Đáp án Hoá học 12 chân trời sáng tạo Bài 3: Glucose Và Fructose

BÀI 3. GLUCOSE VÀ FRUCTOSE

MỞ ĐẦU

Cùng với chất béo và protein, carbohydrade là một trong ba nguồn cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể.

Carbohydrade là gì? Chúng có cấu tạo, tính chất hóa học như thế nào và được ứng dụng ra sao trong đời sống?

Hướng dẫn chi tiết:

- Carbohydrade là những hợp chất hữu cơ tạp chức và có công thức chung là C_n(H₂O)_m.

- Phân tử có cấu tạo gồm nhiều loại nhóm chức phức tạp, tồn tại ở dạng mạch vòng và mạch hở.

- Tính chất hóa học: có tính chất của polyalcohol, aldehyde, hemiacetal, disaccharide, polysaccharide.

- Ứng dụng:

+ Glucose dùng để tráng gương, sản xuất ethanol, thực phẩm và đồ uống.

+ Saccharose dùng để sản xuất thực phẩm như bánh, kẹo, nước giải khát và đồ uống có gas,...

+ Maltose dùng để làm nguyên liệu sản xuất bia và chất ngọt cho một số loại bánh kẹo.

+ Tinh bột là nguồn nguyên liệu chính của con người và một số động vật. Ngoài  ra còn được sử dụng làm chất kết dính trong công nghiệp giấy và công nghiệp dệt may.

+ Cellulose dùng để làm vật liệu xây dựng, sản xuất giấy, sợi tự nhiên  và sợi nhân tạo, là nguyên liệu để điều chế ethanol và cellulose trinitrate.

1. KHÁI NIỆM, CÁCH PHÂN LOẠI CARBOHYDRATE

Thảo luận 1: Dựa vào đặc điểm nào để phân loại carbohydrade?

Hướng dẫn chi tiết:

Đặc điểm nào để phân loại carbohydrade:

- Khả năng thủy phân của các hydrocarbon.

- Số phân tử thu được sau phản ứng thủy phân một phân tử carbohydrate đó.

2. GLUCOSE VÀ FRUCTOSE

Luyện tập: Tại sao mật ong ngọt hơn nhiều các loại trái cây chín?

Hướng dẫn chi tiết:

Vì trong mật ong chứa trung bình 40% fructose và 30% glucose theo khối lượng, cao hơn nhiều so với các loại trái cây chín. Và fructose ngọt hơn so với glucose nên mật ong sẽ ngọt hơn nhiều các loại trái cây chín khác.

Thảo luận 2: So sánh đặc điểm cấu tạo của phân tử glucose và fructose ở dạng mạch hở.

Hướng dẫn chi tiết:

Thảo luận 3: Tiến hành Thí nghiệm 1, quan sát hiện tượng xảy ra. Nhận xét và rút ra kết luận.

Hướng dẫn chi tiết:

- Cho dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO₄ thì thấy xuất hiện kết tủa màu xanh.

Phương trình hóa học: NaOH + CuSO₄  Na₂SO₄ + Cu(OH)₂ .

- Tiếp đến cho glucose vào ống nghiệm chứa kết tủa thì thấy hiện tượng kết tủa bị hòa tan tạo thành dung dịch có màu xanh lam do glucose tan trong dung dịch Cu(OH)₂.

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

Kết luận: Vì glucose và fructose đều là các polyalcohol có các nhóm -OH liền kề nên chúng có khả năng hòa tan dung dich Cu(OH)₂ tạo ra dung dịch màu xanh lam.

Thảo luận 4: Tiến hành Thí nghiệm 2 theo hướng dẫn. Nhận xét và giải thích hiện tượng quan sát được sau thí nghiệm.

Hướng dẫn chi tiết:

- Cho dung dịch AgNO₃ vào dung dịch NH₃ ta thấy xuất hiện kết tủa trắng.

Phương trình hóa học: 2AgNO₃ + 2NH₃ + H₂O  Ag₂O  + 2NH₄NO₃

Cho đến dư dung dịch NH₃ thì kết tủa bị hòa tan tạo ra dung dịch thuốc thử Tollens.

Phương trình hóa học: Ag₂O + H₂O + 2NH₄NO₃  2[Ag(NH₃)₂]OH

- Tiếp đến cho glucose vào thuốc thử Tollens thì sau phản ứng thấy xuất hiện kết tủa trắng.

Phương trình hóa học:

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH  CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag  + 3NH₃ + H₂O.

- Fructose không có nhóm -CHO trong phân tử nhưng được chuyển hóa thành glucose trong môi trường kiềm của thuốc thử Tollens. Nên fructose cũng tham gia phản ứng tương tự glucose.

Thảo luận 5: Tiến hành Thí nghiệm 3 theo hướng dẫn. Nhận xét hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm. Vì sao fructose cũng tham gia vào phản ứng này?

Hướng dẫn chi tiết:

- Cho dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO₄ thì thấy xuất hiện kết tủa màu xanh.

Phương trình hóa học: NaOH + CuSO₄  Na₂SO₄ + Cu(OH)₂ .

- Tiếp đến cho glucose vào ống nghiệm chứa kết tủa thì thấy hiện tượng kết tủa bị hòa tan tạo thành dung dịch có màu xanh lam do glucose tan trong dung dịch Cu(OH)₂.

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

- Đun nóng ống nghiệm 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 .

- Trong môi trường kiềm, fructose sẽ được chuyển hóa thành glusose và nên fructose cũng tham gia phản ứng này.

Thảo luận 6: Tiến hành Thí nghiệm 4 theo hướng dẫn. Nêu hiện tượng xảy ra. Giải thích.

Hướng dẫn chi tiết:

Cho dung dịch glucose vào nước bromie thì dung dịch bromine màu nâu đỏ bị mất màu.

Phương trình hóa học:

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + Br₂ + H₂O  CH₂OH[CHOH]₄COOH + 2HBr.

Thảo luận 7: Tại sao các phản ứng lên men lại cần nhiệt độ không quá cao?

Hướng dẫn chi tiết:

Do mỗi enzyme đều có một nhiệt độ tối ưu nên tại đây, enzyme có hoạt tính tối đa làm tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất. Tuy nhiên nếu vượt quá nhiệt độ tối ưu, do có bản chất là protein nên enzyme bị biến tính, làm tốc độ phản ứng giảm. Bởi vậy nên các phản ứng lên men lại cần nhiệt độ không quá cao.

Vận dụng: Vì sao trong y học, người ta thường dùng glucose để trị chứng hạ đường huyết?

Hướng dẫn chi tiết:

Bệnh nhân hạ đường huyết có nồng độ glucose trong máu giảm. Do đặc điểm của glucose là có thể hấp thụ trực tiếp qua màng ruột non vào máu, giúp tăng lượng glucose trong máu nhanh hơn các loại carbohydrade khác nên trong y học, người ta thường dùng glucose để trị chứng hạ đường huyết.

BÀI TẬP

Bài 1: Có các phát biểu sau:

1) Glucose và fructose không tham gia phản ứng thủy phân.

2) Có thể phân biệt glucose và fructose bằng nước bromine.

3) Carbohydrate là những hợp chất hữu cơ tạp chức, thường có cồn thức chung là C_n(H₂O)_m.

4) Chất béo không phải là carbohydrate.

Số phát biểu đúng là

Hướng dẫn chi tiết:

1) Glucose và fructose đều thuộc monosaccharide nên không tham gia phản ứng thủy phân.  Đúng.

2) Glucose làm mất màu nước bromine. Trong môi trường acid fructose không làm mất màu nước bromime. Nên có thể phân biệt glucose và fructose bằng nước bromine.

Phương trình hóa học:

CH₂OH(CHOH)₄CHO + Br₂ + H₂O  CH₂OH(CHOH)₄COOH + 2HBr.

3) Đúng.

4) Đúng.

Có 4 phát biểu đúng  Chọn D.

Bài 2: Cho biết mỗi nhận xét dưới đây là đúng hay sai?

1. a) Glucose và fructose là đồng phân cấu tạo của nhau.
2. b) Glucose và fructose là carbohydrate thuộc nhóm monosaccharide.
3. c) Có thể phân biệt glucose và fructose bằng thuốc thử Tollens.

Hướng dẫn chi tiết:

1. a) Đúng.
2. b) Đúng.
3. c) Sai. Vì fructose chuyển hóa thành glucose trong môi trong môi trường kiềm của thuốc thử Tollens nên fructose cũng tham gia phản ứng tương tự glucose. Do đó không thể phân biệt glucose và fructose bằng thuốc thử Tollens.

Bài 3: Đun nóng dung dịch chứa 10 gam glucose với dung dịch AgNO₃ (dư) trong ammonia thấy có kim loại bạc tách ra. Tính khối lượng kim loại bạc tối đa thu được trong thí nghiệm.

Hướng dẫn chi tiết:

 (mol).

Phương trình hóa học:

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH  CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag + 3NH₃ + H₂O (1).

Từ phương trình (1) có:  (mol).

Khối lượng kim loại bạc tối đa thu được trong thí nghiệm là:

 (g).