ứng của alanin với NaOH:
Nhóm -COOH của alanin phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1:1.
CH₃-CH(NH₂)-COOH + NaOH → CH₃-CH(NH₂)-COONa + H₂O
(Alanin) (Natri alaninat)

* Phản ứng của valin với NaOH:
Tương tự, nhóm -COOH của valin phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1:1.
(CH₃)₂CH-CH(NH₂)-COOH + NaOH → (CH₃)₂CH-CH(NH₂)-COONa + H₂O
(Valin) (Natri valinat)

Bước 4: Xác định tổng số mol NaOH đã phản ứng.

Từ phương trình phản ứng, chúng ta thấy rằng mỗi mol alanin phản ứng với 1 mol NaOH, và mỗi mol valin cũng phản ứng với 1 mol NaOH.

* Số mol NaOH phản ứng với alanin:
\(n_{NaOH \text{ (với Alanin)}} = n_{Alanin} = 0,1 \text{ mol}\)

* Số mol NaOH phản ứng với valin:
\(n_{NaOH \text{ (với Valin)}} = n_{Valin} = 0,2 \text{ mol}\)

Vì phản ứng “vừa đủ”, nên tổng số mol NaOH đã phản ứng chính là tổng số mol NaOH cần thiết để trung hòa hết nhóm cacboxyl của cả hai amino axit.
* Tổng số mol NaOH đã phản ứng:
\(n_{NaOH \text{ (tổng)}} = n_{NaOH \text{ (với Alanin)}} + n_{NaOH \text{ (với Valin)}}\)
\(n_{NaOH \text{ (tổng)}} = 0,1 \text{ mol} + 0,2 \text{ mol} = 0,3 \text{ mol}\)

Bước 5: Tính giá trị của x (nồng độ mol của dung dịch NaOH).

Đề bài cho biết dung dịch NaOH có thể tích là 200 ml và nồng độ là xM.
Chúng ta có công thức liên hệ giữa số mol, nồng độ mol và thể tích: \(n = C \times V\).
Ở đây, \(n_{NaOH \text{ (tổng)}}\) là 0,3 mol, \(C_{NaOH} = x\) (M), và thể tích dung dịch NaOH là 200 ml.
Chúng ta cần đổi thể tích từ ml sang lít: \(V_{NaOH} = 200 \text{ ml} = 0,2 \text{ lít}\).

Áp dụng công thức:
\(n_{NaOH \text{ (tổng)}} = C_{NaOH} \times V_{NaOH}\)
\(0,3 \text{ mol} = x \text{ M} \times 0,2 \text{ lít}\)

Giải phương trình để tìm x:
\(x = \frac{0,3 \text{ mol}}{0,2 \text{ lít}}\)
\(x = 1,5 \text{ M}\)

Vậy, giá trị của x là 1,5.

Bước 6: So sánh với các đáp án và chọn kết quả đúng.

Các đáp án đã cho là:
A. 1. B. 2. C. 1,5. D. 2,5

Kết quả chúng ta tính được là 1,5, trùng với đáp án C.

Đáp án: C

Chúc mừng các em đã hoàn thành bài tập! Hy vọng qua bài tập này, các em đã nắm vững cách giải các bài toán về phản ứng của amino axit với dung dịch kiềm. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi thầy nhé!