Đáp án Hoá học 12 kết nối Bài 6: Tinh bột và cellulose

BÀI 6. TINH BỘT VÀ CELLULOSE

MỞ ĐẦU

Tinh bột và cellulose đều là polysaccharide, nhưng chúng đóng vai trò quan trọng khác nhau trong thực vật và có một số ứng dụng khác nhau trong cuộc sống. Vậy, về cấu tạo và tính chất của tinh bột và cellulose khác nhau như thể nào?

Hướng dẫn chi tiết:

I. CẤU TẠO PHÂN TỬ

Câu hỏi 1: Cấu tạo của tinh bột và cellulose có những đặc điểm nào khác nhau?

Hướng dẫn chi tiết:

- Tinh bột: gồm amylose và amylopectin.

+ Amylose cấu tạo từ nhiều đơn vị -glucose liên kết với nhau qua liên kết -1,4-glycoside.

+ Amylopectin gồm các chuỗi amylose. Các chuỗi này liên kết với nhau tạo cấu tạo mạch nhánh qua liên kết -1,6-glycoside.

- Cellulose: cấu tạo từ nhiều đơn vị -glucose qua liên kết -1,4-glycoside và hình thành chuỗi không nhánh.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Hoạt động thí nghiệm: Phản ứng thủy phân tinh bột

Chuẩn bị:

Hóa chất: dung dịch hồ tinh bột 1%, dung dịch CuSO₄ 5%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch HCl 1 M, NaHCO₃ rắn, nước nóng.

Dụng cụ: ống nghiệm, cốc thủy tinh, bếp điện.

Tiến hành:

- Cho khoảng 5 mL dung dịch hồ tinh bột 1% vào ống nghiệm. Sau đó thêm khoảng 1 mL dung dịch HCl 1 M vào, lắc đều.

- Đặt ống nghiệm trong một cốc thủy tinh chứa nước nóng, đun cách thủy trong 10 phút. Sau đó để nguội.

- Thêm từ từ NaHCO₃ vào đến khí ngừng sủi bọt khí.

- Cho khoảng 2 mL dung dịch thu được vào ống nghiệm chứa Cu(OH)₂ (được điều chế bằng cách cho 0,5 mL dung dịch CuSO4 5% vào 2 mL dung dịch NaOH 10%, lắc nhẹ). Sau đó đặt ống nghiệm trong cốc thủy tinh chứa nước nóng khoảng 5 phút.

Quan sát hiện tượng xảy ra và rút ra nhận xét.

Hướng dẫn chi tiết:

- Cho hồ tinh bột vào dung dịch HCl đun nóng thì xảy phản ứng thủy phân tinh bột tạo thành glucose.

Phương trình hóa học: (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  nC₆H₁₂O₆ (glucose).

- NaHCO₃ được cho vào ống nghiệm hòa tan dung dịch HCl còn lại trong ống nghiệm sinh ra khí CO₂. Khi khí ngừng sủi bọt thì chứng tỏ HCl đã phản ứng hết.

Phương trình hóa học: NaHCO₃ + HCl  NaCl + CO₂ + H₂O.

- Cho dung dịch Cu(OH)₂ vào ống nghiệm thì glucose sinh ra sau phản ứng thủy phân sẽ hòa tan Cu(OH)₂  tạo dung dịch màu xanh lam.

Phương trình hóa học: 2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂  (C₆H₁₂O₆)₂Cu + 2H₂O.

- Nhận xét: Thủy phân hoàn toàn tinh bột dưới tác dụng của enzyme hoặc acid thì thu được glucose.

Hoạt động thí nghiệm: Phản ứng màu của hồ tinh bột với iodine

Chuẩn bị:

Hóa chất: dung dịch iodine trong KI, dung dịch hồ tinh bột 1%.

Dụng cụ: ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt.

Tiến hành: Lấy 2 mL dung dịch hồ tinh bột 1% vào ống nghiệm. Nhỏ tiếp vài giọt dung dịch iodine vào ống nghiệm, lắc đều.

Quan sát hiện tượng xảy ra và rút ra nhận xét.

Hướng dẫn chi tiết:

- Hiện tượng: cho dung dịch iodine vào hồ tinh bột thì ta thấy hồ tinh bột từ màu trắng đục chuyển sang màu xanh tím.

- Nhận xét: Tinh bột tác dụng với indine tạo ra dung dịch có màu xanh tím đặc trưng.

Hoạt động thí nghiệm: Phản ứng thủy phân cellulose trong môi trường acid

Chuẩn bị:

Hóa chất: cellulose (bông), dung dịch H₂SO₄ 70%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch CuSO₄ 5%, NaHCO₃ rắn, nước nóng.

Dụng cụ: ống nghiệm, cốc thủy tinh 250 mL, đũa thủy tinh, đèn cồn, giá đựng ống nghiệm.

Tiến hành:

- Cho 10 mL dung dịch H₂SO₄ 70% vào cốc thủy tinh, thêm một lượng nhỏ cellulose (bông) vào cốc và dùng đũa thủy tinh khuấy đều. Sau đó, đặt cốc thủy tinh vào cốc nước nóng và khuấy trong khoảng 3 phút để cellulose tan hết tạo dung dịch đồng nhất.

- Trung hòa dung dịch bằng cách thêm từu từ NaHCO₃ đến khí ngừng sủi bọt khí, sau đó thêm tiếp 5 mL dung dịch NaOH 10%.

- Cho 5 mL dung dịch thu được ở trên vào ống nghiệm chứa Cu(OH)2 (được điều chế bằng cách cho 0,5 mL dung dịch CuSO4 5% vào 2 mL dung dịch NaOH 10%, lắc nhẹ). Đun nóng đều ống nghiệm khoảng 2 phút, sau đó để ống nghiệm trên giá khoảng 3 phút.

Chú ý: Cần thận trọng khi làm việc với dung dịch H₂SO₄ đặc.

Quan sát hiện tượng xảy ra, giải thích và viết phương trình hóa học.

Hướng dẫn chi tiết:

- Khi cho bông hay còn gọi là cellulose vào dung dịch H₂SO₄ đun nóng thì xảy phản ứng thủy phân cellulose tạo thành glucose.

Phương trình hóa học: (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  nC₆H₁₂O₆ (glucose).

- NaHCO₃ được cho vào ống nghiệm hòa tan dung dịch HCl còn lại trong ống nghiệm sinh ra khí CO₂. Khi khí ngừng sủi bọt thì chứng tỏ HCl đã phản ứng hết.

Phương trình hóa học: 2NaHCO₃ + H₂SO₄  Na₂SO₄ + 2CO₂ + 2H₂O.

- Cho dung dịch Cu(OH)₂ vào ống nghiệm thì glucose sinh ra sau phản ứng thủy phân sẽ hòa tan Cu(OH)₂  tạo dung dịch màu xanh lam.

Phương trình hóa học: 2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂  (C₆H₁₂O₆)₂Cu + 2H₂O.

- Khi đung nóng ống nghiệm chứa dung dịch màu xanh lam thì sau phản ứng thấy xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch.

Phương trình hóa học:

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + NaOH + 2Cu(OH)₂  CH₂OH[CHOH]4COONa + 3H₂O + Cu₂O.

Câu hỏi 2: Tại sao tinh bột và cellulose đều có thể dùng để sản xuất ethanol?

Hướng dẫn chi tiết: