Bài 6: Lí thuyết + giải bài tập về Saccarozơ, Tinh bột và Xenlulozơ

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Saccarozơ C₁₂H₂₂O₁₁

a. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của Saccarozơ

Saccarozơ là chất rắn kết tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, tan tốt trong nước.
Là thành phần chính của đường mía (từ cây mía), của củ cải đường, đường thốt nốt.

b. Cấu tạo phân tử của Saccarozơ

CTPT : C₁₂H₂₂O₁₁
Là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc \(\alpha\) - glucozơ và một gốc \(\beta\) - fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử Oxi.

c. Tính chất hóa học của saccarozơ

Vì không có nhóm chức anđehit (-CH=O) nên saccarozơ không có tính khử như glucozơ tức là không có phản ứng tráng bạc.

Phản ứng với Cu(OH)₂

2C₁₂H₂₂O₁₁ + Cu(OH)₂ \(\rightarrow\) (C₁₂H₂₁O₁₁)₂Cu + 2H₂O

Phản ứng thủy phân

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O \[\underset{{{t}^{0}}}{\overset{{{H}^{+}}}{\mathop{\to }}}\,\] C₆H₁₂O₆ (glucozo) + C₆H₁₂O₆ (Fructozo)

d. Sản xuất và ứng dụng

Saccarozơ được sản xuất từ cây mía, củ cải đường hoặc hoa thốt nốt.
Saccarozơ là nguyên liệu để sản xuất bánh kẹo,đồ hộp; pha chế thuốc; là chất để thủy phân lấy glucozơ tráng ruột phích,...

2.2. Tinh bột (C6H10O5)n

a. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của tinh bột

Chất rắn vô định hình, màu trắng, không tan trong nước nguội. Trong nước nóng (65^oC ) chuyển thành dd keo nhớt là hồ Tinh bột.
Tinh bột có nhiều trong các loại hạt, củ, quả.

b. Cấu trúc phân tử của tinh bột

CTPT (C₆H₁₀O₅)_n
TB là hỗn hợp của hai loại polisaccarit: amilozơ và amilopectin
- Amilozơ có mạch không phân nhánh chiếm khoảng 20-30% khối lượng TB (M khoảng 200000). Trong phân tử amilozơ các gốc \(\alpha\)-gluozơ liên kết với nhau bởi lk \(\alpha\)-1,4-glicozit.
- Amilopectin có mạch phân nhánh (M = 100000-2000000). Phân tử amilopectin cấu tạo bởi một số mạch amilozơ giữa nguyên tử C₁ ở đầu mạch này với nguyên tử C₆ ở mắt xích giữa của mạch kia.

c. Tính chất hóa học của tinh bột

Phản ứng thủy phân

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O \[\underset{{{t}^{0}}}{\overset{{{H}^{+}}}{\mathop{\to }}}\,\] nC₆H₁₂O₆

Phản ứng màu với iot
- Hồ TB tạo hợp chất màu xanh tím với dd I₂. Hợp chất không bền ở nhiệt độ cao.
- Phản ứng dùng để nhận biết hồ tinh bột hoặc dd I₂

d. Ứng dụng

Tinh bột là chất dinh dưỡng cơ bản của con người và một số động vật. Trong công nghiệp còn dùng để sản xuất bánh kẹo, glucozơ và hồ dán.

2.3. Xenlulozơ (C6H10O5)n

a. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của xenlulozơ

Chất rắn hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước, các dung môi thông thường.
Là thành phần chính tạo nên lớp màng tế bào thực vật. Có nhiều trong tre, gỗ…

b. Cấu trúc phân tử của xenlulozơ

Là polisaccarit (polime thiên nhiên) có CT (C₆H₁₀O₅)_n
Phân tử gồm nhiều gốc \(\alpha\)-glucozơ liên kết với nhau bởi liên kết \(\beta\) -1,4-glicozit. Phân tử khối rất lớn (khoảng 2000000)
Phân tử Xenlulozơ không nhánh, không xoắn.
Mỗi mắt xích C₆H₁₀O₅ có 3 nhóm OH tự do [C₆H₇O₂(OH)₃]_n

c. Tính chất hóa học của xenlulozơ

Phản ứng thủy phân

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O \[\underset{{{t}^{0}}}{\overset{{{H}^{+}}}{\mathop{\to }}}\,\] nC₆H₁₂O₆

Phản ứng với axit nitric

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHNO₃ \[\underset{{{t}^{0}}}{\overset{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}{\mathop{\to }}}\,\][C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + 3nH₂O

d. Ứng dụng

Xenlulozơ thường được dùng trực tiếp (kéo sợi dệt vải, làm đồ gỗ,...) hoặc chế biến thành giấy.
Xenlulozơ là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo như tơ visco, tơ axetat, chế tạo thuốc súng không khói và chế tạo phim ảnh.

II. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1: Trang 33 sgk hóa học 12

Phát biểu nào dưới đây là đúng?

A. Fructozơ có phản ứng tráng bạc, chứng tỏ phân tử fructozơ có nhóm chức CHO.
B. Thủy phân xenluloz ơ thu được glucozơ.
C. Thủ phân tinh bột thu được fructozơ và glucozơ.
D. Cả xenlulozơ và tinh bột đều có phản ứng tráng bạc.

Hướng dẫn giải

A.Sai, Fructozơ tráng bạc vì trong môi trường kiềm fructozơ chuyển về dạng glucozơ

B.Đúng, xenlulozơ được tạo bởi nhiều phân tử glucozơ

C.Sai, thủy phân tinh bột chỉ thu được glucozơ

D. Sai, zenlulozơ và tinh bột đều không có phản ứng tráng bạc

Chọn đáp án B

Câu 2: Trang 33 sgk hóa học 12

Trong những nhận xét sau đây, nhận xét nào đúng (Đ), nhận xét nào sai (S) ?

a) Saccarozơ được coi là một đoạn mạch của tinh bột.

b) Tinh bột và xenlulozơ đều là polisaccarit, chỉ khác nhau về cáu tạo của gốc glucozơ.

c) Khi thủy phân đến cùng saccarozơ, tinh bột và xen luloz ơ đều cho một loại monosaccarit.

d) Khi thủy phân đến cùng, tinh bột và xenlulozơ đều cho glucozơ.

Hướng dẫn giải

a) Sai, vì saccarozơ được tạo bởi glucozo và frucozo còn tinh bột tạo bởi nhiều mắt xích glucozơ

b) Sai,

C) Sai,

D) Đúng

Câu 3: Trang 34 sgk hóa học 12

a) So sánh tính chất vật lý của glucozơ, saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ
b) Tìm mối liên quan cấu tạo glucozơ, saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.

Hướng dẫn giải

a)So sánh tinh cliất vật lý:

Khác nhau: saccarozơ và glucozơ đều dễ tan trong nước; tinh bột và xenlulozơ đều không tan trong nước. Glucozơ à dạng tinh thể, saccarozơ ở dạng kết tinh, xenlulozơ ở dạng sợi, tinh bột ở dạng bột vô định hình.

Giống nhau: cả 4 chất đều là chất rắn.

b) Mối liên quan về cấu tạo:

Saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc glucozơ và một gốc fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi.
Tinh bột thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xíchC₆H₁₀O₅liên kết với nhau, các mắt xích liên kết với nhau tạo thành hai dạng: dạng lò xo không phân nhánh gọi là amilozơ, dạng lò xo phân nhánh gọi là amilopectin. Amilozơ được tạo thành từ các gốc α-glucozơ liên kết với nhau thành mạch dài, xoắn lại với nhau và có phân tử khối lớn. Còn amilopectin có cấu tạo mạng không gian gồm cấc mắt xích α-glucozơ tạo nên.
Xenlulozơ là một polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc β-glucozơ liên kết với nhau tạo thành mạch kéo dài, có phân tử khối rất lớn.

Câu 4: Trang 34 sgk hóa học 12

Hãy nêu những tính chất hóa học giống nhau của saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ. Viết phương trình hóa học (nếu có).

Hướng dẫn giải

Tính chất hóa học giống nhau của saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ: đều có phản ứng thủy phân tạo ra monosaccarit.

- Thủy phân saccarozo:

\[{{C}_{12}}{{H}_{22}}{{O}_{11}}+{{H}_{2}}O\overset{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}+{{C}_{6}}{{H}_{1}}_{2}{{O}_{6}}(1)\]

- Thủy phân tinh bột:

\[{{({{C}_{6}}{{H}_{10}}{{O}_{5}})}_{n}}+n{{H}_{2}}O\overset{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,n{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}(2)\]

- Thủy phân xenlulozo:

\[{{({{C}_{6}}{{H}_{10}}{{O}_{5}})}_{n}}+n{{H}_{2}}O\overset{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,n{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}(3)\]

Câu 5: Trang 34 sgk hóa học 12

Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra (nếu có) trong các trường hợp sau:

a) Thủy phân saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.
b) Thủy phân tinh bột (có xúc tác axit), sau đó cho sản phẩm tác dụng với dung dịch AgNO₃trong NH₃.
c) Đun nóng xenlulozơ với hỗn hợp HNO₃/H₂SO₄đặc.

Hướng dẫn giải

a) - Thủy phân saccarozo:

\[{{C}_{12}}{{H}_{22}}{{O}_{11}}+{{H}_{2}}O\overset{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}+{{C}_{6}}{{H}_{1}}_{2}{{O}_{6}}(1)\]

- Thủy phân tinh bột:

\[{{({{C}_{6}}{{H}_{10}}{{O}_{5}})}_{n}}+n{{H}_{2}}O\overset{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,n{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}(2)\]

- Thủy phân xenlulozo:

\[{{({{C}_{6}}{{H}_{10}}{{O}_{5}})}_{n}}+n{{H}_{2}}O\overset{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,n{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}(3)\]

b) (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O \[\overset{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] H+,to nC₆H₁₂O₆.

C₅H₁₁O₅CH=O + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → C₅H₁₁O₅COONH₄ + 2Ag ↓ + 2NH₄NO₃.

c) [(C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHONO₂(đặc)\[\overset{{{H}_{2}}S{{O}_{4}},{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] [(C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + 3nH₂O.

Câu 6: Trang 34 sgk hóa học 12

Để tráng bạc một số ruột phích, người ta phải thủy phân 100 gam saccarozơ, sau đó tiến hành phản ứng tráng bạc. Hãy viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra, tính khối lượng AgNO₃ cần dùng và khối lượng Ag tạo ra. Giả thiết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn giải

n_C12H22O11= \[\frac{100}{342}\] x (mol)

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₀O₆ + C₆H₁₀O₆.