Bài 5: Lí thuyết + giải bài tập về glucozo

I.TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của Glucozơ

a. Tính chất vật lí

Glucozơ là chất kết tinh, không màu, nóng chảy ở 146^oC (dạng α) và 150^oC (dạng β), dễ tan trong nước.

b. Trạng thái tự nhiên

Có vị ngọt, có trong hầu hết các bộ phận của cây (lá, hoa, rễ…) đặc biệt là quả chín (còn gọi là đường nho)
Trong máu người có một lượng nhỏ Glucozơ, hầu như không đổi (khoảng 0,1 %)

2. Cấu tạo phân tử

Khi cho dung dịch Glucozơ tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃ ta thấy có phản ứng tráng gương, chứng tỏ trong công thức cấu tạo của Glucozơ có 1 và chỉ 1 nhóm chức anđêhit (–CH=O).
Ở nhiệt độ thấp dung dịch Glucozơ cũng hòa tan được Cu(OH)₂ tạo ra dung dịch màu xanh thẩm, chứng tỏ Glucozơ còn thuộc lọai rượu đa chức.
Khi cho glucozơ tham gia phản ứng este hóa với Axit axetic ta thu được một Este có tối đa 5 gốc axit, chứng tỏ Glucozơ có 5 nhóm –OH.

Vậy glucozơ thuộc lọai hợp chất tạp chức anđêhit-rượu 5 chức (aldol). Công thức cấu tạo dạng mạch hở của glucozơ là: CH₂OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH=O

2.3. Tính chất hóa học của Glucozơ

a.Tính chất của Ancol đa chức

Tác dụng với Glucozơ hòa tan Cu(OH)₂ cho dung dịch phức đồng – Glucozơ có màu xanh lam.

\(2{C_6}{H_{12}}{O_6} + Cu{\left( {OH} \right)_2} \to {\left( {{C_6}{H_{11}}{O_6}} \right)_2}Cu + 2{H_2}O\)

Phản ứng tạo Este:

\(2{C_6}{H_7}{\left( {OH} \right)_5} + 5{\left( {C{H_3}CO} \right)_2}O \to {C_6}{H_7}O{\left( {OOCC{H_3}} \right)_5} + 5C{H_3}COOH\)

b. Tính chất của anđehit

Oxi hóa Glucozơ

Với dung dịch AgNO₃ trong NH₃, đun nóng (thuốc thử Tollens) cho phản ứng tráng bạc

HOCH₂[CHOH]₄CHO + 2AgNO₃ + H₂O \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] HOCH₂[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag\[\downarrow \] + 2NH₄NO₃

Với dung dịch Cu(OH)₂trong NaOH, đun nóng (thuốc thử Felinh)

HOCH₂[CHOH]₄CHO + 2Cu(OH)₂ + NaOH \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] HOCH₂[CHOH]₄COONa + Cu₂O\[\downarrow \] + 3H₂O

Khử Glucozơ bằng Hidro

HOCH₂[CHOH]₄CHO + H₂ \[\underset{{{t}^{0}}}{\overset{Ni}{\mathop{\to }}}\,\] CH₂OH[CHOH]₄CH₂OH

c. Phản ứng lên men

\(C_{6}H_{12}O_{6}\xrightarrow[30-35^{0}C]{enzim}2C_{2}H_{5}OH+2CO_{2}\uparrow\)

2.4. Điều chế - Ứng dụng của Glucozơ

Điều chế bằng cách thủy phân tinh bột hoặc xenlulozơ.
Ứng dụng chính của Glucozơ là chất dinh dưỡng và thuốc tăng lực. Ngoài ra, Glucozơ chuyển hóa từ saccarozơ còn dùng để tráng gương, tráng ruột phích,...

2.5. Fructozơ

Công thức cấu tạo dạng mạch hở của Fructozơ là: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH₂OH
Đường Fructose có tính chất của rượu đa chức, cộng H₂ tạo ra Sorbitol nhưng không có phản ứng tráng gương, không tác dụng với thuốc thử Fehling.
Trong môi trường bazơ Fructozơ chuyển thành Glucozơ.

II.GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1: Trang 25 sgk hóa học 12

Glucozơ và fructozơ

A. Đều tạo được dung dịch màu xanh lam khi tác dụng với Cu(OH)₂.
B. Đều có nhóm chức CHO trong phân tử.
C. Là hai dạng hình thù của cùng một chất.
D. Đều tồn tại chủ yếu ở dạng mạch hở.

Hướng dẫn giải

Đáp án A. Đều tạo được dung dịch màu xanh lam khi tác dụng với Cu(OH)₂.

Câu 2: Trang 25 sgk hóa học 12

Cho các dung dịch: Glucozơ, glierol, fomanđehit, etanol. Có thể dùng thuốc thử nào sau đây để phân biệt được cả 4 dung dịch trên?

A. Cu(OH)₂;
B. Dung dịch AgNO₃ trong NH₃;
C. Na kim loại;
D. Nước brom.

Hướng dẫn giải

- Cho Cu(OH)₂/OH^- vào các dung dịch:

+ Nhóm I: Kết tủa tan, tạo dung dịch màu xanh lam => glucozơ và glixerol

+ Nhóm II: Kết tủa không tan => formanđehit và etanol

- Đun nóng ống nghiệm từng nhóm:

*Nhóm I:

+ Kết tủa đỏ gạch => glucozơ

+ Không hiện tượng => glixerol

*Nhóm II:

+ Kết tủa đỏ gạch => formanđehit

+ Không hiện tượng => etanol

Đáp án A

Câu 3: Trang 25 sgk hóa học 12

Cacbohiđrat là gì? Có mấy loại cacbohiđrat quan trọng ? Nêu định nghĩa từng loại và lấy ví dụ minh họa.

Hướng dẫn giải

- Cacbohidrat là những hợp chất hữu cơ tạp chức và thường có công thức chung là Cn(H2O)m

- Cacbohidrat được chia làm 3 nhóm chính:

+ Monosaccarit là nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, không thể thủy phân được.

VD: glucozơ, fructozơ có CTPT là C₆H₁₂O₆.

+ Đisaccarit là nhóm cacbohiđrat mà khi thủy phân sinh ra 2 phân tử monosaccarit.

VD: saccarozơ và mantozơ có CTPT là C₁₂H₂₂O₁₁.

+ Polisaccarit là nhóm cacbohiđrat mà khi thủy phân đến cùng mỗi phân tủ sinh ra nhiều monosaccarit.

VD: xenlulozơ và tinh bột có CTPT là (C₆H₁₀O₅)_n.

Câu 4: Trang 25 sgk hóa học 12

Những thí nghiệm nào chứng minh được cấu tạo phân tử của glucozơ ?

Hướng dẫn giải

Những thí nghiệm chứng minh cấu tạo glucozo:

- Glucozo có phản ứng tráng bạc và bị oxi hóa bởi nước brom tạo thành axit gluconic => Glucozo có nhóm CHO

- Glucozo tác dụng với Cu(OH)₂ cho dung dịch màu xanh lam => Glucozo có nhiều nhóm OH liền kề nhau

- Glucozo tạo este chứa 5 gốc axit CH₃COO => Glucozo có 5 nhóm OH

- Khử hoàn toàn glucozo thu được hexan => Glucozo có 6C tạo thành mạch không nhánh

Câu 5: Trang 25 sgk hóa học 12

Trình bày phương pháp nhận biết các hợp chất trong dung dịch của mỗi dãy sau đây bằng phương pháp hóa học:

a) Glucozơ, glixerol, etanol, axit axetic;
b) Fructozơ, gliixerol, etanol;
c) Glucozơ, fomanđehit, etanoll. axit axetic.

Hướng dẫn giải

Chất cần tìm Thuốc thử	Glucozơ	Glixerol	Etanol	Axit axetic
Quỳ tím	Không đổi màu	Không đổi màu	Không đổi màu	Hồng
Cu(OH)₂ lắc nhẹ	Dung dịch xanh lam	Dung dịch xanh lam	Không tan	-
Cu(OH)₂/OH^- , t^o	↓ đỏ gạch	Không có ↓	-	-

Chất cần tìm

Thuốc thử

Fructozơ

Glixerol

Etanol

Cu(OH)₂ lắc nhẹ

Dung dịch xanh lam

Cu(OH)₂/OH^- , t^o

↓ đỏ gạch

Chất cần tìm Thuốc thử	Glucozơ	Fomanđehit	Etanol	Axit axetic
Quỳ tím	Không đổi màu	Không đổi màu	Không đổi màu	Hồng
Cu(OH)₂ lắc nhẹ	Dung dịch xanh lam	--	-	-
Cu(OH)₂/OH^- , t^o	↓ đỏ gạch	↓ đỏ gạch	-	-

Câu 6: Trang 25 sgk hóa học 12

Để tráng một chiếc gương soi, người ta phải đun nóng dung dịch chưa 36 gam glucozơ với lượng vừa đủ dung dịch bạc nitrat trong amoniac. Tính khối lượng bạc đa sinh ra bám vào mặt kính của gương và khối lượng bạc nitrat cần dùng. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn giải

n_C6H12O6 =\[\frac{36}{180}\] = 0,2 (mol)

C₅H₁₁O₅ = O + 2AgNO₃+ 3NH₃ + H₂O \[\to \] C₅H₁₁O₅COONH₄ + 2Ag + 2NH₄NO₃