Saccarozơ, Tinh bột, Xenlulozơ Cấu tạo phân tử, tính chất hóa học của Saccarozơ, Xenlulozơ - Hóa 12 bài 6

Nội dung saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ ở lớp 12 sẽ giúp chúng ta hiểu sâu hơn về tính chất hóa học, cấu tạo phân tử, tính chất vật lý cũng như trạng thái tự nhiên và ứng dụng của các hợp chất này.

I. Saccarozơ

- Công thức phân tử saccarozơ: C₁₂H₂₂O₁₁

- Saccarozơ là loại đường phổ biến nhất, có trong nhiều loài thực vật như: mía, củ cải đường, hoa thốt nốt,...

1. Tính chất vật lý của saccarozơ

- Saccarozơ là chất rắn kết tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, nóng chảy ở 185^oC.

- Saccarozơ tan tốt trong nước, độ tan tăng nhanh theo nhiệt độ.

2. Cấu tạo phân tử của saccarozơ

- Saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc glucozơ và một gốc fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi.

- Trong phân tử saccarozơ không có nhóm anđehit (CH=O), chỉ có các nhóm ancol (OH).

3. Tính chất hóa học của saccarozơ

- Saccarozơ không có tính khử như glucozơ (do không có nhóm chức anđehit) nhưng có tính chất của ancol đa chức. Mặt khác, do được cấu tạo từ hai gốc monosaccarit nên saccarozơ có phản ứng thủy phân.

a) Saccarozơ phản ứng với Cu(OH)₂

- Saccarozơ phản ứng với Cu(OH)₂ cho dung dịch đồng saccarat màu xanh lam (tính chất của poliancol liền kề).

- Phương trình hóa học: Saccarozơ + Cu(OH)₂ 

 2C₁₂H₂₂O₁₁  +  Cu(OH)₂ → (C₁₂H₂₁O₁₁)₂Cu  + 2H₂O

Saccarozo sở hữu tính chất của poliancol liền kề, hòa tan Cu(OH)₂ tạo phức đồng màu xanh lam.

b) Saccarozơ phản ứng thủy phân: 

- Saccarozo bị thủy phân trong môi trường axit tạo ra glucozơ + fructozơ

- Sau khi bị thủy phân, saccarozo có những tính chất hóa học của glucozo và fructozo.

- Phương trình hóa học: Saccarozơ + H₂O

C₁₂H₂₂O₁₁  +  H_2­O    C₆H₁₂O₆   +   C₆H₁₂O₆ 

Saccarozơ                          glucozơ          fructozơ

4. Sản xuất và ứng dụng saccarozơ

a) Sản xuất saccarozơ

- Quy trình sản xuất saccarozơ:

b) Ứng dụng của saccarozơ

- Trong công nghiệp thực phẩm, saccarozơ là nguyên liệu để làm bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp.

- Trong công nghiệp dược phẩm, saccarozơ dùng để pha chế thuốc.

- Saccarozơ còn là nguyên liệu để thủy phân thành glucozơ và fructozơ dùng trong kỹ thuật tráng gương, tráng ruột phích.

II. Tinh bột

- Công thức phân tử của tinh bột: (C₆H₁₀O₅)_n

1. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của tinh bột

- Tinh bột là chất rắn vô định hình, màu trắng, không tan trong nước lạnh.

- Trong nước nóng, hạt tinh bột sẽ ngậm nước và trương phồng lên tạo thành dung dịch keo, gọi là hồ tinh bột.

- Tinh bột có nhiều trong các loại gạo, sắn, khoai,...

2. Cấu tạo phân tử của tinh bột

- Tinh bột thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xích α - glucozơ liên kết với nhau và có công thức phân tử là (C₆H₁₀O₅)_n. Các mắt xích α - glucozơ liên kết với nhau tạo thành hai dạng: amilozơ và amilopectin.

- Tinh bột (trong các hạt ngũ cốc, các loại củ) là hỗn hợp của amilozơ và amilopectin, trong đó amilopectin thường chiếm tỉ lệ cao hơn.

- Tinh bột được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp.

 CO₂  C₆H₁₂O₆ → (C₆H₁₀O₅)_n

3. Tính chất hóa học của Tinh bột

a) Phản ứng thủy phân

Tinh bột bị thủy phân trong môi trường axit sinh ra glucozo

 (C₆H₁₀O₅)_n  +  nH_2­O   nC₆H₁₂O₆

* Lưu ý: Nhờ xúc tác enzim, tinh bột có thể bị thủy phân thành: dextrin ⇒ mantozo ⇒ glucozo

b) Phản ứng màu với dung dịch iot

- Do cấu tạo mạch ở dạng xoắn có lỗ rỗng, tinh bột hấp phụ I₂ trong dung dịch iot tạo thành dung dịch màu xanh tím.

⇒ Người ta thường dùng cách này để nhận biết dung dịch hồ tinh bột.

4. Ứng dụng của tinh bột

- Là chất dinh dưỡng cơ bản của con người và một số động vật.

- Được dùng để sản xuất bánh kẹo, glucozơ và hồ dán.

- Trong cơ thể người, tinh bột bị thủy phân thành glucozơ nhờ các enzim trong nước bọt và ruột non. Phần lớn glucozơ được hấp thụ trực tiếp qua thành ruột và máu đi nuôi cơ thể. Phần còn dư được chuyển về gan. Ở gan, glucozơ được tổng hợp lại nhờ enzim thành glicogen dự trữ cho cơ thể.

III. Xenlulozơ

1. Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên của xenlulozơ

- Xenlulozơ là chất rắn dạng sợi, màu trắng, không có mùi vị.

- Xenlulozơ không tan trong nước và các dung môi hữu cơ như etanol, ete, benzen,... nhưng tan trong nước Svayde (dung dịch thu được khi hòa tan Cu(OH)₂ trong amoniac).

- Xenlulozơ là thành phần chính tạo nên màng tế bào thực vật, tạo nên bộ khung của cây cối.

2. Cấu trúc phân tử của xenlulozơ

- Xenlulozơ là một polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc β-glucozơ liên kết với nhau thành mạch kéo dài.

- Xenlulozơ có cấu tạo mạch không phân nhánh, mỗi gốc C₆H₁₀O₅ có 3 nhóm OH, nên có thể viết: (C₆H₁₀O₅)_n hay [C₆H₇O₂(OH)₃]_n.

3. Tính chất hóa học của xenlulozơ

a) Phản ứng thủy phân trong môi trường axit

(C₆H₁₀O₅)_n    +  nH_2­O   nC₆H₁₂O₆ 

b) Xenlulozơ Phản ứng với axit nitric (phản ứng của ancol đa chức)

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHN_­O₃   [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n+ 3nH₂O       

- Đun nóng xenlulozơ trong hỗn hợp axit nitric đặc và axit sunfuric đặc thu được xenlulozơ trinitrat.

- Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh được dùng làm thuốc súng không khói.

c) Xenlulozơ tác dụng với anhiđrit axetic sinh ra xenlulozơ triaxetat [C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n (tơ axetat)

d) Xenlulozơ tác dụng với CS₂ và NaOH (dung dịch Visco) tạo thành tơ visco

> Lưu ý: Xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH)₂ nhưng tan được trong dung dịch [Cu(NH₃)₄](OH)₂. (dung dịch Svayde)