Glucozơ – Cấu tạo, tính chất vật lý hóa học, điều chế và ứng dụng

Glucose là một loại carbohydrate có trong hầu hết các bộ phận của thực vật, động vật và con người. Thông thường khi nhắc đến glucose, người ta nghĩ ngay đến đường ăn. Vậy glucose có trạng thái tự nhiên như thế nào? Tính chất vật lý và hóa học của glucozơ là gì? Cấu trúc phân tử, điều chế và ứng dụng của glucozơ. Các bài viết sau sẽ giới thiệu đến bạn đọc những kiến ​​thức này, để bạn dễ dàng hoàn thành bài tập về đường huyết.

Bạn Đang Xem: Glucozơ – Cấu tạo, tính chất vật lý hóa học, điều chế và ứng dụng

Lý thuyết đường

i – Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý

Tính chất vật lý: Glucozơ là chất rắn tan trong nước, có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường sacaroza. Tinh thể glucose không màu.

Trạng thái tự nhiên:

• Hầu hết các bộ phận của cây đều chứa glucose, đặc biệt là quả chín.
• Nho chín chứa nhiều đường gluco nên còn gọi là đường gluco.
• Glucose chiếm 30% trong mật ong.
• Con người và động vật cũng chứa glucose.



ii – Cấu trúc phân tử của glucozơ

Công thức phân tử của glucozơ là c6h12o6

Cấu trúc phân tử của glucozơ được xác định dựa trên kết quả của các thí nghiệm sau:

• Glucozơ tham gia phản ứng tráng bạc và bị oxi hóa thành axit gluconic bởi nước brom => có nhóm ch=o trong phân tử.
• Glucozơ phản ứng với cu(oh)2 tạo dung dịch màu xanh lam chứng tỏ phân tử glucozơ có nhiều nhóm oh ở các vị trí liền kề nhau.
• Glucozơ tạo este có 5 nhóm axit ch3coo => có 5 nhóm.
• Glucozơ bị khử hoàn toàn thu hexan => 6 c tạo thành mạch không nhánh.

Kết luận: Glucozơ là hợp chất tạp chức ở dạng phân tử mạch hở có công thức cấu tạo gồm anđehit đơn chức và ancol pentahiđric.

ch2oh – choh – choh – choh – choh – ch = o

Viết tắt của ch2oh[choh]4cho

trong đó các nguyên tử cacbon được đánh số bắt đầu từ nhóm ch = o.

Trên thực tế, glucose tồn tại chủ yếu ở hai dạng tuần hoàn: alpha-glucose và beta-glucose.

iii – Tính chất hóa học của glucozơ

Glucozơ có những tính chất hóa học của một anđehit đơn chức và một ancol đa chức.

1. Tính chất của ancol đa chức

Glucozơ phản ứng với cu(oh)2

Ở nhiệt độ phòng, glucozơ có thể hòa tan kết tủa cu(oh)2 tạo thành dung dịch phức đồng glucozơ có màu xanh lam. Tính chất này tương tự như glycerin. pthh như sau:

2c6h12o6 + cu(oh)2 → (c6h11o6)2cu + 2h2o

Glucozơ phản ứng tạo thành este

Glucozơ phản ứng với anhydrit axetic (ch3co)2o khi có mặt pyridin tạo thành este chứa 5 nhóm axetat trong phân tử.

2. Tính chất của andehit

Phản ứng bạc với glucose

Glucozơ bị oxi hóa bởi dung dịch agno3 trong môi trường NH3 tạo thành amoni gluconat và bạc bám trên thành ống nghiệm. pthh như sau:

ch2oh[choh]4cho + 2agno3 + 3nh3 + h2o (địa chỉ: đến) → ch2oh[choh]4coonh4 + 2ag + 2nh4no3

Oxy hóa glucose bằng cu(oh)2

Xem Thêm: Biển số xe 94 ở tỉnh nào? Biển số xe Bạc Liêu là bao nhiêu?

Trong môi trường kiềm, cu(oh)2 oxy hóa glucose thành natri gluconat, đồng(i) oxit và nước. pthh như sau:

ch2oh[choh]4cho + 2cu(oh)2 + naoh (địa chỉ: đến)→ ch2oh[choh]4coona + cu2o ↓(đỏ gạch) + 3h2o

Glucose bị khử bằng hydro

Khi sục khí hiđro vào dung dịch glucozơ đun nóng, dưới sự xúc tác của nito, ta thu được ancol đa chức là sobitol:

ch2oh[choh]4cho + h2 (địa chỉ: to, ni) → ch2oh[choh]4ch2oh

3. Phản ứng lên men đường

Glucozơ được lên men với sự có mặt của enzim xúc tác để tạo ra etanol và khí cacbonic. pthh như sau:

c6h12o6 (đơn vị: enzym, 30-35oc)→2c2h5oh+2co2↑

iv – Điều chế và ứng dụng glucozơ

1. Điều hòa đường huyết

Xem Thêm : Bỏ túi top 30 quán ăn ngon Hà Nội bạn nhất định phải thử một lần

Có hai cách để điều chế glucose một cách công nghiệp:

• Xúc tác thủy phân tinh bột là axit clohydric hoặc enzym
• Quá trình thủy phân cellulose (dăm gỗ, tro trấu…) xúc tác quá trình chuyển hóa axit clohydric thành glucose để sản xuất ethanol

2. Ứng dụng đường

Glucozơ dùng làm chất giải khát cho trẻ em, người già, người ốm yếu. Vì glucose là dưỡng chất thiết yếu cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động.

Glucose được sử dụng để giữ cho bạn mạnh mẽ và khỏe mạnh.

Glucose là sản phẩm trung gian trong quá trình sản xuất ethanol từ tinh bột hoặc cellulose.

v – fructozơ, đồng phân của glucozơ

Fructose, một đồng phân của glucose, có nhiều ứng dụng. Fructozơ có ctct mạch hở sau:

ch2oh – choh – choh -choh – co – ch2oh

Fructose là tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt hơn sucrose. Fructose có nhiều trong quả ngọt, chiếm 40% trong mật ong.

Fructozơ có tính chất của ancol đa chức và cacbohydrat không no (có phản ứng cộng hiđro)

Oxy hóa fructozơ bằng dung dịch agno3 trong môi trường nh3 và cu(oh)2 trong môi trường kiềm. Bởi:

Fructose (trạng từ: oh-) glucose

Tập thể dục glucose và fructose

Bản phát hành 1. glucozơ và fructozơ

A. Phản ứng với cu(oh)2 tạo thành dung dịch màu xanh lam

Có các nhóm chức cho trong phân tử

Hai đồng vị của cùng một chất

Chủ yếu tồn tại dưới dạng mạch hở

Xem Thêm: Dầu gội Head & Shoulders Mỹ và Việt Nam loại nào tốt hơn?

=>Chọn Trả lời một

Bản phát hành 2. Các giải pháp áp dụng: glucose, glycerin, formaldehyde, ethanol. Có thể dùng thuốc thử nào sau đây để phân biệt cả 4 dung dịch?

A. Đồng (oh) 2

Dung dịch agno3 trong nh3

Kim loại

Nước brom

Xem Thêm: Cuối tuần rồi, đưa cả nhà đi xả hơi ở khu du lịch thác Giang Điền thôi

Giải pháp:

Chọn Trả lời

Ở nhiệt độ thường: cu(oh)2 giúp ta chia 4 chất trên thành 2 nhóm.

• Nhóm (1): Glucozơ, glixerol và cu(oh)2 tạo thành dung dịch màu xanh
• Nhóm (2): Formaldehyt và etanol không phản ứng với cu(oh)2 ở nhiệt độ phòng

Trong môi trường nhiệt độ cao:

• Nhóm (1): Glucozơ tác dụng với cu(oh)2 tạo kết tủa cu2o màu đỏ gạch, còn glixerol không tạo kết tủa này.
• Nhóm (2): Do có chức andehit nên fomanđehit phản ứng với cu(oh)2 tạo thành kết tủa màu đỏ gạch. Ethanol không tạo thành kết tủa này.

Vậy ta có thể nhận biết 4 hợp chất hữu cơ này bằng 1 chất vô cơ là cu(oh)2

Bản phát hành 3. Carbohydrate là gì? Có bao nhiêu carbohydrate quan trọng? Nêu định nghĩa của từng loại và cho ví dụ.

Xem Thêm: Cuối tuần rồi, đưa cả nhà đi xả hơi ở khu du lịch thác Giang Điền thôi

Giải pháp:

Để trả lời các câu hỏi trên, hãy xem các bài viết liên quan bên dưới.

• Xem bài viết: Carbohydrat là gì? Có bao nhiêu carbohydrate quan trọng?

Xem Thêm : Nên sử dụng loại thực phẩm nào khi cơ thể bị thiếu vitamin B7

Bản phát hành 4. Thí nghiệm nào chứng minh cấu tạo phân tử của glucozơ?

Xem Thêm: Cuối tuần rồi, đưa cả nhà đi xả hơi ở khu du lịch thác Giang Điền thôi

Giải pháp:

Xem ii – Cấu trúc phân tử của Glucose để trả lời câu hỏi này.

Bản phát hành 5. Giải thích cách nhận biết về mặt hóa học các hợp chất trong mỗi dãy dung dịch sau:

a) Glucozơ, glixerol, etanol, axit axetic;

b) fructozơ, glixerin, etanol;

c) Glucozơ, fomanđehit, etanol, axit axetic;

Xem Thêm: Cuối tuần rồi, đưa cả nhà đi xả hơi ở khu du lịch thác Giang Điền thôi

Giải pháp:

a) Xem bảng dưới đây để biết các phương pháp nhận biết glucozơ, glixerol, etanol và axit axetic:

pthh:

2c6h12o6 + cu(oh)2 → (c6h11o6)2cu (lam) + 2h2o

2c3h5(oh)3 + cu(oh)2 → [c3h5(oh)2o]2cu(lam) + 2h2o

c5h11o5cho + 2cu(oh)2 + naoh (to) → c5h11o5coona + cu2o↓ (đỏ gạch) + 3h2o

b) Fructozơ, glixerol và etanol được xác định bằng:

pthh: 3 phản ứng như phần a)

c) Glucozơ, fomanđehit, etanol, axit axetic được xác định bằng:

pthh:

2c6h12o6 + cu(oh)2 → (c6h11o6)2cu (lam) + 2h2o

hcho + 4cu(oh)2 + 2naoh → na2co3 + 2cu2o↓ (đỏ gạch) + 6h2o

Sau 6. Để tráng gương cần đun dung dịch chứa 36 gam glucozơ với một lượng amoni bạc nitrat thích hợp. Tính khối lượng bạc bám trên gương kính và khối lượng bạc nitrat cần dùng. cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Xem Thêm: Cuối tuần rồi, đưa cả nhà đi xả hơi ở khu du lịch thác Giang Điền thôi

Giải pháp:

Số mol glucozơ là: nc6h12o6 = 36/180 = 0,2 mol

c5h11o5cho + 2agno3+ 3nh3 + h2o (to) → c5h11o5coonh4 + 2ag ↓ + 2 nh4no3

Số lượng bạc được sản xuất:

nag = 2nc6h12o6 = 2.0,2 = 0,4 mol

=> mag = 0,4.108 = 43,2 g

Yêu cầu chất lượng bạc nitrat:

nagno3 = 2nc6h12o6 = 2.0,2 = 0,4 mol

=> magno3 = 0,4.170 = 68 gam