(C6H10O5)n + H2O → nC6H12O6 | Thủy phân tinh bột hoặc xenlulozơ

(C₆H₁₀O₅)n + H₂O → nC₆H₁₂O₆

(Thủy phân tinh bột hoặc xenlulozơ)

1. Phương trình phản ứng thuỷ phân của tinh bột, xenlulozơ

2. Cách tiến hành phản ứng thuỷ phân của tinh bột, xenlulozơ

- Đun nóng dung dịch tinh bột hoặc xenlulozơ trong môi trường axit loãng.

3. Hiện tượng của phản ứng thuỷ phân của tinh bột, xenlulozơ

- Không có hiện tượng đặc biệt.

- Nhận ra phản ứng dựa vào dấu hiệu: sản phẩm của phản ứng có khả năng tham gia phản ứng tráng gương.

4. Mở rộng về Xenlulozơ

4.1. Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên

- Xenlulozơ là chất rắn dạng sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước và trong dung môi hữu cơ thông thường như benzen, ete … nhưng tan trong nước svayde (dung dịch thu được khi hòa tan Cu(OH)₂ trong NH₃).

- Xenlulozơ là thành phần chính tạo ra lớp màng tế bào thực vật, bộ khung của cây cối.

- Xenlulozơ có nhiều trong bông nõn (95 – 98%), đay, gai, tre, nứa (50 – 80 %), gỗ (40 – 50 %)…

4.2. Cấu trúc phân tử

- Xenlulozơ là polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc β – glucozơ liên kết với nhau thành mạch kéo dài, có phân tử khối rất lớn, vào khoảng 2 000 000. Nhiều mạch xenlulozơ ghép lại với nhau thành sợi xenlulozơ.

- Khác với tinh bột, xenlulozơ chỉ có cấu tạo mạch không phân nhánh mỗi gốc C₆H₁₀O₅ ó 3 nhóm OH, nên có thể viết (C₆H₁₀O₅)_n hay [C₆H₇O₂(OH)₃]_n.

4.3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân

- Đun nóng xenlulozơ với dung dịch axit vô cơ đặc sẽ thu được glucozơ:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O $\stackrel{H^{+},t^o}{\to }$ nC₆H₁₂O₆

- Phản ứng thủy phân xenlulozơ cũng xảy ra nhờ enzim xenlulaza (trong dạ dày trâu, bò…). Cơ thể con người không đồng hóa được xenlulozơ.

b. Phản ứng với axit nitric

- Đun nóng xenlulozơ trong hỗn hợp axit nitric đặc và axit sunfuric đặc thu được xenlulozơ trinitrat:

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHN_­O_{3 đặc} $\stackrel{H_{2}S{O}_4,t^o}{\to }$ [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + 3nH₂O

- Xenlulozơ trinitrat rất dễ cháy và nổ mạnh không sinh ra khói nên được dùng làm thuốc súng không khói.

4.4. Ứng dụng

- Những nguyên liệu chứa xenlulozơ (bông, đay, gỗ …) thường được dùng trực tiếp (kéo sợi dệt vải, trong xây dựng, làm đồ gỗ …) hoặc chế biến thành giấy.

- Xenlulozơ còn là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo như tơ visco, tơ axetat, chế tạo thuốc súng không khói và chế tạo phim ảnh.

5. Mở rộng về tinh bột

5.1. Tính chất vật lý

- Tinh bột là chất rắn, ở dạng bột vô định hình, màu trắng, không tan trong nước lạnh.

- Trong nước nóng, hạt tinh bột sẽ ngậm nước và trương phồng lên tạo thành dung dịch keo gọi là hồ tinh bột.

- Tinh bột có nhiều trong các loại ngũ cốc, củ (khoai, sắn …), quả (táo, chuối xanh)…

5.2. Cấu trúc phân tử

Tinh bột thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xích α – glucozơ liên kết với nhau và có công thức là (C₆H₁₀O₅)_n. Các mắt xích α – glucozơ liên kết với nhau thành hai dạng: amilozơ và aminopectin.

- Phân tử amilozơ

+ Các gốc α – glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết α – 1,4 – glicozit tạo thành mạch dài, không phân nhánh và xoắn lại.

+ Amilozơ có phân tử khối lớn, vào khoảng 200 000.

- Phân tử amilopectin

+ Có cấu trúc mạch phân nhánh, do các đoạn α – glucozơ tạo nên.

+ Mỗi đoạn gồm 20 đến 30 mắt xích liên kết với nhau bằng liên kết α – 1,4 – glicozit.

+ Các đoạn mạch liên kết với nhau bằng liên kết α – 1,6 – glicozit.

+ Amilopectin có phân tử khối rất lớn khoảng 1 000 000 – 2 000 000, chính vì vậy amilopectin không tan trong nước cũng như các dung môi thông thường.

- Tinh bột được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp:

6nCO₂ + 5nH₂O $\stackrel{as}{\to }$(C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂

5.3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân

- Đun nóng tinh bột trong dung dịch axit vô cơ loãng sẽ thu được glucozơ:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O $\stackrel{H^{+},t^o}{\to }$nC₆H₁₂O₆

- Trong cơ thể người và động vật, tinh bột bị thủy phân thành glucozơ thành các enzim.

b. Phản ứng màu với iot

- Do cấu tạo mạch ở dạng xoắn, có lỗ rỗng, tinh bột hấp phụ iot cho màu xanh tím.

- Đun nóng thì thấy mất màu, để nguội thì màu xanh tím lại xuất hiện.

5.4. Ứng dụng

- Tinh bột là một trong những dinh dưỡng cơ bản của con người và một số động vật.

- Trong công nghiệp tinh bột được dùng để sản xuất bánh kẹo, glucozơ và hồ dán.

- Trong cơ thể người, tinh bột bị thủy phân thành glucozơ nhờ các enzim trong nước bọt và ruột non. Phần lớn glucozơ được hấp thụ trực tiếp qua thành ruột vào máu đi nuôi cơ thể; phần còn dư lại được chuyển về gan. Ở gan, glucozơ được tổng hợp lại nhờ enzim thành glicogen dự trữ cho cơ thể.

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Tinh bột, xenlulozơ, saccaroszơ, mantozơ đều có khả năng tham gia phản ứng

A. hòa tan Cu(OH)₂.

B. trùng ngưng.

C. tráng gương.

D. thủy phân.

Hướng dẫn giải :

Đáp án D

A sai vì tinh bột và xenlulozơ không hòa tan được Cu(OH)₂.

B sai vì các chất đều không tham gia phản ứng trùng ngưng.

C sai vì tinh bột, xenlolozơ, saccarozơ không tham gia phản ứng tráng gương.

D đúng vì tinh bột và xenlulozơ là các polisaccarit, saccarozơ và mantozơ là các đisaccarit nên tham gia phản ứng thủy phân.

- Thủy phân tinh bột/ xenlulozơ

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O $\underset{H^{+},t^o}{\to }$ nC₆H₁₂O₆ (glucozơ)

- Thủy phân mantozơ

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O $\underset{H^{+},t^o}{\to }$ 2C₆H₁₂O₆ (glucozơ)

- Thủy phân saccarozơ

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O $\underset{H^{+},t^o}{\to }$ C₆H₁₂O₆ (glucozơ) + C₆H₁₂O₆ (fructozơ)

Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm xenlulozơ, tinh bột, glucozơ và sacarozơ cần 2,52 lít O₂ (đktc), thu được 1,8 gam nước. Giá trị của m là

A. 3,15

B. 6,02

C. 5,25

D. 3,06

Hướng dẫn giải :

Đáp án A

Gọi công thức chung của chúng là C_n(H₂O)_m

Khi đốt cháy ta có:

C_n(H₂O)_m + nO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$nCO₂ + mH₂O

$n_{C{O}_2}=n_{O_2}=\mathrm{0,1125}mol$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m $=m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O}-m_{O_2}$

→ m = 0,1125.44 + 1,8 – 0,1125.32 = 3,15 gam

Câu 3: Thủy phân hoàn toàn m gam tinh bột thành glucozơ. Cho toàn bộ glucozơ tham gia phản ứng tráng bạc (hiệu suất 100%), thu được 38,88 gam Ag. Giá trị của m là

A. 29,16.

B. 64,80.

C. 32,40.

D. 58,32.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

$\begin{array}{c}\Rightarrow n_{tb}=n_{glucozo}=\frac{1}{2}{n}_{Ag}=\mathrm{0,18}mol\\ \Rightarrow m_{tb}=\mathrm{0,18.162}=\mathrm{29,16}gam\end{array}$

Câu 4: Cho 4 chất: glucozơ, fructozơ, saccarozơ, xenlulozơ. Chọn phát biểu sai?

(1). Cả 4 chất đều tan trong nước.

(2). Chỉ có 2 chất thủy phân

(3). Cả 4 chất đều phản ứng với Cu(OH)₂

(4). Trừ xenlulozơ, 3 chất còn lại đều có phản ứng tráng bạc.

(5). Khi đốt cháy 4 chất đều thu được số mol O₂ bằng số mol H₂O

A. (1), (2), (3), (4)

B. (2), (3), (4), (5)

C. (1), (3), (4), (5)

D. (2), (3), (4), (5)

Hướng dẫn giải :

Đáp án C

Các phát biểu sai là: (1), (3), (4), (5)

Ta có:

(1) sai vì xenlulozơ không tan trong nước

(3) sai vì xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH)₂

(4) sai vì xenlulozơ và saccarozơ không có phản ứng tráng bạc

(5) sai vì khi đốt cháy xenlulozơ và saccarozơ thì $n_{O_2}\ne n_{H_{2}O}$

Câu 5: Ở nhiệt độ thường, nhỏ vài giọt dung dịch iot vào hồ tinh bột thấy xuất hiện màu

A. vàng.

B. hồng.

C. nâu đỏ.

D. xanh tím.

Hướng dẫn giải :

Đáp án D

Khi nhỏvài giọt dung dịch iot vào hồ tinh bột thấy xuất hiện màu xanh tím đặc trưng. Vì phân tử tinh bột hấp phụ iot tạo ra màu xanh tím.

Câu 6: Cho sơ đồ phản ứng sau:

(a) X + H₂O $\underset{H^{+},t^o}{\to }$ Y

(b) Y + AgNO₃ + NH₃ + H₂O → Amoni gluconat + Ag + NH₄NO₃.

(c) Y $\stackrel{lenmen}{\to }$ E + Z

(d) Z + H₂O $\underset{clorophin}{\overset{as}{\to }}$ X + G

X, Y, Z lần lượt là

A. Tinh bột, glucozơ, etanol.

B. Xenlulozơ, fructozơ, cacbon đioxit.

C. Tinh bột, glucozơ, cacbon đioxit.

D. Xenlulozơ, saccarozơ, cacbon đioxit.

Hướng dẫn giải :

Đáp án C

X là tinh bột

Y là glucozơ

Z là cacbon đioxit

E là ancol etylic

G là oxi

Câu 7: Từ m gam tinh bột điều chế ancol etylic bằng phương pháp lên men với hiệu suất của cả quá trình là 75%. Lượng CO₂ sinh ra từ quá trình trên được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)₂ thu được 50 gam kết tủa và dung dịch X. Thêm dung dịch NaOH 1M vào X, để lượng kết tủa thu được là lớn nhất thì cần tối thiểu 100 ml dung dịch NaOH 1M. Giá trị của m là

A. 64,8 gam

B. 59,4 gam

C. 75,6 gam

D. 84,0 gam

Hướng dẫn giải :

Đáp án C

Xét quá trình hấp thụ CO₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓+ H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH → CaCO₃↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O

$\begin{array}{c}{n}_{CaC{O}_3}=\mathrm{0,5}mol;n_{NaOH}=\mathrm{0,1}mol\\ \Rightarrow n_{C{O}_2}=n_{CaC{O}_3}+2n_{NaOH}=\mathrm{0,7}mol\end{array}$

Xét quá trình lên men

Tinh bột $\stackrel{lenmen}{\to }$ C₂H₅OH + CO₂

$\Rightarrow m=\frac{\mathrm{0,7}}{2}\mathrm{.162.}\frac{100}{75}=\mathrm{75,6}gam$

Câu 8: Tơ có nguồn gốc từ xenlulozơ là

A. Tơ nitron.

B. Tơ axetat.

C. Tơ tằm.

D. Tơ nilon-6,6.

Hướng dẫn giải :

Đáp án B

Tơ axetat là hỗn hợp gồm xenlulozơ điaxetat (${\left(C_6{H}_7{O}_2\left(OH\right){\left(OOCC{H}_3\right)}_2\right)}_n$)

và xenlulozơ triaxetat $({\left(C_6{H}_7{O}_2{\left(OOCC{H}_3\right)}_3\right)}_n$)

Câu 9: Cho các phát biểu sau về cacbohiđrat:

(a) Glucozơ và saccarozơ đều là chất rắn có vị ngọt, dễ tan trong nước.

(b) Tinh bột và xenlulozơ đều là polisaccarit.

(c) Xenlulozơ trinitrat là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo và thuốc súng không khói.

(d) Saccarozơ bị hóa đen trong H₂SO₄ đặc.

(e) Khi đun nóng glucozơ (hoặc fructozơ) trong dung dịch AgNO₃/NH₃ thu được Ag.

(f) Glucozơ và fructozơ đều tác dụng với dung dịch Br₂.

Số phát biểu đúng là

A. 5.

B. 3.

C. 6.

D. 4.

Hướng dẫn giải :

Đáp án D

(a) Đúng

(b) Đúng

(c) Sai, xenlulozơ trinitrat là nguyên liệu để sản xuất thuốc súng không khói.

(d) Đúng

(e) Đúng

(f) Sai, fructozơ không phản ứng với dung dịch brom.

Câu 10: Amilozơ được cấu tạo từ các gốc

A. α - glucozơ.

B. β - glucozơ.

C. α - fructozơ.

D. β - fructozơ.

Hướng dẫn giải :

Đáp án A

Amilozơ được cấu tạo từ các gốc α - glucozơ nối với nhau bởi liên kết $\alpha -\mathrm{1,4}-glicozit$tạo thành một chuỗi dài không phân nhánh.

 Câu 11. Tính lượng glucozơ thu được từ thủy phân 1 tấn tinh bột biết hiệu suất phản ứng bằng 80%?

A. $\frac{8}{9}$ tấn

B. $\frac{8}{11}$ tấn

C. $\frac{9}{8}$ tấn

D. $\frac{9}{11}$ tấn

Hướng dẫn giải :

Đáp án: A

Gọi x là số tấn glucozơ, ta có:

$$\begin{gathered} \left({\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{10}{\mathrm{O}}_5\right)+{\mathrm{nH}}_2\mathrm{O}\stackrel{{\mathrm{H}}^{+}, \mathrm{t}°}{\to }{\mathrm{nC}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6 \\ 162\mathrm{n} \mathrm{tấn} 180\mathrm{n} \mathrm{tấn} \\ 1 \mathrm{tấn} \mathrm{x} \mathrm{tấn} \end{gathered}$$

Suy ra x = $\frac{180\mathrm{n}}{162\mathrm{n}}=\frac{10}{9}$ tấn

Vì hiệu suất đạt 80% nên khối lượng glucozo thu được là:

$\Rightarrow \mathrm{x}=\frac{180\mathrm{n}}{162\mathrm{n}}=\frac{10}{9}$tấn

Câu 12. Thủy phân 64,8 gam tinh bột với hiệu suất của phản ứng đạt 70%, khối lượng glucozơ thu được là

A. 49,7 gam

B. 50,4 gam

C. 51,4 gam

D. 52,8 gam

Hướng dẫn giải :

Đáp án: B

Số mol tinh bột là:

$\mathrm{n}=\frac{64,8}{162\mathrm{n}}=\frac{2}{5\mathrm{n}}$ mol

Phương trình phản ứng:

$$\begin{gathered} {\left({\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{10}{\mathrm{O}}_5\right)}_{\mathrm{n}}+{\mathrm{nH}}_2\mathrm{O}\stackrel{{\mathrm{H}}^{+}, \mathrm{t}°}{\to }{\mathrm{nC}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6 \\ \frac{2}{5\mathrm{n}} 0,4 \end{gathered}$$

Theo phương trình phản ứng ta có:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6}$= 0,4 mol

Mà H = 70%

Vậy khối lượng glucozơ thu được là:

${\mathrm{m}}_{{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6}=0,4.180.\frac{70}{100}$= 50,4 gam

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

NaCl + H2O → NaOH + Cl2 + H2 | NaCl ra NaOH

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 | C12H22O11 ra C6H12O6

C2H4 + H2O → C2H5OH | C2H4 ra C2H5OH

Al4C3 ra CH4 l Al4C3 + H2O → CH4 + Al(OH)3 | Nhôm cacbua ra Metan

H2S + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl | H2S ra H2SO4