Chemia - Matura Maj 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 34.

Kategoria: Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Typ: Oblicz

Próbkę pewnego tripeptydu o masie 43,4 mg poddano całkowitej hydrolizie w stężonym kwasie solnym. Po odparowaniu uzyskanego roztworu do sucha otrzymano mieszaninę związków jonowych o wzorach:

Uzyskaną w opisany sposób mieszaninę rozpuszczono w wodzie i dodano do niej nadmiar wodnego roztworu azotanu(V) srebra. Zaszła wtedy reakcja opisana równaniem:
Ag⁺ + Cl^– → AgCl.
Wytrącony osad AgCl odsączono, wysuszono i zważono. Jego masa była równa 86,1 mg.

Określ, z ilu reszt glicyny x i z ilu reszt alaniny y składała się jedna cząsteczka badanego tripeptydu. Napisz wzór tripeptydu w postaci Gly_x Ala_y . Przyjmij masę molową chlorku srebra M_AgCl = 143,5 g ∙ mol^–1.

Wzór tripeptydu:

Rozwiązanie

Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wzoru tripeptydu lub wartości x i y.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.

Przykładowe rozwiązania
Rozwiązanie I:

x – liczba reszt glicyny w tripeptydzie; y – liczba reszt alaniny w tripeptydzie
n_tripeptydu – liczba moli tripeptydu w badanej próbce
M_tripeptydu = x ∙ M_Gly + y ∙ M_Ala − 2 ∙ M_H₂O

M_tripeptydu = x ∙ 75 + y ∙ 89 − 36

⇒ n_tripeptydu = m_tripeptyduM_tripeptydu = 43,4 mgx ∙ 75 + y ∙ 89 − 36

n_AgCl = n_Cl^– = (x + y) ∙ n_tripeptydu

i n_AgCl = m_AgClM_AgCl = 86,1 mg143,5 g ∙ mol^–1 = 0,6 mmol

i x + y = 3

0,6 = (x + y) ∙ n_tripeptydu
x + y = 3

n_tripeptydu = 43,4 mgx ∙ 75 + y ∙ 89 − 36

⇒ n_tripeptydu = 0,2 mmol

x = 1
y = 2

Wzór tripeptydu: GlyAla₂ ALBO Gly₁Ala₂

Rozwiązanie II:

n_AgCl = m_AgClM_AgCl = 86,1 mg143,5 g ∙ mol^–1 = 0,6 mmol

n_AgCl = n_Cl^– = 3 ∙ n_tripeptydu
⇒ n_tripeptydu = 0,2 mmol

M_{tripeptydu Gly₂Ala} = 2 ∙ M_Gly + 1 ∙ M_Ala− 2 ∙ M_H₂O = 2 ∙ 75 + 1 ∙ 89 − 36 = 203 g ∙ mol^–1
M_{tripeptydu GlyAla₂} = 1 ∙ M_Gly + 2 ∙ M_Ala − 2 ∙ M_H₂O = 1 ∙ 75 + 2 ∙ 89 − 36 = 217 g ∙ mol^–1
m_{tripeptydu Gly₂Ala} = n_tripeptydu ∙ M_{tripeptydu Gly₂Ala} = 40,6 mg
m_{tripeptydu GlyAla₂} = n_tripeptydu ∙ M_{tripeptydu GlyAla₂} = 43,4 mg

Wzór tripeptydu: GlyAla₂ ALBO Gly₁Ala₂

Rozwiązanie III:

n_AgCl = 0,0861143,5 = 0,0006 mol

n_tripeptydu = 0,0002 mol

M_tripeptydu = 0,04340,0002 = 217 g ∙ mol⁻¹

75 x + 89 y – 36 = 217
x + y = 3

x = 1
y = 2