Hoá học 12 · Carbohydrate
Carbohydrate, glucose và fructose
Khái niệm, phân loại carbohydrate; cấu tạo mạch hở, mạch vòng và tính chất hoá học của glucose, fructose; ứng dụng.
Carbohydrate
Carbohydrate là hợp chất hữu cơ tạp chức, thường có công thức chung \(C_n(H_2O)_m\). Phân loại:
- Monosaccharide (không bị thuỷ phân): glucose, fructose.
- Disaccharide (thuỷ phân tạo hai phân tử monosaccharide): saccharose, maltose.
- Polysaccharide (thuỷ phân tạo nhiều phân tử monosaccharide): tinh bột, cellulose.
Cấu tạo của glucose và fructose
Glucose và fructose có cùng công thức phân tử C6H12O6.
- Glucose dạng mạch hở có 5 nhóm –OH và 1 nhóm –CHO: CH2OH-[CHOH]4-CHO. Trong dung dịch, glucose tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vòng 6 cạnh α và β.
- Fructose dạng mạch hở có 5 nhóm –OH và 1 nhóm ketone C=O ở carbon số 2; trong dung dịch tồn tại chủ yếu dạng vòng 5 cạnh.
Glucose có nhiều trong quả nho chín, máu người (khoảng 0,1%); fructose có nhiều trong quả ngọt và mật ong (khoảng 40%), ngọt hơn glucose.
Tính chất hoá học
- Tính chất của polyalcohol: hoà tan Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường tạo dung dịch màu xanh lam (cả glucose và fructose).
- Tính chất của aldehyde (glucose): tráng bạc với thuốc thử Tollens; khử Cu(OH)2 trong môi trường kiềm, đun nóng tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O; làm mất màu nước bromine.
- Fructose cũng tham gia phản ứng tráng bạc (trong môi trường base fructose chuyển hoá thành glucose) nhưng không làm mất màu nước bromine.
- Lên men rượu: C6H12O6 enzyme→ 2C2H5OH + 2CO2.
Ứng dụng: glucose là chất dinh dưỡng (huyết thanh truyền tĩnh mạch), dùng tráng gương, tráng ruột phích, sản xuất ethanol.
🧪 Thí nghiệm ảo – mô phỏng
- Chọn glucose và Cu(OH)₂ ở nhiệt độ thường: dung dịch xanh lam. Bật Đun nóng có NaOH: xuất hiện kết tủa đỏ gạch.
- So sánh glucose và fructose với nước bromine: chỉ glucose làm mất màu.
📐 Công thức cần nhớ
✍️ Ví dụ có lời giải
Ví dụ 1. Cho 18 gam glucose tác dụng với lượng dư thuốc thử Tollens. Tính khối lượng bạc thu được.
Xem lời giải
- n(glucose) = 18 : 180 = 0,1 mol.
- n(Ag) = 0,2 mol; m = 0,2 · 108 = 21,6 gam.
✅ Đáp số: 21,6 gam
Ví dụ 2. Lên men 36 gam glucose với hiệu suất 80%. Tính khối lượng ethanol thu được.
Xem lời giải
- n(glucose) = 0,2 mol; n(C₂H₅OH) lí thuyết = 0,4 mol.
- Thực tế: 0,4 · 0,8 = 0,32 mol; m = 0,32 · 46 = 14,72 gam.
✅ Đáp số: 14,72 gam
⚠️ Lỗi thường gặp
- Dùng phản ứng tráng bạc để phân biệt glucose và fructose: cả hai đều tráng bạc; phải dùng nước bromine.
- Quên nhân hiệu suất (hoặc chia hiệu suất khi tính ngược lượng chất đầu).