Giải chi tiết Hóa học 12 CTST bài 4 Saccharose vả maltose

MỞ ĐẦU

Trên kệ bếp của các gia đình thường có lọ đường ăn, tên hóa học là saccharose, dùng nhiều trong pha chế thực phẩm. Thuở ấu thơ, ai cũng từng có dịp thưởng thức các cây kẹo maltose, thường gọi là mạch nha. Saccharose có gì khác với maltose? Chúng có cấu tạo và tính chất hóa học như thế nào?

Bài làm chi tiết:

1. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ CÔNG THỨC CẤU TẠO CỦA SACCHAROSE, MALTOSE

Thảo luận 1: Phân tử saccharose có nhóm -OH hemiacetal hoặc nhóm -OH hemiketal không? Vì sao?

Bài làm chi tiết:

Phân tử saccharose không có nhóm -OH hemiacetal hoặc nhóm -OH hemiketal. Vì nhóm -OH hemiacetal của glucose và nhóm -OH hemiketal của fructose bị loại bỏ trong quá trình tạo liên kết -1,2-glycoside.

Thảo luận 2: Phân tử saccharose có thể mở vòng không? Giải thích.

Bài làm chi tiết:

Phân tử saccharose không thể mở vòng. Do saccharose được cấu tạo từ một đơn vị -glucose và một đơn vị -fructose nên không còn nhóm -OH hemiacetal tự do nên không thể tồn tại ở dạng mạch hở nên saccharose chỉ tồn tại ở dạng mạch vòng.

Thảo luận 3: Vì sao phân tử maltose có thể mở vòng?

Bài làm chi tiết:

Phân tử maltose có thể mở vòng vì maltose được cấu tạo từ hai đơn vị glucose nên vẫn còn nhóm -OH hemiacetal tự do nên gốc glucose có thể mở vòng, do đó maltose tồn tại đồng thời dạng mở vòng và mạch vòng.

2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA SACCHAROSE

Thảo luận 4: Dựa vào đặc điểm cấu tạo của phân tử saccharose, dự đoán tính chất cơ bản của saccharose.

Bài làm chi tiết:

Tính chất cơ bản của saccharose:

- Tính chất của polyalcohol.

- Phản ứng thủy phân.

Thảo luận 5: Nhận xét và giải thích hiện tượng trong thí nghiệm.

Bài làm chi tiết:

- Khi cho dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO₄ thì thấy xuất hiện kết tủa xanh.

PTHH: NaOH + CuSO₄  Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

Kết tủa màu xanh chính là Cu(OH)₂.

- Kho cho saccharose vào ống nghiệm chứa kết tủa thì kết tủa sẽ bị hòa tan tạo thành dung dịch có màu xanh lam vì saccharose tan trong dung dịch Cu(OH)₂.

PTHH: 2C₁₂H₂₂O₁₁ + Cu(OH)₂  (C₁₂H₂₂O₁₁)₂Cu + 2H₂O 

Luyện tập: Bằng phương pháp hóa học phân biệt 3 dung dịch riêng biệt sau: glucose, fructose và saccharose.

Bài làm chi tiết:

Cho nước bromine vào 3 lọ dung dịch glucose, fructose và saccharose ta thấy glucose làm nước bromine mất màu còn fructose và saccharose không có hiện tượng gì.

PTHH: 

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

Cho dung dịch AgNO3/NH3 vào dung dịch fructose và saccharose ta thấy xuất hiện kết tủa trắng trong dung dịch fructose còn saccharose không xảy ra hiện  tượng gì.

PTHH: 

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

Vận dụng: Giải thích tại sao khi đun nước đường có thêm một ít nước chanh thì dung dịch thu được ngọt hơn.

Bài làm chi tiết:

Khi đun nước đường có thêm một ít nước chanh thì dung dịch thu được ngọt hơn. Vì trong nước đường có chứa saccharose, khi thêm chanh tức thêm môi trường acid vào nước đường đun nóng thì saccharose sẽ bị thủy phân tạo thành glucose và fructose. Mà fructose có vị ngọt hơn saccharose nên dung dịch thu được có vị ngọt hơn.

BÀI TẬP

Bài 1: Carbohydrate nào dưới đây không có nhóm -OH hemiacetal hoặc nhóm -OH hemiketal?

Bài làm chi tiết:

- Glucsose có nhóm -OH hemiacetal.

- Fructose có nhóm -OH hemiketal.

- Saccharose không có nhóm -OH hemiacetal hoặc nhóm -OH hemiketal.

- Maltose có nhóm -OH hemiacetal.

Chọn C.

Bài 2: Cho các carbohydrate sau: glucose, fructose, saccharose và maltose. Số carbohydrate có khả năng mở vòng nhờ dung dịch nước là

Bài làm chi tiết:

Các carbohydrate tồn tại ở dạng mạch hở và mạch vòng: glucose, fructose, maltose.

Chọn C.

Bài 3: Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ (X, Y, Z, T là các chất hữu cơ khác nhau):

Bài làm chi tiết:

PTHH: C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O  enzyme hoặc H+→  C₆H₁₂O₆ (glucose) + C₆H₁₂O₆ (fructose).

Ta thấy Y làm mất màu nước bromine nên Y là C₆H₁₂O₆ (glucose) còn X là C₆H₁₂O₆ (fructose).

PTHH:

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

Vậy T là CH₂OH[CHOH]₄COONH₄.

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

Vậy Z là CH₂OH[CHOH]₄COOH.

Bài 4: Thủy phân 100 gam saccharose thu được 104,5 gam hỗn hợp gồm glucose, fructose và saccharose còn dư. Tính hiệu suất phản ứng thủy phân saccharose.

Bài làm chi tiết:

PTHH: C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O  enzyme hoặc H+→  C₆H₁₂O₆ (glucose) + C₆H₁₂O₆ (fructose).

Định luật bảo toàn khối lượng:

msaccharose+mH2O=mglucose+mfructose 

mH2O=(mglucose+mfructose)-msaccharose=104,5-100=4,5 (g).

nH2O=mH2OMH2O=4,518=0,25 (mol).

Theo PTHH ta có nsaccharose=nH2O=0,25 (mol).

msaccharose=nsaccharose.Msaccharose=0,25.342=85,5 (g).

Hiệu suất phản ứng thủy phân saccharose là:

H=msaccharose(LT)msaccharose(TT)=85,5100.100%=85,5%.