1. Saccarozơ

1.1. Cấu trúc phân tử

Saccarozơ có công thức phân tử là: C12H22O11Được viết dưới dạng:Trong phân tử saccarozơ có cấu trúc gồm gốc α - glucozơ và gốc β - fructozơ liên kết với nhau thông qua nguyên tử oxi ở giữa C1 của glucozơ đi cùng với C2 của fructozơ (C1 - O - C2) (như hình vẽ trên).Do nhóm OH - hemiaxetal không còn nên saccarozơ không thể mở vòng để tạo nhóm -CHO. Chính các đặc điểm này cấu thành nên một số tính chất vật lý đặc trưng của saccarozơ.

1.2. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của Saccarozơ

1.3. Tính chất hóa học

Saccarozo mang tính chất của mộtancol đa chức và đisaccarit.

1.3.1. Phản ứng với Cu(OH)2

2C12H22O11 + Cu(OH)2 → (C12H21O11)2Cu + 2H2O⇒ Saccarozơ có tính chất tương đồng với poliancol liền kề, có thể hòa tan Cu(OH)2 tạo ra được phức đồng có màu xanh lam.

1.3.2. Phản ứng thủy phân của Saccarozo

Saccarozo xảy ra phản ứng thủy phân khi ở trong môi trường axit → glucozơ + fructozơC12H22O11 + H2­O → C6H12O6 + C6H12O6 (xúc tác H+, nhiệt độ)⇒ Sau xảy ra phản ứng thủy phân, saccarozo sẽ có những tính chất hóa học của glucozo và fructozo

1.4. Điều chế và ứng dụng

- Điều chế: Saccarozo được sản xuất từ một số thực vật như cây mía, củ cải đường hoặc hoa thốt nốt. Quy trình sản xuất saccarozơ từ mía theo sơ đồ như sau:- Ứng dụng:

1.5. Đồng phân của saccarozo (Mantozo)

Trong tất cả các đồng phân của saccarozơ thì đồng phân đóng vai trò quan trọng nhất là đường mantozơ (hay còn gọi là đường mạch nha). Công thức phân tử của mantozơ: C12H22O11 a. Cấu tạo - Trong trạng thái tinh thể, phân tử mantozơ bao gồm hai gốc glucoz...

2. Tinh bột (C6H10O5)n

2.1. Cấu trúc phân tử của tinh bột

Tinh bột là hỗn hợp của hai loại polisaccarit : amilozơ và amylopectin, trong đó amilozơ chiếm 20 - 30 % khối lượng tinh bột.a) Phân tử amilozơ - Các gốc α - glucozơ liên kết với nhau bằng α - 1,4 - glicozit tạo ra mạch không phân nhánh. - Phân tử amilozơ không ở dạng chuỗi thẳng mà xoắn lại tạo thành hình lò xo. Mỗi vòng xoắn bao gồm 6 gốc glucozơ.b) Phân tử amilopectin - Các gốc α - glucozơ liên kết bằng 2 loại liên kết sau đây: + Liên kết α - 1,4 - glicozit: để tạo ra một chuỗi dài (có 20 - 30 mắt xích α - glucozơ). + Liên kết α - 1,6 - glicozit: để tạo thành mạch phân nhánh.

2.2. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên

- Tinh bột tồn tại trong điều kiện thường là chất rắn vô định hình, màu trắng, không tan trong nước nguội. - Trong nước nóng có nhiệt độ từ 65oC trở lên thì tinh bột chuyển thành dạng dung dịch keo (hồ tinh bột). - Tinh bột có một hàm lượng cao trong các loại ngũ cốc, củ (khoai, sắn), quả (táo, chuối),…

2.3. Tính chất hóa học

2.3.1. Phản ứng thủy phân

a) Thủy phân nhờ xúc tác axit vô cơ: dung dịch thu được sau phản ứng có khả năng tráng bạc:(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6b) Thủy phân nhờ enzim: - Quá trình sản xuất bánh mì thực tế là quá trình đextrin hóa bằng nhiệt và men. Cơm cháy chính là hiện tượng đextrin hóa bằng nhiệt. - Ăn bánh mì, cơm cháy sẽ dễ tiêu hóa và có vị hơi ngọt vì phân tử tinh bột chuỗi lớn đã được phân cắt nhỏ thành các đisaccarit và monosaccarit.

2.3.2. Phản ứng màu với dung dịch iot

- Hồ tinh bột + dung dịch I2 tạo ra sản phẩm là hợp chất màu xanh tím.- Đun nóng hỗn hợp lên thì thấy mất màu của hỗn hợp đó nếu để nguội thì màu xanh tím lại xuất hiện.

2.4. Sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể

- Khi đưa tinh bột vào cơ thể: tinh bột bị các enzim (có trong nước bọt, dịch vị dạ dày, ruột non,...) phân giải thành disaccarit ở miệng, dạ dày (mantozo) - monosaccarit ở ruột non (glucozo). Glucozo được hấp thu qua thành ruột non, đi vào máu và nhờ hệ tuần hoàn phân phối đến các tế bào trong cơ thể.- Tế bào khi có glucose là nguyên liệu của quá trình hô hấp, phân tử glucose bị phân giải, giải phóng ra CO2, H2O và ATP (là nguồn năng lượng rất quan trọng cung cấp cho mọi hoạt động sống của tế bào).C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP

2.5. Sự tạo thành tinh bột trong cây xanh

Tinh bột được hình thành trong cây xanh từ khí cacbonic và nước nhờ ánh sáng mặt trời (quá trình này gọi là quá trình tự dưỡng). Khí cacbonic được lá cây hấp thu từ không khí ngoài môi trường, nước được rễ cây hút từ đất. Chất diệp lục (clorophin) có chức năng hấp thụ năng lượng của ánh sáng mặt trời là điều kiện qua trọng trong quá trình này. Quá trình tạo thành tinh bột như trên được gọi là quá trình quang hợp. Quang hợp trải qua nhiều giai đoạn phức tạp, trong đó có giai đoạn tạo thành glucozơ có phương trình hoá học như sau:6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n + 6nO2

3. Xenlulozơ

3.1. Cấu trúc phân tử của xenlulozơ

Xenlulozo có cấu trúc phân tử rất lớn, là polyme hợp thành từ các mắt xích b - glucozơ nối với nhau bởi các liên kết b -1,4 - glicozit, phân tử không phân nhánh và không xoắn.

3.2. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên

- Là chất rắn màu trắng, hình sợi, không mùi và không vị, không tan trong dung môi hữu cơ thông thường và không tan trong nước khi đun nóng.- Là thành phần chính cấu tạo thành lớp màng của tế bào thực vật, có nhiều trong bông, đay, gai, tre nứa.

3.3. Tính chất hóa học của Xenlulozơ

3.3.1. Phản ứng thủy phân

(C6H10O5)n + nH2­O → nC6H12O6 (môi trường H2SO4, nhiệt độ)

3.3.2. Phản ứng của ancol đa chức

a) Tác dụng với HNO3/H2SO4 đ[C6H7O2(OH)3]n + 3nHN­O3 → [C6H7O2(ONO2)3]n+ 3nH2O (môi trường H2SO4, nhiệt độ)⇒ Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh được dùng làm thuốc súng không khói.b) Xenlulozơ tác dụng với chất anhiđrit axetic sẽ hình thành xenlulozơ triaxetat [C6H7O2(OCOCH3)3]n (tơ axetat)c) Xenlulozơ tác dụng với NaOH và CS2 (hay còn gọi là dung dịch Visco) tạo thành tơ viscoLưu ý: Xenlulozơ không thể phản ứng với Cu(OH)2 nhưng lại có thể tan được trong dung dịch [Cu(NH3)4](OH)2 (hay còn gọi là dung dịch Svayde).

3.4. Ứng dụng

- Các vật liệu có chứa nhiều xenlulozơ như gỗ, nứa, tre,... thường được ứng dụng trong việc làm vật liệu xây dựng, đồ dùng gia đình,...- Xenlulozơ bán nguyên chất và nguyên chất được sử dụng để chế thành tơ, sợi , giấy viết, giấy làm bao bì, còn xenlulozơ trinitrat được dùng làm thuốc súng.- Thủy phân xenlulozơ sẽ được glucozơ làm nguyên liệu để sản xuất ethanol.Đăng ký ngay để được các thầy cô ôn tập kiến thức xây dựng lộ trình ôn thi THPT sớm đạt 9+ phù hợp nhất với bản thân

4. Một số bài tập về saccarozơ tinh bột và xenlulozơ (có lời giải)

Câu hỏi 1: Thủy phân 324g tinh bột với điều kiện hiệu suất 75% của phản ứng. Ta thu được khối lượng glucozơ là bao nhiêu?Phương pháp giải:Để đơn giản hóa bài toán ta coi tinh bột chỉ gồm 1 mắt xích C6H10O5.Lời giải chi tiết:Để đơn giản hóa bài toán t...