CACBOHI RAT • Cacbohi rat (gluxit, saccarit) nh ng h p ch t h u t p ch c, thư ng có cơng th c chung Cn(H2O)m • Cacbohi rat c phân thành ba nhóm sau ây: - Monosaccarit: nhóm cacbohi rat ơn gi n nh t, không th th y phân c Ví d : glucozơ, fructozơ (C6H12O6) - isaccarit: nhóm cacbohi rat mà th y phân sinh phân t monosaccarit Ví d : saccarozơ, mantozơ (C12H22O11) - Polisaccarit: nhóm cacbohi rat ph c t p mà th y phân monosaccarit Ví d : tinh b t, xenlulozơ (C6H10O5)n n sinh nhi u phân t GLUCOZƠ I – TÍNH CH T V T LÍ VÀ TR NG THÁI T NHIÊN - Glucozơ ch t k t tinh, khơng màu, nóng ch y o o 146 C (d ng α) 150 C (d ng β), d tan nư c - Có v ng t, có h u h t b ph n c a (lá, hoa, r …) nho) - Trong máu ngư i có m t lư ng nh glucozơ, h u không c bi t qu chín (cịn g i ng i (kho ng 0,1 %) II – C U TRÚC PHÂN T Glucozơ có cơng th c phân t C6H12O6, t n t i d ng m ch h d ng m ch vòng D ng m ch h Ho c vi t g n là: CH2OH[CHOH]4CHO D ng m ch vịng - Nhóm – OH (≈ 64 %) C5 c ng vào nhóm C = O t o hai d ng vòng c nh α β α – glucozơ (≈ 36 %) d ng m ch h (0,003 %) β – glucozơ - N u nhóm – OH ính v i C1 n m dư i m t ph ng c a vòng c nh α -, ngư c l i n m m t ph ng c a vòng c nh β – - Nhóm – OH v trí C s c g i OH – hemiaxetal III – TÍNH CH T HĨA H C Glucozơ có tính ch t c a an ehit (do có nhóm ch c an ehit – CHO) ancol a ch c (do có nhóm OH v trí li n k ) Tính ch t c a ancol a ch c (poliancol hay poliol) a) Tác d ng v i Cu(OH)2 nhi t thư ng: Dung d ch glucozơ hòa tan Cu(OH)2 cho dung d ch ph c 2C6H12O6 + Cu(OH) ng – glucozơ có màu xanh lam (C6H11O6)2Cu + 2H2O b) Ph n ng t o este: C6H7O(OH)5 + 5(CH3CO)2O C6H7O(OOCCH3)5 + 5CH3COOH Tính ch t c a an ehit a) Oxi hóa glucozơ: - V i dung d ch AgNO3 NH3, un nóng (thu c th Tollens) cho ph n ng tráng b c CH2OH[CHOH]4CHO + 2[Ag(NH3)2]OH CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O (amoni gluconat) - V i dung d ch Cu(OH)2 NaOH, un nóng (thu c th Felinh) CH2OH[CHOH]4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH CH2OH[CHOH]4COONa + Cu2O (natri gluconat) ( + 2H2O g ch) - V i dung d ch nư c brom: CH2OH[CHOH]4CHO + Br2 + H2O CH2OH[CHOH]4COOH + 2HBr b) Kh glucozơ: CH2OH[CHOH]4CHO + H2 Ph n CH2OH[CHOH]4CH2OH (sobitol) ng lên men Tính ch t riêng c a d ng m ch vịng - Riêng nhóm OH glicozit C1 (OH – hemiaxetal) c a d ng vịng tác d ng v i metanol có HCl xúc tác, t o metyl - Khi nhóm OH n a IV – C1 ã chuy n thành nhóm OCH3, d ng vịng khơng th chuy n sang d ng m ch h I U CH VÀ NG D NG i u ch (trong công nghi p) - Th y phân tinh b t v i xúc tác HCl loãng ho c enzim - Th y phân xenlulozơ v i xúc tác HCl c (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 ng d ng - Trong y h c: dùng làm thu c tăng l c cho ngư i b nh (d h p thu cung c p nhi u lư ng) - Trong công nghi p: dùng V– tráng gương, tráng ru t phích (thay cho an ehit an ehit c) NG PHÂN C A GLUCOZƠ : FRUCTOZƠ C u t o a) D ng m ch h : Fructozơ (C6H12O6) d ng m ch h m t polihi roxi xeton, có cơng th c c u t o thu g n là: Ho c vi t g n là: CH2OH[CHOH]3COCH2OH b) D ng m ch vòng: -T nt ic d ng m ch vòng c nh c nh - D ng m ch vịng c nh có d ng α – fructozơ β – fructozơ + Trong dung d ch, fructozơ t n t i ch y u + tr ng thái tinh th , fructozơ d ng β vòng c nh d ng β, vòng c nh α – fructozơ β – fructozơ c Tính ch t v t lí tr ng thái t nhiên - Là ch t r n k t tinh, d tan nư c, có v ng t g p rư i ng mía g p 2,5 l n glucozơ - V ng t c a m t ong ch y u fructozơ (chi m t i 40 %) Tính ch t hóa h c - Fructozơ có tính ch t c a poliol c a OH – hemiaxetal tương t glucozơ - Trong mơi trư ng trung tính ho c axit, fructozơ khơng th hi n tính kh c a an ehit, môi trư ng ki m, fructozơ l i có tính ch t có s chuy n hóa gi a glucozơ fructozơ qua trung gian m t en iol glucozơ en iol fructozơ ( Chú ý: Fructozơ không ph n ng c v i dung d ch nư c brom khơng có ph n ng lên men) SACCAROZƠ I – TÍNH CH T V T LÍ VÀ TR NG THÁI T NHIÊN - Saccarozơ ch t k t tinh, không màu, d tan nư c, ng t glucozơ, nóng ch y nhi t o 185 C - Có nhi u mía (nên saccarozơ cịn c g i ng mía), c c i ng, th t n t… - Có nhi u d ng s n ph m: ng phèn, ng kính, ng cát… II – C U TRÚC PHÂN T - Công th c phân t : C12H22O11 - Trong phân t saccaozơ g c α – glucozơ g c β – fructozơ liên k t v i qua nguyên t oxi gi a C1 c a glucozơ C2 c a fructozơ (C1 – O – C2) - Công th c c u t o cách ánh s c a vòng: g c α – glucozơ fructozơ g cβ– - Nhóm OH – hemiaxetal khơng cịn nên saccarozơ khơng th m vịng t o nhóm – CHO III – TÍNH CH T HĨA H C Tính ch t c a ancol a ch c Dung d ch saccarozơ hòa tan k t t a Cu(OH)2 thành dung d ch ph c 2C12H22O11 + Cu(OH)2 Ph n ng – saccarozơ màu xanh lam (C12H21O11)2Cu + 2H2O ng c a isaccarit (th y phân) Saccarozơ b th y phân thành glucozơ fructozơ khi: + un nóng v i dung d ch axit + Có xúc tác enzim h tiêu hóa c a ngư i IV NG D NG VÀ S N XU T Ư NG SACCAROZƠ ng d ng Saccarozơ c dùng nhi u công nghi p th c ph m, công nghi p dư c ph m pha ch thu c s n xu t bánh k o, nư c gi i khát…Trong S n xu t ng saccarozơ Các giai o n s n xu t saccarozơ t mía: (1) Ép mía (2) l y nư c mía (12 – 15 % ng) un nư c mía v i vơi s a o 60 C + Các axit béo protit có nư c mía chuy n thành k t t a c l c b + Saccarozơ chuy n thành mu i tan canxi saccarat C12H22O11 + Ca(OH)2 + H2O C12H22O11.CaO.2H2O (3) S c CO2 vào dung d ch l c b k t t a CaCO3 thu c dung d ch saccarozơ có màu vàng C12H22O11.CaO.2H2O + CO2 C12H22O11 + CaCO3 + 2H2O (4) T y màu nư c ng b ng khí SO2 (5) Cô c dung d ch nư c ng (không màu su t) dư i áp su t th p Làm l nh dùng máy li tâm tách ng k t tinh V– NG PHÂN C A SACCAROZƠ : MANTOZƠ Mantozơ c g i ng m ch nha Công th c phân t C12H22O11 C u trúc - tr ng thái tinh th , phân t mantozơ g m g c glucozơ liên k t v i v i C4 c a g c α – glucozơ qua m t nguyên t oxi - Liên k t α – C1 – O – C4 c g i liên k t α – 1,4 – glicozit - Trong dung d ch, g c glucozơ th có th m vịng t o nhóm – CHO C1 c a g c α – glucozơ Liên k t α – 1,4 – glicozit Tính ch t hóa h c a) Tính ch t c a ancol a ch c: gi ng saccarozơ b) Ph n ng c a isaccarit (th y phân): Mantozơ b th y phân thành phân t glucozơ khi: - un nóng v i dung d ch axit - Ho c có xúc tác enzim mantaza Glucozơ c) Tính kh c a an ehit: Mantozơ có nhóm an ehit nên cho ph n ng tráng b c, ph n ng kh Cu(OH)2 ph n ng v i dung d ch nư c brom i u ch Th y phân tinh b t nh xúc tác enzim amilaza (có m m lúa) 2(C6H10O5)n + nH2O nC12H22O11 Tinh b t TINH B T I – TÍNH CH T V T LÍ VÀ TR NG THÁI T - Tinh b t ch t r n vơ NHIÊN nh hình, màu tr ng, không tan nư c ngu i o - Trong nư c nóng t 65 C tr lên, tinh b t chuy n thành dung d ch keo (h tinh b t) - Tinh b t có nhi u lo i ngũ c c, c (khoai, s n), qu (táo, chu i)… II – C U TRÚC PHÂN T C u trúc Mantozơ Tinh b t h n h p c a hai lo i polisaccarit : amilozơ amilopectin, ó amilozơ chi m 20 – 30 % kh i lư ng tinh b t a) Phân t amilozơ - Các g c α – glucozơ liên k t v i b ng liên k t α – 1,4 – glicozit t o thành m ch không phân nhánh - Phân t amilozơ không du i th ng mà xo n l i thành hình lị xo M i vịng xo n g m g c glucozơ b) Phân t amilopectin - Các g c α – glucozơ liên k t v i b ng lo i liên k t: + Liên k t α – 1,4 – glicozit + Liên k t α – 1,6 – glicozit t o thành m t chu i dài (20 – 30 m t xích α – glucozơ) t o nhánh c i m a) Phân t kh i c a tinh b t không xác nh n bi n thiên kho ng r ng b) Tinh b t thu c lo i polime nên khơng có hai tính ch t sau: hịa tan Cu(OH)2 (dù có nhi u nhóm –OH li n k ) tính kh c a an ehit (dù t n phân t v n có nhóm OH –hemiaxetal) Các nhóm – OH tinh b t có kh t o este glucozơ III – TÍNH CH T HĨA H C Ph n ng c a polisaccarit (th y phân) a) Th y phân nh xúc tác axit vô cơ: dung d ch thu c sau ph n ng có kh tráng b c (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 b) Th y phân nh enzim: - Quá trình làm bánh mì q trình extrin hóa b ng men b ng nhi t Cơm cháy hi n tư ng extrin hóa b ng nhi t - Ăn bánh mì, cơm cháy d tiêu có v ng t phân t tinh b t ã c phân c t nh thành isaccarit monosaccarit Ph n ng màu v i dung d ch iot ( - H tinh b t + dung d ch I2 - un nóng th y m t màu, c trưng) h p ch t màu xanh tím ngu i màu xanh tím l i xu t hi n Gi i thích: M ch phân t c a amilozơ không phân nhánh xo n thành d ng hình tr Các phân t iot ã len vào, n m phía ng tr t o thành h p ch t b c có màu xanh tím Liên k t gi a iot amilozơ h p ch t b c liên k t y u Ngồi ra, amilopectin cịn có kh h p th iot b m t m ch nhánh H p ch t b c không b n nhi t cao, un nóng màu xanh tím b m t ngu i màu xanh tím xu t hi n tr l i IV – S CHUY N HĨA TINH B T TRONG CƠ TH (SGK hóa h c nâng cao l p 12 trang 43) V–S T O THÀNH TINH B T TRONG CÂY XANH (PH N NG QUANG H P) XENLULOZƠ I – TÍNH CH T V T LÍ VÀ TR NG THÁI T NHIÊN - Xenlulozơ ch t r n hình s i, màu tr ng, không mùi, không v , không tan nư c dung môi h u thông thư ng benzen, ete - Xenlulozơ thành ph n t o l p màng t bào th c v t, b khung c a c i - Xenlulozơ có nhi u trong (95 – 98 %), ay, gai, tre, n a (50 – 80 %), g (40 – 50 %) II – C U TRÚC PHÂN T C u trúc - Công th c phân t : (C6H10O5)n - Xenlulozơ m t polime h p thành t m t xích β – glucozơ b i liên k t β – 1,4 – glicozit c i m - M ch phân t không nhánh, không xo n, có b n hóa h c h c cao - Có kh i lư ng phân t r t l n (kho ng 1.000.000 – 2.400.000) - Xenlulozơ thu c lo i polime nên khơng có hai tính ch t sau: hịa tan Cu(OH)2 (dù có nhi u nhóm –OH li n k ) tính kh c a an ehit (dù t n phân t v n có nhóm OH –hemiaxetal) - Trong m i m t xích C6H10O5 có nhóm – OH t do, cơng th c c a xenlulozơ có th [C6H7O2(OH)3]n III – TÍNH CH T HĨA H C c vi t Ph n ng c a polisaccarit (th y phân) - X y un nóng xenlulozơ v i dung d ch axit vô (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 - Ph n ng x y nh enzim xenlulaza (trong d dày trâu, bò…) Cơ th ngư i không c xenlulozơ Ph n ng hóa ng c a ancol a ch c a) V i HNO3/H2SO4 c (ph n ng este hóa): [C6H7O2(OH)3]n + nHNO3 ( [C6H7O2(OH)3]n + 2nHNO3 ( c) [C6H7O2(OH)2ONO2]n + nH2O Xenlulozơ mononitrat c) [C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 ( [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n + 2nH2O Xenlulozơ initrat c) [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Xenlulozơ trinitrat - H n h p xenlulozơ mononitrat, xenlulozơ initrat c g i coloxilin Coloxilin dùng xenluloit dùng làm bóng bàn, chơi… - H n h p ch a ch y u xenlulozơ trinitrat c g i piroxilin (làm ch t n ), dùng khơng khói Ph n ng n x y sau: 2[C6H7O2(ONO2)3]n b) V i anhi rit axetic (có H2SO4 ch t o ch t d o ch t o thu c súng 6nCO2 + 6nCO + 4nH2O + 3nN2 + 3nH2 c) [C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3nCH3COOH Xenlulozơ triaxetat m t lo i ch t d o, d kéo thành tơ s i c) V i CS2 NaOH [C6H7O2(OH)3]n + nNaOH [C6H7O2(OH)2ONa]n + nCS2 Xenlulozơ xantogenat dùng [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O [C6H7O2(OH)2OCS–SNa]n Xenlulozơ xantogenat i u ch tơ visco d) Xenlulozơ không ph n ng v i Cu(OH)2, tan c dung d ch [Cu(NH3)4](OH)2 (nư c Svayde) t o ch t l ng nh t dùng t o tơ ng - amoniac IV - NG D NG Xenlulozơ có nhi u ng d ng quan tr ng s n xu t etylic… M TS i s ng s n xu t gi y, tơ, s i, ancol D NG BÀI T P V CACBOHI RAT Bài 1: Lên men a gam glucozơ v i hi u su t 90 %, lư ng CO2 sinh cho h p th h t vào dung d ch nư c vôi thu c 10,0 gam k t t a kh i lư ng dung d ch gi m 3,40 gam V y giá tr c a a là: A 20,0 gam B 15,0 gam C 30,0 gam D 13,5 gam G i ý: mCO2 = m k t t a – m dung d ch gi m = 10 – 3,4 = 6,6 gam 15 gam nCO2 = 0,15 a= = Bài 2: Lên men m t t n tinh b t ch a % t p ch t trơ thành ancol etylic, hi u su t m i trình lên men o 85 % N u em pha lỗng ancol ó thành rư u 40 (kh i lư ng riêng c a ancol etylic nguyên ch t 0,8 g/cm ) th tích dung d ch rư u thu c là: A 1218,1 lít B 1812,1 lít C 1225,1 lít D 1852,1 lít G i ý: (C6H10O5)n + nH2O m(C2H5OH) = ml nC6H12O6 = 389793,21 gam V(dung d ch rư u) = 2nC2H5OH + 2nCO2 V(C2H5OH nc) = = 1218,1 lít Bài 3: Hịa tan m gam h n h p saccarozơ mantozơ vào nư c thu c dung d ch X Chia X thành hai ph n b ng nhau: • Ph n 1: Cho tác d ng v i lư ng dư dung d ch AgNO3 NH3 thu c 10,8 gam k t t a • Ph n 2: Th y phân hoàn hoàn c dung d ch Y Cho Y ph n ng v a h t v i 40 gam Br2 dung d ch Gi thi t ph n ng u x y hoàn toàn Giá tr c a m là: A 273,6 gam B 102,6 gam C 136,8 gam D 205,2 gam G i ý: nAg = 0,1 mol ; nBr2 = 0,25 mol Ph n 1: ch có mantozơ ph n ng v i AgNO3 NH3 theo t l : n mantozơ = 0,1 : = 0,05 (mol) Ph n 2: - th y phân saccarozơ cho glucozơ fructozơ mantozơ cho glucozơ Tác d ng v i dung d ch brom ch có glucozơ tác d ng - n(mantozơ) = 0,05 mol th y phân cho 0,1 mol glucozơ mà Σ nBr2 pư = 0,25 saccarozơ) Th y phân = 0,25 – 0,1 = 0,15 mol n(saccarozơ) = 0,15 mol n(glucozơ V y giá tr m = 2.(0,05 + 0,15).342 = 136,8 gam Bài 4: Khí cacbonic chi m t l 0,03 % th tích khơng khí C n lít khơng khí ( CO2 cho ph n ng quang h p t o 50 gam tinh b t: A 112554,3 lít B 136628,7 lít C 125541,3 lít ktc) cung c p D 138266,7 lít Gơi ý: V(CO2 c n) = lít V(khơng khí c n) = = 138266,7 lít Bài 5: Ph n ng t ng h p glucozơ xanh sau: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 ( H = 2813 kJ) N u m t phút, m i cm b m t trái t nh n c kho ng 2,09 J lư ng m t tr i c n th i gian 10 xanh v i di n tích m i 10 cm t o c 1,8 gam glucozơ Bi t lư ng m t tr i ch s d ng 10 % vào ph n ng t ng h p glucozơ: A 18 gi C 26 gi 18 phút B 22 gi 26 phút D 20 gi G i ý: Trong phút, lư ng m t tr i 10 s d ng cho t ng h p glucozơ là: J Năng lư ng c n t o 1,8 gam glucozơ là: Th i gian c n là: 28130 : 20,9 =1346 phút hay 22 gi 26 phút kJ = 28130 J s n xu t t n xenlulozơ trinitrat c n a kg xenlulozơ b kg axit nitric Bi t s hao h t Bài 6: s n xu t 12 % Giá tr c a a b l n lư t là: B 719,8 kg 823 kg D 619,8 kg 823 kg A 619,8 kg 723 kg C 719,8 kg 723 kg G i ý: [C6H7O2(OH)3] + 3nHNO3 Do hao h t 12% a= [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O H = 88 % kg b = kg Bài 7: Cho xenlulozơ ph n ng v i anhi rit axetic (có H2SO4 c làm xúc tác) thu c 11,1 gam h n h p X g m xenlulozơ triaxetat, xenlulozơ iaxetat 6,6 gam axit axetic Ph n trăm theo kh i lư ng c a xenlulozơ iaxetat h n h p X là: A 77,8 % B 72,5 % D 27,5 % C 22,2 % G i ý: [C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O x [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3nCH3COOH x 3x [C6H7O2(OH)3]n + 2n(CH3CO)2O y [C6H7O2(OH)(OCOCH3)2]n + 2nCH3COOH y T có h phương trình: iaxetat) = 2y % (kh i lư ng xenlulozơ % ... nH2O nC6H12O6 b) Th y phân nh enzim: - Q trình làm bánh mì q trình extrin hóa b ng men b ng nhi t Cơm cháy hi n tư ng extrin hóa b ng nhi t - Ăn bánh mì, cơm cháy d tiêu có v ng t phân t tinh b t... cao, un nóng màu xanh tím b m t ngu i màu xanh tím xu t hi n tr l i IV – S CHUY N HÓA TINH B T TRONG CƠ TH (SGK hóa h c nâng cao l p 12 trang 43) V–S T O THÀNH TINH B T TRONG CÂY XANH (PH N NG... xenlulaza (trong d dày trâu, bị…) Cơ th ngư i khơng c xenlulozơ Ph n ng hóa ng c a ancol a ch c a) V i HNO3/H2SO4 c (ph n ng este hóa) : [C6H7O2(OH)3]n + nHNO3 ( [C6H7O2(OH)3]n + 2nHNO3 ( c) [C6H7O2(OH)2ONO2]n