1. Glucozo là gì?
Glucozo ( còn gọi là dextrose ) là một monosaccarit phổ biến nhất với công thức phân tử là C6H12O6. Glucozo chủ yếu được tạo ra bởi thực vật và hầu hết các loại taot trong quá trình quang hợp từ nước và CO2, sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Ở đó, nó được sử dụng để tạo ra cellulose trong thành tế bào và tinh bột.
Trong chuyển hóa năng lượng glocozo là nguồn nguyên liệu quan trọng nhất trong tất các các sinh vật để tạo ra năng lượng trong quá trình hô hấp tế bào. Trong thực vật nó được lưu trữ chủ yếu dưới dạng cellulose và tinh bột, còn ở động vật nó được lưu trữ trong glycogen.
- Công thức phân tử của glucozo là C6H12O6
- Phân tử khối: 180
- Đặc điểm cấu tạo: Cấu tạo phân tử của glucozo được xác định dựa trên kết quả của các thí nghiệm sau:
- Glucozo có tham gia phản ứng tráng bạc và bị oxi hóa bởi nước brom tạo thành axit gluconic. Từ đó cho thấy, glucozo có nhóm CH = O trong phân tử
- Glucozo tác dụng với Cu(OH)2 tạo ra dung dịch màu xanh lam, điều này chứng tỏ phân tử glucozo có nhiều nhóm OH liền kề nhau.
- Glucozo tạo este chứa 5 gốc axit CH3COO. Như vậy trong cấu tạo glucozo có 5 nhóm OH
- Khi khử hoàn toàn glucozo, người ta thu được hexan → sáu C tạo thành mạch không phân nhánh.
Kết luận : Glucozo là hợp chất tạp chức ở dạng mạch hở phân tử có cấu tạo của một andehit đơn chức và ancol 5 chức với công thức CH2OH - CHOH - CHOH - CHOH - CHOH - CH = O.
Viết gon là CH2OH(CHOH )4CHO
Trong đó người ta đánh só thứ tự cacbon bắt đầu từ nhóm CH = O
* Trạng thái tự nhiên và tính chất của glucozo
- Trạng thái tự nhiên của glucozo
- Glucozo xuất hiện trong hầu hết các bộ phận của thực vật, đặc biệt là quả chín. Đặc biệt glucozo có nhiều trong quả nho chín nên nó còn có tên gọi khác là đường nho.
- Glucozo chiếm 30% trong thành phần của mật ong
- Con người và động vật cũng co chứa glucozo trong cơ thể
- Tính chất vật lí
Glucozo là chất kết tinh không màu, dễ tan trong nước , có vị ngọt nhưng ngọt nhẹ hơn đường mía
* TÍnh chất hóa học của glucozo
Người ta chứng minh được rằng, glucozo mang tính chất hóa học đặc trưng của ancol đa chức và andehit thông qua những thí nghiệm dưới đây.
- Tính chất của ancol đa chức
- Tác dụng với Cu(OH)2
Trong dung dịch ở nhiệt độ thường glucozo hòa tan Cu(OH)2 cho dung dịch phức đồng - glucozo màu xanh lam.
2 C6H12O6 + Cu(OH)2 → ( C6H11O6)2 Cu + 2 H2O
- Phản ứng tạo este
C6H7(OH)5 + 5 (CH3CO)2O → C6H7(OOCCCH3 )5 + 5 CH3COOH
- Tính chất của andehit
Glucozo tham gia phản ứng tráng bạc, phản ứng khử, lên men rượu,...
- Phản ứng oxi hóa glucozo
- Phản ứng tráng bạc
Dung dịch AgNO3 có khả năng oxi hóa glucozo trong môi trường NH3. Sản phẩm tạo thành là muối amoni gluonat và bạc.
Phương trình :
CH2OH(CHOH)4CHO + 2 AgNO3 + 3 NH3 + H2O → CH2OH(CHOH)4COONH4 + 2 Ag + 2 NH4NO3
- Phản ứng Cu(OH)2/ OH
Glucozo bị oxi hóa bởi Cu(OH)2 trong môi trường kiềm. Kết quả phản ứng sẽ tạo thành muối natri gluconat, đồng ( I ) oxit và H2O.
Phương trình:
CH2OH(CHOH)4CHO + 2 Cu(OH)2 + NaOH → CH2OH(CHOH)4COONa + Cu2O + 3 H2O
- Phản ứng với dung dịch brom
Phương trình:
CH2OH(CHOH)4CHO + Br2 + 2 H2O → CH2OH(CHOH)4COOH + 2 HBr
- Phản ứng khử glucozo
Khi dẫn khí hidro vào dung dịch glucozo đun nóng có thêm chất xúc tác Ni, ta được một poliancol còn gọi là sobitol.
Phương trình:
CH2OH(CHOH)4CHO + H2 → CH2OH(CHOH)4CH2OH
- Phản ứng lên men rượu
Khi có enzim xúc tác, glucozo sẽ bị lên men, tạo ra sản phẩm tạo là ancol etylic và khí cacbonic.
Phương trình:
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2
* Cách điều chế glucozo
Trong công nghiệp và trong tự nhiên, phương pháp điều chế glucozo khác nhau. Do đó chất lượng và giá thành là hai yếu tố mà ta cân nhắc trong quá trình sử dụng.
- Trong công nghiệp: glucozo được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột nhờ xúc tác enzim hoặc axit clohidric loãng. Bên cạnh đó, người ta cũng thủy phân celluose ( có trong vỏ bào, mùn cưa ) nhờ chất xúc tác axit clohidric đặc thành glucozo để làm nguyên liệu sản xuất ethanol.
- Trong tự nhiên: glucozo được tổng hợp trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp phức tạp.
2. Fructozo là gì?
Fructozo là đồng phân của glucozo. Trong công thức tổng quát Cx(H2O)y thì cả hai hợp chất này đều có x = 6, y = 6 và đều là các monosaccarit.
- Công thức phân tử C6H12O6
- Fructozo có công thức cấu tạo mạch hở như sau:
CH2OH - CHOH - CHOH - CHOH - CO - CH2OH
Trong dung dịch, fructozo tồn tại chủ yếu dạng peta, vòng 5 hoặc 6 cạnh
*Tính chất vật lý đặc trưng:
- Fructozo là tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt hơn đường mía
- Chúng tồn tại nhiều trong quả ngọt và chiếm tới 40% thành phần của mật ong
- Fructozo có vị ngọt gấp rưỡi đường mía và gấp 2,5 lẫn glucozo
* Tính chất hóa học của fructozo
Phân tử fructozo bao gồm 5 nhóm OH. Có 4 nhóm liền kề và 1 nhóm chức C = o nên các tính chất hóa học của ancol đa chức và xeton. Fructozo có tính chất tương tự như glucozo.
- Fructozo hòa tan Cu(OH)2 ở ngay nhiệt độ thường
- Tác dụng với anhidrit axit tạo este 5 chức
- Tính chất của xeton: tác dụng với H2 tạo sobitol và tham gia phản ứng cộng HCN.
- Trong môi trường trung tính hoặc axit, fructozo không thể hiện tính khử của andihit nhưng trong môi trường kiềm, fructozo lại có tính chất này do có sự chuyển hóa giữa glucozo và fructozo qua trung gian là một endiol.
3. Thuốc thử để phân biệt glucozo vad fructozo
Có thể phân biệt dung dịch glucozo và dung dịch fructozo bằng thuốc thử là nước Br2.
Trong môi trường kiềm thì fructozo chuyển hóa thành glucozo theo cân bằng. VÌ vậy không thể phân biệt glucozo và fructozo bằng các thuốc thử có môi trường kiềm.
Dùng dung dịch nước Br2 có thể phân biệt được glucozo và fructozo do phản ứng của glucozo xảy ra phản ứng làm mất màu brom nếu dùng dư. Phương trình phản ứng diễn ra như sau:
CH2OH(CHOH ) 4 CHO + Br2 + H2O → CH2OH (CHOH )4 COOH + 2 HBr
Glucozo có nhóm chức andehit nên có thể tham gia phản ứng, fructozo do không có nhóm này thay thế vào đó là nhóm xeton nên không xảy ra hiện tượng gì.
4. Một số câu hỏi liên quan
Câu 1: Chất nào sau đây làm mất màu dung dịch nước brom ở điều kiện thường?
A. benzen
B. toluen
C. metan
D. etilen
Câu 2: Chất nào sau đây không thủy phân trong môi trường axit ?
A. xenlulozo
B. glucozo
C. saccarozo
D. tinh bột
Câu 3: Để phân biệt glucozo và fructozo thì nên chọn thuốc thử nào dưới đây
A. dung dịch AgNO3 trong NH3
B. Cu(OH)2 trong môi trường kiềm
C. Dung dịch nước brom
D. dung dịch CH3COO/ H2SO4 đặc
Câu 4: Để phân biệt glucozo với etanal ta dùng cách nào sau đây?
A. tác dụng với Cu(OH)2 ở nhiệt độ cao
B. tác dụng với Cu(OH)2 ở nhiệt độ phòng
C. thực hiện phản ứng tráng gương
D. dùng dung dịch Br2
Câu 5: Thuốc thử để nhận biết được tất cả các chất riêng biệt sau : glucozo, glixerol, etanol, etanal
A. Na
B. Cu(OH)2/ OH-
C. Nước brom
D. AgNO3 / NH3
Câu 6: Để phân biệt được dung dịch của các chất : Glucozo, etanol, fomandehit chỉ cần dùng thuốc thử là:
A. Cu(OH)2 / OH -
B. nước brom
C.( Ag(NH3)2)OH
D. Na
Câu 7: X là chất dinh dường có giá trị của con người nhất là đối với trẻ em, người già. Trong y học X được dùng làm thuốc tăng lực. Trong công nghiệp X được dùng để tráng gương, tráng ruột phích. X là
A. saccarozo
B. chất béo
C. glucozo
D. fructozo
Câu 8: Cho sơ đồ chuyển hóa sau:
C6H12O6 → X → Y → T → C6H12O4
Nhận xét nào về các chất X, Y, T trong sơ đồ trên là đúng:
A. nhiệt độ sôi của T nhỏ hơn X
B. chất Y phản ứng được với KHCO3 tạo khí CO2
C. chất X không tan trong nước
D. chất T phản ứng được với Cu(OH)2 ở điều kiện thường.
Trên đây là bài viết của Luật Minh Khuê về nội dung dùng thuốc thử nào để phân biệt glucozo và fructozo. HY vọng bài viết hữu ích đối với bạn đọc. Trân trọng cảm ơn !
