Lý thuyết Glucozơ (mới 2024 + Bài Tập) - Hóa học 12

Lý thuyết Hoá 12 Bài 5: Glucozơ

Bài giảng Hoá 12 Bài 5: Glucozơ

I. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên

- Glucozơ là chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía.

- Glucozơ có trong hầu hết các bộ phận của cây như lá, hoa, rễ,... và nhất là trong quả chín. Đặc biệt glucozơ có nhiều trong quả nho chín nên còn được gọi là đường nho.

Quả nho chín chứa nhiều glucozơ

- Trong mật ong có nhiều glucozơ (khoảng 30%). Glucozơ cũng có trong cơ thể người và động vật. Trong máu người có một lượng nhỏ glucozơ, hầu như không đổi (khoảng 0,1 %).

II. Cấu tạo phân tử

Glucozơ có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆. Để xác định cấu tạo của glucozơ người ta căn cứ vào các thí nghiệm sau:

- Glucozơ có phản ứng tráng bạc, khi tác dụng với nước brom tạo thành axit gluconic, chứng tỏ trong phân tử có nhóm CH=O.
- Glucozơ tác dụng với Cu(OH)₂ tạo thành 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 CH₃COO, vậy trong phân tử có 5 nhóm OH.

- Khử hoàn toàn glucozơ thì thu được hexan. Vậy 6 nguyên tử C của phân tử glucozơ tạo thành một mạch không nhánh.
⇒ Glucozơ là hợp chất tạp chức, ở dạng mạch hở phân tử có cấu tạo của anđehit và ancol 5 chức. Công thức cấu tạo dạng mạch hở như sau:

CH₂OH–CHOH–CHOH–CHOH–CHOH–CH=O

Hoặc viết gọn là: CH₂OH[CHOH]₄CHO

- Trong thực tế, glucozơ tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vòng: α – glucozơ và β – glucozơ.

III. Tính chất hóa học

Glucozơ có các tính chất của anđehit đơn chức và ancol đa chức (poli ancol).

1. Tính chất của ancol đa chức

a. Tác dụng với Cu(OH)₂

Ở nhiệt độ thường, dung dịch glucozơ hòa tan Cu(OH)₂ cho dung dịch phức đồng- glucozơ có màu xanh lam:

2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ → (C₆H₁₁O₆)₂Cu + 2H₂O

phức đồng - glucozơ

→ Phản ứng này chứng minh glucozơ có nhiều nhóm OH ở vị trí kề nhau.

Phức đồng - glucozơ

b. Phản ứng tạo este

- Glucozơ có thể tạo este chứa 5 gốc axit axetic trong phân tử khi tham gia phản ứng với anhiđrit axetic, có mặt piriđin.

CH₂OH(CHOH)₄CHO + 5(CH₃CO)₂O → CH₃COOCH₂(CHOOCCH₃)₄CHO + 5CH₃COOH

→ Phản ứng này dùng để chứng minh trong phân tử glucozơ có 5 nhóm OH.

2. Tính chất của anđehit

a. Oxi hóa glucozơ bằng dung dịch AgNO₃/ NH₃ (phản ứng tráng bạc).

- Dung dịch AgNO₃ trong NH₃ có thể oxi hóa glucozơ tạo thành muối amoni gluconat và bạc kim loại:

HOCH₂[CHOH]₄CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O $\stackrel{t^o}{\to }$ HOCH₂[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃

Phản ứng tráng gương của glucozơ

b. Oxi hóa glucozơ bằng Cu(OH)₂

- Trong môi trường kiềm, Cu(OH)₂ oxi hoá glucozơ tạo thành muối natri gluconat, đồng(I) oxit và nước.

CH₂OH[CHOH]₄CHO + 2Cu(OH)₂ + NaOH $\stackrel{t^o}{\to }$ CH₂OH[CHOH]₄COONa + Cu₂O _{(↓ đỏ gạch)} + 3H₂O

- Chú ý: Glucozơ có thể làm mất màu dung dịch brom:

CH₂OH[CHOH]₄CHO + Br₂ + H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COOH+ 2HBr

c. Khử glucozơ bằng hiđro

- Khi dẫn khí hiđro vào dung dịch glucozơ đun nóng (xúc tác Ni), thu được một poliancol có tên là sobitol:

CH₂OH[CHOH]₄CHO + H₂ $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$ CH₂OH[CHOH]₄CH₂OH

Sobitol

3. Phản ứng lên men

Khi có enzim xúc tác, glucozơ trong dung dịch bị lên men cho ancol etylic và khí cacbonic :

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{enzim,30-{35}^{o}C}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂↑

IV. Điều chế, ứng dụng

1. Điều chế

Trong công nghiệp, glucozơ được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột với xúc tác là HCl loãng hoặc enzim.

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O $\stackrel{t^o,H^{+}}{\to }$ nC₆H₁₂O₆

Ngoài ra cũng thủy phân xenlulozơ (trong vỏ bào, mùn cưa, … nhờ xúc tác HCl đặc) thành glucozơ để làm nguyên liệu sản xuất ancol etylic.

2. Ứng dụng

- Glucozơ là chất dinh dưỡng và được dùng làm thuốc tăng lực cho người già, trẻ em và người ốm.

- Trong công nghiệp. glucozơ được chuyển hóa từ saccarozơ để tráng gương, tráng ruột phích và là sản phẩm trung gian trong sản xuất ancol etylic từ các nguyên liệu có tinh bột và xenlulozơ.

V. Fructozơ

- Một trong các đồng phân của glucozơ có nhiều ứng dụng là fructozơ.

- Fructozơ có công thức cấu tạo dạng mạch hở là:

CH₂OH - CHOH - CHOH - CHOH - CO - CH₂OH.

a. Tính chất vật lí

- Fructozơ là chất rắn kết tinh, dễ tan trong nước, có vị ngọt hơn đường mía, có nhiều trong quả ngọt như dứa, xoài …

- Đặc biệt trong mật ong có tới 40% fructozơ làm cho mật ong có vị ngọt sắc.

b. Tính chất hóa học

- Tương tự glucozơ, fructozơ tác dụng với Cu(OH)₂ cho dung dịch phức màu xanh lam (tính chất của ancol đa chức); cộng H₂ cho poliancol (tính chất của nhóm cacbonyl).

- Tương tự glucozơ, fructozơ bị oxi hóa bởi dung dịch AgNO₃/ NH₃ và bởi Cu(OH)₂ trong môi trường kiểm.

- Trong môi trường trung tính hoặc axit, fructozơ không thể hiện tính khử của anđehit, nhưng trong môi trường kiềm, fructozơ lại có tính chất này do có sự chuyển hóa giữa glucozơ và fructozơ.

Fructozơ $\stackrel{{}^{OH-}}{\rightleftarrows }$ Glucozơ

* Chú ý: Fructozơ không phản ứng được với dung dịch nước brom và không có phản ứng lên men

Trắc nghiệm Hóa học 12 Bài 5: Glucozơ

Bài 1: Cho 3 dung dịch sau: Glucozơ, axit axetic, glixerol. Hóa chất dùng để phân biệt 3 dung dịch trên là

A. Dung dịch Na₂CO₃ và Na.

B. Quỳ tím và dung dịch AgNO₃/ NH₃, đun nóng.

C. Dung dịch NaHCO₃ và dung dịch AgNO_3.

D. Quỳ tím và Na.

Bài 2: Trong chế tạo ruột phích người ta thường dùng phương pháp nào sau đây:

A. Cho axetilen tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃

B. Cho anđehit fomic tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃

C. Cho axit fomic tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃

D. Cho glucozơ tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃, đun nóng.

Bài 3: 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. 54%.

B. 40%.

C. 80%.

D. 60%.

Bài 4: Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:

Bước 1: Cho 5 giọt dung dịch CuSO₄ 0,5% vào ống nghiệm sạch.

Bước 2: Thêm 1 ml dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm, lắc đều; gạn phần dung dịch, giữ lại kết tủa.

Bước 3: Thêm tiếp 2 ml dung dịch glucozơ 1% vào ống nghiệm, lắc đều.

Phát biểu nào sau đây sai?

A. Sau bước 3, kết tủa đã bị hòa tan, thu được dung dịch màu xanh lam.

B. Ở bước 2, trong ống nghiệm xuất hiện kết tủa màu xanh.

C. Ở bước 3, glucozơ bị oxi hóa thành axit gluconic.

D. Thí nghiệm trên chứng minh glucozơ có nhiều nhóm OH liền kề nhau.

Bài 5: Chất nào sau đây thuộc loại monosaccarit?

A. Tinh bột.

B. Glixerol.

C. Saccarozơ.

D. Glucozơ.

Bài 6: Số nguyên tử oxi trong phân tử glucozơ là

A. 12.

B. 6.

C. 5.

D. 10

Bài 7: Cho 50 ml dung dịch glucozơ chưa rõ nồng độ tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO₃/NH₃, đun nóng thu được 2,16 gam bạc kết tủa. Nồng độ mol của dung dịch glucozơ đã dùng là

A. 0,20M.

B. 0,01M.

C. 0,02M.

D. 0,10 M.

Bài 8: Khí CO₂ chiếm 0,03 % thể tích không khí. Cần V lít không khí (ở đktc) để cung cấp CO₂ cho phản ứng quang hợp để tạo ra m gam tinh bột (giả sử hiệu suất quang hợp đạt 100%). Đem thủy phân hoàn toàn m gam tinh bột trong môi trường axit thu được 27 gam glucozơ. Giá trị của V là

A. 44800 lít

B. 672 lít

C. 67200 lít

D. 448 lít

Bài 9: Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:

Bước 1: Cho 1 ml dung dịch AgNO₃ 1% vào ống nghiệm sạch.

Bước 2: Thêm từ từ từng giọt dung dịch NH₃, lắc đều cho đến khi kết tủa tan hết.

Bước 3: Thêm tiếp khoảng 1 ml dung dịch glucozơ 1% vào ống nghiệm, đun nóng nhẹ.

Phát biểu nào sau đây sai?

A. Sản phẩm hữu cơ thu được sau bước 3 là sobitol.

B. Sau bước 3, có lớp bạc kim loại bám trên thành ống nghiệm.

C. Ở bước 3, có thể thay việc đun nóng nhẹ bằng cách ngâm ống nghiệm trong nước nóng .

D. Thí nghiệm trên chứng minh glucozơ có tính chất của anđehit.

Bài 10: Thủy phân hoàn toàn m gam tinh bột thành glucozơ. Cho toàn bộ glucozơ tham gia phản ứng tráng bạc (hiệu suất 100%), thu được 30,24 gam Ag. Giá trị của m là

A. 45,36.

B. 50,40.

C. 22,68.

D. 25,20.

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Hóa học lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 6: Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ (21080)

Lý thuyết Bài 7: Luyện tập cấu tạo và tính chất của cacbohiđrat (21085)

Lý thuyết Bài 9: Amin (21087)

Lý thuyết Bài 10: Amino axit (21092)

Lý thuyết Bài 11: Peptit và protein (21104)