Giải bài tập Hóa 12 Bài 6: Sacarơz, tinh bột và xenlulozơ
§6. SACCAROZƠ, TINH BỘT VÀ XENLULOZƠ A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT SACCAROZƠ Đặc điểm câìi tạo và tính chất vật lí Saccaro/.ơ là chất rắn kêì tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, tan lốt trong nước, nóng chảy <1 185"c. Saccaroxơ là dương kính (đương phen là saccaro/.ư gần như nguyên chất). Saccaro/.ơ có nhiều trong mía, củ cải đương,... Công thức phân tử : C|2H22O||. Phân lử saccaroxơ do một gốc a-glucozơ liên kết vơi một gốc /M'ructozơ (loại một phân lử nước). Gốc a- gluco/ơ Gốc P- gluco/.ơ Tính chât hóa học Phản ứng vời Cu(()H)2 Saccarozd không có tính khử chi có lính chát cùa ancol đa chức, tác dụng với Cu(OH); ở nhiệt độ thường lạo ra dung dịch xanh lam trong suôi. 2CI2H22O,, +Cu(0H)2 > (Cl2H21O,,)2Cu + 2H2O. h) Phản ứng thủy phân C12H22OH + H20-------n > CftH12O6 + CfiH|20ft saccaro/.ơ • gluco/.ơ íructozơ TINH BỘT Tính chất vật lí Tinh bột là chất rắn vô định hình, màu trắng, không lan trong nước nguội. Tan trong nước nóng từ 65"c trơ lên. tinh bột chuyển thành dung dịch keo (hồ tinh bột). Tinh bột có nhiều trong các loại ngũ cốc. củ (khoai, sắn) quả (táo, chuối). Khối lượng phân lử của linh bột ràt lớn. lói hàng trâm nghìn hoặc hàng triệu đvC. Công thức phân tử : (CỴH |,>0.s Tính chât hóa hục Tinh bột không cho phản ứng tráng gương. Phản ứng thủy phân: (Cf,H|,iOs)n + uHịO —“—> nCftHi^Of, Phản ứng màu vơi iot: Dung dịch iot tác dụng vơi hồ linh bột tạo ra phức màu xanh lam đặc trưng (không châì nào cho phản ứng màu đó). Nên nhơ rằng linh bột không tạo hợp chát vơi anion I . muốn nhận biêt phải o.xi hóa r thành I2 trươc bằng cụ hoặc Feỉ+... => Đây là phán ứng để nhận biết linh bột hoặc ngược lại XENLUL0Z0' Đặc điểm câu tạo và tính chât vật lí Xenluloz.ơ là chài rắn. có dạng sợi. màu trắng, không mùi. không lan trong nước ngay cá khi đun nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường như etc. benz.cn.... Xenlulo/Ơ là thành phần chính lạo ra lơp màng tê bào thực vật, bộ khung của cây cối. Xenluloxơ có nhiều trong cày bông. đay. gai. tre, nứa. gồ. Xenlulox.ơ có cóng thức (CftH|iiOs)„ ỊCông thức câu tạo |Cf,H7O2(OH)l|n I có phân lử khối râĩ lơn (khoảng 1.()()().()()() - 2.4OO.()()() ) rinh chât hóa học Tương tự linh bột xcnlulozơ không có tính khử (không cho phản ứng tráng gương). Xenlulox.ơ không phản ứng vơi iot tạo màu xanh. Mỗi mắt xích CftH|,iO5 có 3 nhóm -OH tự do nên xenluloxơ có tính chât của ancol đa chức. Tuy nhiên do xenlulo/ơ không tan trong nươc nên không tác dụng được vơi Cu(0H)2 như một ancol đa chức thông thường (xenlukv.ơ bền về mặt hóa học hơn linh bột). Plián ứng thủy pliăn (C6H,„O5)n + nH2O ■ ilxiu" > nCftH|20fi Xenlulozd Glucozd Phản ứng với axit nitric đặc [C6H7O2(OH)3]n + 3nHONO2 - H?s°4-'" > |C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Xenlulozd trinitrat Xenlulozd trinitrat rât dỗ cháy và nổ rât mạnh, không cổ khói nên được dùng làm thuốc súng không khói. B. MỘT SỐ VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: X, Y, z và T là bun hợp chất hữu cơ có cũng thức klìâng theo thứ tự: Glixerol, fructoz.ơ, glucozơ, saccaroĩ.ơ. Biết rằng: z lù đồng phân của T. T là nguyên liệu dùng làm thuốc tăng lực. Thủy phân Y chí thu được z và T. Xúc định tên của X. Y. z và T. Bằng phương pháp hóa hục hãy trình bày cách nhận biết X. Y. z và T đựng trong các lọ mất nhãn khác nhau. Thủy phân hoàn toàn m gom Y tinh khiết, thu dược hỗn hợp A. Cho A tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNOi trong NH< thu được 38.88 gom Ag. Các phản ítng xay ra hoàn toàn. Tính m. Giãi • z là đồng phân của T=> z là glucozd, T là fructozd hoặc ngược lại. T là nguyên liệu dùng làm thuốc tăng lực => T là glucozd. Thủy phân Y chỉ thu được z và T => Y là saccarozd. Vậy: X là glixcrol: Y là saccarozd; z là iructozd; T là glucozd. - Dùng dung dịch nước brom nhận biết được glucozd vì glucozd làm mất màu dung dịch nước brom. CH2(OH)-[CH-OH14CHO + Br2 + H2O -> CH2(OH)-[CH-OH|4-COOH + 2HBr - Dùng phản ứng tráng gưdng nhận biết được fructozd vì fructozd tham gia được phản ứng tráng gưdng. HO-CH2 [CHOH]3-C-CH2OH CH2OH[CHOH14CHO (1) II O HO-CH2ICHOH)4CHO + 2AgNO3 + 3NH, + H2O — —HO-CH2|CHOH|4COONH4 + 2Agị + 2NH4NO3 Hoặc HO-CHJCHOH j4CHO + 2| Ag(NH3)2|OH - t’1 ■ > l" > CH2OH[CHOH]4COONH4+ 2Agị + 3NH, + H2O. - Hai mẫu còn lại đun nóng VỚI H2SO4, saccarozd sẽ thủy phân thành glucozd và íructo/.d. Tiếp tục cho lác dụng với AgNO;,/NH3 thì các sản phẩm cùa saccaro/.ơ tham gia phản ứng vời phán ứng tráng gương còn glixerol thì không tham gia. 2H22O,,+ H2O H:SOj1" > CftHl2O6 + C6Hi2O6 Saccarozd Glucozd Fructozd HO-CH2(CHOH)4CHO + 2|Ag(NH.,)?|0H > > CH2OH(CHOH)4COONH4+ 2Agị + 3NH, + H2O. Đặt số mol saccarozd là X mol 2H22O,i + H2O Ĩ1X> CaH|2O6 + C„H,2Oft saccarozd glucozd fructozd X -> X -> X Trong môi trường kiềm íruclo/.d chuyển hóa thành glucozd. CH2OH[CHOH]4CHO + Ag2O +NH, > CH2OH[CHOH|4COOH + 2Agị (X + x) = 2x -> 4x Ta có : 4x = = 0,36 => X = 0,09 => mvlcl,,rilZ(l = 0,09.342 = 30,78 (g) 108 Ví tlụ 2: 77Ỗ/Ỉ /ỉựp dunx dịch X xầm xhico~.(t và saccaro-ơ dược trộn đều và chiu thành hai phần hằnx nhau. Phần mật tác dụnx vừa dií với 3.92 xam CuịOHp () nhiệt độ thườnx- Đun phần hai với mật lưựnx dư Cu(OHp tronx NaOH thu dược 8,64 xam kết tua do xạch. Cúc phun ứnx xảy ra hoàn toàn. Tính khối lưựnx mỗi chất tronx hỗn hợp X. Đun nónx phần hai với axit vô cơ làm xúc tác thu dược hỗn hợp Y. Tính khối lượnx của các chất có tronx Y. Các phản ứnx xay ra hoàn toàn. Giải Đặt số mol của glucozd và saccarozd trong hồn hựp lần lượt là 2x; 2y. Từ (3) => X = 8,64 144 = 0,06 (*) x = 0,06 Giải hệ (*) và (**} ta được ' [y = 0,02 Khối lượng các chất trong hỗn hựp X: mgluu)Zl,= 2.0,06.180 = 21,6 (g); msact,,roZ(( = 2.0,02.342 = 13,68 (g) C|2H22O,1 + H;O " > CftH120fi + C6Hi2O6 0,02 0,02 -> 0,02 Hỗn hợp Y gồm: Gluco/.ơ 0,06 + 0,02 = 0,08 mol; fructozơ 0,02 moi mgh,coz<i= 0,08.180 = 14,4 (g); mlrucll,z„ = 0,02.180 = 3,6 (g). Ví dụ 3: X, Y, z rà T là bốn liợp chất hữu cơ có công tliiỉc không theo thứ tự : Tinh bột; xenluloz.ơ; saccaroz.ơ rò glucozơ. Biết rồng: X. Y tem tốt trong nước còn z, T không ton trong nước. z tóc dụng rời dung dịch Ạ tạo ro mòu xanh tím. X thom gio được phan ứng trâng gương. Xóc định tên của X, Y, z rò T. Từ một ì00 kg nguyên liệu có chứa 8J% chốt z, sẽ diều chê được bào nhiêu kg oncol etỵlic. Biết hiệu suốt của toàn bộ quó trình lò 75%. Tính khối lượng nguyên liệu có chứa 81 % chốt T. đế diều chê được 1485 kg xenlulozơtrinitrat. Biết hiệu suốt của toàn bộ quá trình lò 80%. Giải 1. • X, Y tan tốt trong nước còn z, T không tan trong nước => X, Y là cặp saccaro/.ơ và glucozd; z, T là cặp tinh bột và xenlulozd. z tác dụng với dung dịch I2 tạo ra màu xanh tím => z là tinh bột. X tham gia được phản ứng tráng gương => X là glucozd. Vậy X là glucozơ; Y là saccaro/.ơ; z là linh bột và T là xenlulozơ. (CfiHioOs),, + nH2O -—> nCf,H|2Ofi nC6Hl2O6 Mcnrư” > 2nC2H5OH + 2nCO2T => Sơ đồ hợp thức: (CftHioOs),, ——» 2nC2HsOH 162n(g) -» 2n.46(g) 81 100.-^- =81kg 100 H‘i = 75‘.i 81.2n.46 75 " = 34,5 (kg) 3. [C6H7O2(OH),J„ + 3nHN0., H,SO4.I •' |C6H7O2(ONO2h|„ + 3nH2O c 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2. Sơ đồ hợp thức : [CfiH7O2(OH)3|„ 162n (g) 7 kg <- Itl.Xenluhvil —> H'i =«()■ -—> ỊCf,H7O2(ONO2).i|i, 297n(g) 1485.162n 100 297n 80 1485 (kg) = 1012,5 (kg) 1012,5.100 Khôi lượng nguyên liệu ban đàu : m,lgl,yê„ Iiệ„ = — = 1250 (kg) BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA 81 Tliiít biếu I1ÙO dưTti dây là dúny a. Fruclozit có phàn ứny Irúny bục clitỉny ló phàn liflruclozitcti Iilióin chức CHO. II. Tlìùy pliân xenlulozii thu dược ylucozit. c. Thủy pliân linh bột thu dươc fruclo7.ll rú ylucozil. D. Cà xenluloỉit vù linh bội dều có phún liny irãny bục. Trinifi nliữny nhộn xét sau dây. nliịin xét nào dúny ID). nhận xél nào sai IS) ! Saccaroz.1tdược coi là một doạii mạch cùa linh bột. Tinh bộ! vù xenluloz.it dều là pnlisaccarìl, chí khác nhau IV I líu lạo cua ydc ylucnz.it. cl Khi tliủy pliân dẽn cùny saccurnrit. linh bôi va xenluloz.1t dều cho mội loại niouọsuccurii. d) Khi lliúy phún dên cùity, linh bột và xeinlucoz.It dều cho yhicozit. So sánli tinh chãi VỘI li cùa ylucozit. saccuozit. tinh bột vá xenluloz.it. Tun môi liêu quan về cáu lao cùa ylucozit. saccarozii. linh hột và xenluloza. Hãy nêu lìhữliy lính cliât hoá liọcyiôìiy nliuu cùa saccurozii, linh bột vá xenlulozit. Viết pliưitny ninh lit'm họctnếu co) Viết pliưitny trình hóa học cua các phùn lỉny xúy III Inêu CÓI irony các Irưiiny họp sau : u) Tlìiiy pliân saccaroz.1t. linh bội và xenlulozit. h) Tliuy phân linh bột Ị có xúc lác axil), sau dó cho sún pliâ III lúc dully với duny dịch AyNOi Irony NH.I. Dun Iióny xenlulnzit viii liỏn hợp HNOi/H.'SOj dặc. Dê trány bạc 111(11 số ruột phích, nyười la phái iliiiv phán lot) yam succarozit. sau dó liến hành phùn lĩny irány bạc. Hãy viết cúc phưmiy trình hoá học cùa phùn ứny xáy ra. linh khối Idiiuy AyN()< cằn dùny và khôi lưọny Ay lạo ra. Già tltiết rìiny các phũII duy xúy ra hoan loàn. Hướng dẫn giải Chọn B. (C6H|,,O5)„ + nH2O ■■ H ''—> nCftH^Oft Sai. Saccarozd là đisaccarit câu tạo bởi gluco/.ơ và íructo/.ơ, tinh bột được câu tạo bởi các đơn phân là glucozơ. Vì vậy không được coi saccaroz.ư là một đoạn mạch của tinh bột. Đúng. - Tinh bột được cấu tạo từ các ơ. -ghico/.ơ. - Xcnlulozơ được cấu lạo lừ các P-glucozơ. Sai. Khi thủy phân đốn cùng : - Saccarozơ lạo ra gluco/.ơ và íructozơ. - Tinh bột và xenlulo/.ơ tạo ra glucozơ. Đúng. Khi thủy phân đốn cùng tinh bột và xenluloz.rt lạo ra glucozơ. a) So sánh tín 1 chất vật lí của glucozd, saccarozd, tinh bột và xenlulozd Trạng thái màu sắc Tính tan Glucozd Rắn kết tinh không màu Tan trong nước Saccarozd Rắn kết tinh không màu Tan trong nước Tinh bột Rắn màu trắng, vô định hình Không tan trong nước lạnh tạo thành dung dịch keo trong nước nóng Xenlulozd Rắn màu trắng có dạng sdi Không tan trong nước Tan trong dung dịch svayde Mối liên hệ về cấn tạo của glocozd, saccarozd, linh bột và xenlulozd Glucozd là đdn phân cấu lạo nên saccarozd, tinh bột và xenlulozd. a -glucozd kết hdp vái p -fructozd tạo nên saccarozd. a -glucozd kết hdp với nhau tạo thành tinh bột. p -glucozd kết hdp với nhau tạo thành xenlulozd. Tính chất hóa học giông nhau của saccarozd, tinh bột, xenlulozd là thủy phân. CpH^On + HO H’-1" —> CfiH|2Ofi + CftHiiOft saccarozd glucozd lructozd (C6H,„O5)„ + nH2O — > nCftH|20ft tinh bột glucozd (C6Hl(,O5)„ + nH2O — nCf,H|2O6 xenlulozd glucozd a) Xem bài 4. b) (C6H,„O5)n + nH2O — nCftH|2Oft HO-CH2|CHOH]4CHO + 2AgNO3 + 3NH, + H2O —> —> HO-CH2[CHOH]4COONH4 + 2Agị + 2NH4NO3 Hoặc HO-CH2[CHOH14CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O — —HO-CH2[CHOH)4COONH4 + 2Agị + 2NH4NO3 [C6H7O2(OH)3|n + 3nHNO3 H;S°4-'" > |C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Ci2H22O|| + H2Q > C6H120ft + C6H|2O6 100 _ 50 . 5o" 50 342 - 171 171 > 171 Trong môi trường kiềm fructozd chuyển hóa thành glucozd. HO-CH2(CHOH)4CHO + 2AgNO3 + 3NH, + H2O — ——> HO-CH2(CHOH)4COONH4 + 2Agị + 2NH4NO3 Sơ đồ hợp thức: HO-CH2(CHOH)4CHO -> 2AgN03 -> 2Agị ( 50 + 50 100 171 171 - 171 200 200 * 171 171 200 Khôi lương As sinh ra : m = —— .108 = 126.32 (g). 171 Khôi lương AgNO3 cần dùng: m -Z22. 171 170= 198,83 (g).