SGK Hóa Học 12 - Bài 6: Sacarozơ, tinh bột và xenlulozơ

SACCAROZO, TINH BỘT VÀ XENLULOZO
Biết cấu tạo phân tứ, những tính chất điến hình và ứng dụng cúa saccarozo, tinh bột và xenlulozo.
I- SACCAROZO
Saccarozơ (CpHọọOịi) là loại đường phổ biến nhất, có trong nhiều loài thực vật, có nhiều nhất trong cây mía (hình 2.3), củ cải đường và hoa thốt nốt.
Tuỳ theo nguồn gốc thực vật, các thương phẩm từ saccarozo có tên là đường mía, đường củ cải,...
Tính chất vật lí
Saccarozo là chất rắn kết tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, nóng chảy ở 185°c. Saccarozơ tan tốt trong nước, độ tan tăng nhanh theo nhiệt độ (ở 20°C, 100 ml nước hoà tan 211,5 gam saccarozơ ; ở 90°C, 100 mi nước hoà tan 420 gam saccarozo).
Cấu tạo phân tử
Saccarozơ không có phản ứng tráng bạc và không làm mất màu nước brom, chứng tỏ phân tử saccarozơ không có nhóm chức CHO. Khi đun nóng dung dịch saccarozơ với HọSO4 loãng được dung dịch có phản ứng tráng bạc do trong dung dịch thu được sau khi đun có glucozo và fructozơ. Vậy :
Saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo tù' một gốc glucozơ và một gốc fructozo liên kết với nhau qua nguyên tử oxi.
Hình 2.3. Mía — nguồn cung cấp saccarozo
Như vậy, trong phân tử saccarozo không có nhóm anđehit (CH=O), chỉ có các nhóm ancol (OH).
Tính chất hoá học
Do không có nhóm chức anđehit nên saccarozo không có tính khử như glucozo, nhưng có	. Mặt khác, do được cấu tạo từ hai gốc
monosaccarit nên saccarozo	I ứngthu> phân.
Phản ứng với Cu(OH)-,
Trong dung dịch, saccarozo phản ứng với Cu(OH)ọ cho dung dịch đồng saccarat màu xanh lam.
2C12H22On + Cu(OH)2 -> (C12H21On)2Cu + 2H2O
Phản ứng thuỷ phàn
Khi đun nóng dung dịch saccarozo có axit vô cơ làm xúc tác, saccarozo bị thuỷ phân thành glucozơ và fructozơ :
C12H22On + H2O	c6H12O6 + C6H12O6
saccarozd	glucozd fructozd
Phản ứng thuỷ phân saccarozơ cũng xảy ra khi có xúc tác enzim.
4. Sản xuất và úng dụng
a) Sản xuất
Saccarozơ được sản xuất từ cây mía, củ cải đường hoặc hoa thốt nốt. Ở Việt Nam, quy trình sản xuất saccarozo từ cây mía gồm các công đoạn chính sau :
(1)
Cây mía
Ép (hoặc ngâm, chiết)
Nước mía (12-15% đường)
Đường kính
Nước rỉ đường
b) ứng dụng
Saccarozơ là thực phẩm quan trọng của con người. Trong công nghiệp thực phẩm, saccarpzo là nguyên liệu để làm bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp. Trong công nghiệp dược phẩm, saccarozo được dùng để pha chế thuốc. Saccarozo còn là nguyên liệu để thuỷ phân thành glucozo và fructozo dùng trong kĩ thuật tráng gương, tráng ruột phích.
- TINH BỘT
Tính chất vật lí
Tinh bột là chất rắn, ở dạng bột 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.
Câu trúc phân tử
Tinh bột thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xích a - glucozo liên kết với nhau và có công thức phân tư là (C6H|()O5) . Các mắt xích a - glucozo liên kết với nhau tạo thành hai dạng : amilozo và amilopectin (hình 2.4a và 2.4b).
Amilozo được tạo thành từ các gốc a - glucozo liên kết với nhau bằng liên kết a - 1,4 - glicozit thành mạch dài, xoắn lại. Amilozo có phân tử khối lớn, vào khoảng 200 000. Amilopectin có cấu trúc mạch phân nhánh do các đoạn mạch a - glucozo tạo nên. Mỗi đoạn mạch gồm 20 đến 30 mắt xích a- glucozo liên kết với nhau bằng liên kết a - 1,4 - glicozit. Các đoạn mạch liên kết với nhau bằng liên kết a - 1,6 - glicozit. Amilopectin có phân tử khó'i rất lớn, khoảng 1 000 000 - 2 000 000. Chính vì vậy mà amilopectin không tan trong nước cũng như trong các dung môi thông thường khác.
Tinh bột (trong các hạt ngũ cốc, các loại củ) là hỗn hợp của amilozo và amilopectin, trong đó amilopectin thường chiếm tỉ lệ cao hơn. Mạch tinh bột không kéo dài mà xoắn lại thành hạt có lỗ rỗng.
Tinh bột được tạo thành trong cây xanh	. Từ khí
cacbonic và nước, dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời và chất diệp lục, tinh bột được tạo thành theo sơ đồ phản ứng :
c°2	> Cyi.A (C6H|0O5)„
glucozơ	tinh bột
Tính chất hoá học
Phản ứng thuỷ phân
» nC6H]2O6
Đun nóng tinh bột trong dung dịch axit vô cơ loãng sẽ thu được glucozơ : ^*“6^10^5X1 + nH2O
Trong cơ thể người và động vật, tinh bột bị thuỷ phân thành glucozơ nhờ các enzim.
Phản ứng màu với iot
Thí nghiệm : Tiến hành thí nghiệm như ở hình 2.5, ống nghiệm đựng hồ tinh bột và I2 (b) cũng như mặt cắt củ khoai + I2 (c) đều có
Giải thích : Do cấu tạo mạch ở dạng xoắn có lỗ rỗng, tinh bột hấp phụ iot cho màu xanh tím.
Hình 2.5. a) ông nghiệm đựng dung dịch hồ tinh bột 2% ;
Nhỏ thêm vài giọt dung dịch I2 loãng vào dung dịch hồ tinh bột ;
Nhỏ vài giọt dung dịch loãng I2 vào mặt cắt củ khoai lang.
ứng dụng
Tinh bột là một trong những chất dinh dưỡng cơ bản của con người và một số động vật. Trong công nghiệp, tinh bột được dùng để sản xuất bánh kẹo, glucozơ và hồ dán.
Bánh chưng được làm từ gạo nếp
Trong cơ thể người, tinh bột bị thuỷ phân thành glucozơ nhờ các enzim trong nước bọt và ruột non. Phần lớn glucozo được hấp thụ trực tiếp qua thành ruột vào máu đi nuôi cơ thể ; phần còn dư được chuyển về gan. ơ gan, glucozơ được tổng hợp lại nhờ enzim thành glicogen dự trữ cho cơ thể.
Ill - XENLULOZO
Hình 2.7. Sợi xenlulozff
Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên
Xenlulozơ là chất rắn dạng sợi, màu trắng, không có mùi vị. Xenlulozơ không tan trong nước và nhiều dung môi hữu cơ như etanol, ete, benzen,... nhưng tan trong nước Svayde (dung dịch thu được khi hoà tan Cu(OH)? trong amoniac).
Xenlulozơ là thành phần chính tạo nên màng tế bào thực vật, tạo nên bộ khung của cây cối. Trong : g nõn có gan 98'ý xenlulozơ; trong gỗ, xenlulozơ chiếm 40 - 50% khối lượng.
Câu trúc phân tử
Xenlulozo là một polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc ị3-glucozo' liên kết với nhau thành mạch kéo dài, có phân tử khối rất lớn, vào khoảng 2 000 000. Nhiều mạch xenlulozơ ghép lại với nhau thành sợi xenlulozơ.
Khác với tinh bột, xenlulozơ chỉ có cấu tạo mạch không phân nhánh, mỗi gốc CgH10O5 có 3 nhóm OH, nên có thể viết :
(C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n.
Tính chất hoá học
Phản ứng thuỷ phân
Đun nóng xenlulozo trong dung dịch axit vô cơ đặc, thí clụ H2SO4 70%, sẽ thu được glucozơ :
(C6H10°5)n+nH2° -4^ nC6H12O6
Phản ứng thuỷ phân xenlulozơ cũng xảy ra trong dạ dày của động vật ăn cỏ nhờ enzim xenlulaza.
Phản ứng với axit nitric
Đun nóng xenlulozơ trong hỗn hợp axit nitric đặc và axit sunfuric đặc thu được xenlulozo trinitrat:
[C6H7O2(OH)3]n +3nHNO3(đặc) H2SO4 (đặc), t° >• [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O
Xenlulozơ trinitrat rất dễ cháy và nổ mạnh không sinh ra khói nên được dùng làm thuốc súng không khói.
ứng dụng
Những nguyên liệu chứa xenlulozo (bông, đay, gỗ,...) thường được dùng trực tiếp (kéo sợi dệt vải, trong xây dụng, làm đồ gỗ,...) hoặc chế biến thành giấy.
Xenlulozơ còn là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo như tơ visco, tơ axetat, chế tạo thuốc súng không khói và chế tạo phim ảnh.
BÀI TẬP
Phát biểu nào dưới đây là đúng ?
Fructozơ có phản ứng tráng bạc, chứng tỏ phân tửfructozơ có nhóm chức CHO.
Thuỷ phân xenlulozd thu được glucozd.
c. Thuỷ phân tinh bột thu được fructozd và glucozd.
D. Cả xenlulozơ và tinh bột đều có phản ứng tráng bạc.
Trong những nhận xét sau đây, nhận xét nào đúng (Đ), nhận xét nào sai (S) ?
SaccarozO được coi là một đoạn mạch của tinh bột.
Tinh bột và xenlulozo đểu là polisaccarit, chỉ khác nhau về cấu tạo của gốc glucozo.
Khi thuỷ phân đến cùng saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ đều cho một loại monosaccarit.
Khi thuỷ phân đến cùng, tinh bột và xenlulozơ đều cho glucozo.
a) So sánh tính chất vật lí của glucozo, saccarozo, tinh bột và xenlulozo.
b) Tìm mối liên quan về cấu tạo của glucozo, saccarozO, tinh bột và xenlulozo.
Hãy nêu những tính chất hoá học giống nhau của saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ. Viết phương trình hoá học (nếu có).
Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra (nếu có) trong các trường hợp sau :
Thuỷ phân saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.
Thuỷ phân tinh bột (có xúc tác axit), sau đó cho sản phẩm tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3.
Đun nóng xenlulozd với hỗn hợp HNO3/H2SO4 đặc.
Để tráng bạc một số ruột phích, người ta phải thủy phân 100 gam saccarozơ, sau đó tiến hành phản ứng tráng bạc. Hãy viết các phương trình hoá học của phản ứng xảy ra, tính khối lượng AgNO3 cần dùng và khối lượng Ag' tạo ra. Giả thiết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Tì? liệu
TINH BỘT TRONG THIÊN NHIÊN
Tinh bột lâ sán phẩm quang hoá của cây cối. Kho dự trữ tinh bột trong cây thường là các hạt (gạo, ngô,...), quá (chuối, bơ), củ (khoai, sắn). Hàm lượng tinh bột trong hạt gạo là cao nhất (70 - 80%), tiếp đến là hạt ngô (65 - 75%), hạt lúa mì (60 - 70%), hạt lúa mạch (50 - 60%). Trong khoai tây và các loại khoai, sắn tươi chí vào khoảng 1 7 - 24%.
GIẤY VIẾT
Ngày xưa, người ta phải viết các văn bán, thư từ trên các tấm tre, nứa hay gỗ, da. Năm 105 sau Công Nguyên, giấy mới xuất hiện ở Trung Quốc, sau đó mở rộng ra thế giới. Thời đó, giấy được sán xuất trong các xướng thú công. Năm 1799, nhà khoa học Pháp Lu-i Ro-be (Louis Robert) đã phát minh ra máy làm giấy, đặt cơ sớ cho công nghiệp sản xuất giấy.- Nguyên liệu đế sản xuất giấy là gỗ, tre, nứa, rơm rạ, bã mía,... Ở Việt Nam, cách đây vài chục năm, còn có các xướng thủ công sản xuất giấy gió (từ vỏ cây gió). Hiện nay, công nghiệp giấy Việt Nam khá hiện đại, sản xuất nhiều chủng loại giấy chất lượng cao như ở Công ti giấy Bãi Bằng (Phú Thọ).