GLUCOZƠ
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. CẤU TẠO
Glucozơ chủ yếu tồn tại dưới 2 dạng cấu trúc vòng 6 cạnh là dạng a– và dạng b–. Hai dạng này chuyển hoá lẫn nhau qua dạng mạch hở :
Fructozơ cũng tồn tại dưới hai cấu dạng vòng 5 cạnh ; hai dạng mạch vòng này cũng chuyển hoá lẫn nhau qua dạng mạch hở tương tự như glucozơ :
2. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
a) Phản ứng của ancol đa chức : tác dụng natri
Ví dụ :
HOCH2–[CHOH]4–CH=O + 5Na ® NaOCH2–[CHONa]4–CH=O + 5/2H2
b) Phản ứng của nhóm C=O của dạng mạch hở : cộng H2, tráng bạc,...
Ví dụ :
HO–CH2–[CHOH]4–CHO + H2\(\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\) HO–CH2–[CHOH]4–CH2OH
HO–CH2–[CHOH]4–CHO + 2Ag(NH3)2OH\(\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\)
HO–CH2–[CHOH]4–COONH4 +2Ag + 3NH3
Mantozơ và fructozơ cũng có phản ứng tráng bạc, cộng hiđro.
c) Phản ứng của cả hai nhóm chức
Glucozơ tạo được dung dịch màu xanh lam với Cu(OH)2 tương tự glixerol, nhưng màu xanh bị mất khi đun nóng và sinh ra Cu2O màu đỏ son.
d) Phản ứng của cả phân tử
Khi có xúc tác men thích hợp, glucozơ chuyển hoá thành ancol etylic hoặc axit lactic (CH3–CH(OH)–COOH).
e) Đisaccarit bị thủy phân
C12H22O11 + H2O \(\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\) C6H12O6 + C6H12O6
h) Glucozơ và mantozơ bị oxi hoá bởi nước brom, hiđro peoxit
Ví dụ :
HO–CH2–[CHOH]4–CHO + Br2 + H2O → HO–CH2–[CHOH]4–COOH + 2HBr
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
DẠNG 1. PHẢN ỨNG VỚI DUNG DỊCH AgNO3/NH3
PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Phản ứng với dung dịch AgNO3 trong dung dịch NH3 của glucozơ (phản ứng tráng bạc)
\[{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}~+\text{ }A{{g}_{2}}O\xrightarrow[{{t}^{o}}]{N{{H}_{3}}}~{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{7}}~+\text{ }2Ag\]
\[\to \] nAg = 2nglucozơ
Ví dụ : Cho m gam glucozơ và fructozơ tác dụng với lượng dư AgNO3/NH3 tạo ra 43,2 gam Ag. Cũng m gam hỗn hợp này tác dụng hết với 8 gam Br2 trong dung dịch. Số mol glucozơ và fructozơ trong hỗn hợp lần lượt là:
A. 0,05 mol và 0,15 mol B. 0,1 mol và 0,15 mol
C. 0,2 mol và 0,2 mol D. 0,05 mol và 0,35 mol.
Hướng dẫn giải:
\(\left\{ \begin{align} & Glucozo:x \\ & Fructozo:y \\ \end{align} \right.\)=>\(\left\{ \begin{align} & \xrightarrow{+AgN{{O}_{3}}}2x+2y=0,4 \\ & \xrightarrow{+Br2}x=0,05 \\ \end{align} \right.\)=>\(\left\{ \begin{align} & x=0,05 \\ & y=0,15 \\ \end{align} \right. \)
Đáp án A.
DẠNG 2. PHẢN ỨNG LÊN MEN CỦA GLUCOZƠ
Phương trình phản ứng:
C6H12O6 => 2C2H5OH + 2CO2
Lưu ý: Bài toán thường gắn với dạng toán dẫn CO2 vào nước vôi trong Ca(OH)2 dư thu được khối lượng kết tủa CaCO3. Từ đó tính được số mol CO2 dựa vào số mol CaCO3
Phương pháp: + Phân tích xem đề cho gì và hỏi gì
+ Tính n của chất mà đề cho n của chất đề hỏi m của chất mà đề bài yêu cầu.
Ví dụ: Lên men dung dịch chứa 300 gam glucozơ thu được 92 gam ancol etylic. Hiệu suất quá trình lên men tạo thành ancol etylic là :
A. 60%. B. 40%. C. 80%. D. 54%.
Hướng dẫn giải:
Ta có:
n(etylic) = 92/46 = 2 mol
C6H12O6 => 2C2H5OH + 2CO2
0,1 0,2 mol
Hiệu suất quá trình lên men tạo thành ancol etylic là : H = 60%
=> Đáp án A.
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 25 SGK Hoá học 12):
Glucozơ và fructozơ:
A. Đều tạo được dung dịch màu xanh lam khi tác dụng với Cu(OH)2.
B. Đều có chứa nhóm CHO trong phân tử.
C. Là hai dạng thù hình của cùng một chất.
D. Đều tồn tại chủ yếu dạng mạch hở.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A.
Bài 2 (trang 25 SGK Hoá học 12):
Cho các dung dịch: Glucozơ, glixerol, fomandehit, etanol. Thuốc thử nào sau đây có thể phân biệt được cả 4 dung dịch trên ?
A. Cu(OH)2.
B. Dung dịch AgNO3/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
PTHH:
2C6H12O6+Cu(OH)2→(C6H11O6)2Cu+2H2O
2C3H5(OH)3+Cu(OH)2→[C3H5(OH)2O]2Cu+2H2O
C5H11O5CHO+2Cu(OH)2+NaOH \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\]C5H11O5COONa+Cu2O+3H2O
HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH→Na2CO3+2Cu2O+6H2O
Đáp án A
Bài 3 (trang 25 SGK Hoá 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:
Cacbohiđrat là những hợp chất hữu cơ tạp chức và đa số chúng có công thức chung là Cn(H2O)m
Ví dụ: tinh bột (C6H10O5)n
Có nhiều nhóm cacbohiđrat, quan trọng nhất là ba loại sau đây:
Monosaccarit là nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, không thể thủy phân được, như : glucozơ và fructozơ.
Đisaccarit là nhóm cacbohiđrat mà khi thủy phân mỗi phần tử sinh ra hai phân tử monosaccarit, như : mantozơ.
Polisaccarit là nhóm cacbohiđrat phức tạp nhất, khi thủy phân đến cùng mỗi phân tử sinh ra nhiều phân tử monosaccarit, như : tinh bột, ...
Bài 4 (trang 25 SGK Hoá học 12):
Những thí nghiệm nào chứng minh được cấu tạo phân tử của glucozơ?
Hướng dẫn giải:
Những thí nghiệm chứng minh được cấu tạo phân tử glocozơ:
Glucozơ có phản ứng tráng bạc và bị oxi hóa bởi nước brom tạo thành axit gluconic chứng tỏ phân tử glucozơ có nhóm –CH=O.
Glucozơ tác dụng với Cu(OH)2 cho dung dịch màu xanh lam chứng tỏ phân tử glucozơ có nhiều nhóm -OH ở vị trí kề nhau.
Glucozơ tạo este chứa 5 gốc axit CH3COO chứng tỏ phân tử có 5 nhóm –OH.
Khử hoàn toàn glucozơ cho hexan, chứng tỏ phân tử glucozơ có 6 nguyên tử C tạo thành một mạch dài không nhánh.
Bài 5 (trang 25 SGK Hoá học 12):
Trình bày cách 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, glixerol, etanol.
c. Glucozơ, fomandehit, etanol, axit axetic.
Hướng dẫn giải:
a) PTHH:
2C6H12O6+Cu(OH)2→(C6H11O6)2Cu+2H2O
2C3H5(OH)3+Cu(OH)2 \[\to \] [C3H5(OH)2O]2Cu+2H2O
C5H11O5CHO+2Cu(OH)2+NaOH \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\]C5H11O5COONa+Cu2O+3H2O
b)PTHH:
2C6H12O6+Cu(OH)2 \[\to \] (C6H11O6)2Cu+2H2O
2C3H5(OH)3+Cu(OH)2 \[\to \] [C3H5(OH)2O]2Cu+2H2O
C5H11O5CHO+2Cu(OH)2+NaOH \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\]C5H11O5COONa+Cu2O+3H2O
c)PTHH:
2C6H12O6+Cu(OH)2 \[\to \] (C6H11O6)2Cu+2H2O
HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH \[\to \]Na2CO3+2Cu2O+6H2O
Bài 6 (trang 25 SGK Hoá học 12):
Để tráng một chiếc gương soi người ta phải đun nóng một dung dịch chứa 36 gam glucozơ với lượng vừa đủ dung dịch AgNO3/NH3. Tính khối lượng bạc sinh ra bám vào gương soi và khối lượng AgNO3 đã dùng, biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Hướng dẫn giải:
\[{{n}_{{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}}}=\frac{36}{180}=0,2(mol)\]
C5H11O5CHO + 2AgNO3+ 3NH3 + H2O → C5H11O5COONH4 + 2Ag ↓ + 2 NH4NO3
Số mol Ag = 0,2.2 = 0,4 (mol) → mAg = 0,4.108 = 43,2 (g)
Số mol AgNO3 = 0,2.2 = 0,4 (mol) → mAg = 0,4.170 = 68 (g)
Hy vọng rằng, bài học về Glucozo sẽ giúp ích cho các em trong quá trình học môn Hóa học 12.