C6H12O6 → CO2 + C2H5OH | C6H12O6 ra C2H5OH (lên men rượu)

C₆H₁₂O₆  2CO₂ + 2C₂H₅OH

1. Phương trình hoá học của phản ứng C₆H₁₂O₆ ra C₂H₅OH

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{enzim\mathrm{,30}-{35}^{o}C}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂↑

Phản ứng này còn được gọi với tên phản ứng lên men rượu.

2. Điều kiện của phản ứng lên men rượu

- Xúc tác enzim;

- Nhiệt độ: 30 – 35^oC;

- Lên men kị khí.

3. Mở rộng kiến thức về glucozơ

3.1. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên

- Glucozơ là chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía.

- Glucozơ có trong hầu hết các bộ phận của cây như lá, hoa, rễ,... và nhất là trong quả chín. Đặc biệt glucozơ có nhiều trong quả nho chín nên còn được gọi là đường nho.

- Trong mật ong có nhiều glucozơ (khoảng 30%). Glucozơ cũng có trong cơ thể người và động vật. Trong máu người có một lượng nhỏ glucozơ, hầu như không đổi (khoảng 0,1 %).

3.2. Cấu tạo phân tử

Glucozơ có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆. Để xác định cấu tạo của glucozơ người ta căn cứ vào các thí nghiệm sau:

- Glucozơ có phản ứng tráng bạc, khi tác dụng với nước brom tạo thành axit gluconic, chứng tỏ trong phân tử có nhóm CH=O.
- Glucozơ tác dụng với Cu(OH)₂ tạo thành dung dịch màu xanh lam, chứng tỏ phân tử glucozơ có nhiều nhóm OH ở vị trí kề nhau.
- Glucozơ tạo este chứa 5 gốc CH₃COO, vậy trong phân tử có 5 nhóm OH.

- Khử hoàn toàn glucozơ thì thu được hexan. Vậy 6 nguyên tử C của phân tử glucozơ tạo thành một mạch không nhánh.
⇒Glucozơ là hợp chất tạp chức, ở dạng mạch hở phân tử có cấu tạo của anđehit và ancol 5 chức. Công thức cấu tạo dạng mạch hở như sau:

CH₂OH–CHOH–CHOH–CHOH–CHOH–CH=O

Hoặc viết gọn là: CH₂OH[CHOH]₄CHO

- Trong thực tế, glucozơ tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vòng: α – glucozơ và β – glucozơ.

3.3. Tính chất hóa học

Glucozơ có các tính chất của anđehit đơn chức và ancol đa chức (poli ancol).

*Tính chất của ancol đa chức

a. Tác dụng với Cu(OH)₂

Ở nhiệt độ thường, dung dịch glucozơ hòa tan Cu(OH)₂ cho dung dịch phức đồng- glucozơ có màu xanh lam:

2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ → (C₆H₁₁O₆)₂Cu + 2H₂O

phức đồng - glucozơ

→ Phản ứng này chứng minh glucozơ có nhiều nhóm OH ở vị trí kề nhau.

b. Phản ứng tạo este

- Glucozơ có thể tạo este chứa 5 gốc axit axetic trong phân tử khi tham gia phản ứng với anhiđrit axetic, có mặt piriđin.

CH₂OH(CHOH)₄CHO + 5(CH₃CO)₂O → CH₃COOCH₂(CHOOCCH₃)₄CHO + 5CH₃COOH

→ Phản ứng này dùng để chứng minh trong phân tử glucozơ có 5 nhóm OH.

*Tính chất của anđehit

a. Oxi hóa glucozơ bằng dung dịch AgNO₃/ NH₃ (phản ứng tráng bạc).

- Dung dịch AgNO₃ trong NH₃ có thể oxi hóa glucozơ tạo thành muối amoni gluconat và bạc kim loại:

HOCH₂[CHOH]₄CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O $\stackrel{t^o}{\to }$ HOCH₂[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃

b. Oxi hóa glucozơ bằng Cu(OH)₂

- Trong môi trường kiềm, Cu(OH)₂ oxi hoá glucozơ tạo thành muối natri gluconat, đồng(I) oxit và nước.

CH₂OH[CHOH]₄CHO + 2Cu(OH)₂ + NaOH $\stackrel{t^o}{\to }$ CH₂OH[CHOH]₄COONa + Cu₂O _{(↓ đỏ gạch)} + 3H₂O

- Chú ý: Glucozơ có thể làm mất màu dung dịch brom:

CH₂OH[CHOH]₄CHO + Br₂+ H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COOH+ 2HBr

c. Khử glucozơ bằng hiđro

- Khi dẫn khí hiđro vào dung dịch glucozơ đun nóng (xúc tác Ni), thu được một poliancol có tên là sobitol:

CH₂OH[CHOH]₄CHO + H₂ $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$ CH₂OH[CHOH]₄CH₂OH

Sobitol

* Phản ứng lên men

Khi có enzim xúc tác, glucozơ trong dung dịch bị lên men cho ancol etylic và khí cacbonic :

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{enzim\mathrm{,30}-{35}^{o}C}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂↑

3.4. Điều chế, ứng dụng

a. Điều chế

Trong công nghiệp, glucozơ được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột với xúc tác là HCl loãng hoặc enzim.

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

Ngoài ra cũng thủy phân xenlulozơ (trong vỏ bào, mùn cưa, … nhờ xúc tác HCl đặc) thành glucozơ để làm nguyên liệu sản xuất ancol etylic.

b. Ứng dụng

- Glucozơ là chất dinh dưỡng và được dùng làm thuốc tăng lực cho người già, trẻ em và người ốm.

- Trong công nghiệp. glucozơ được chuyển hóa từ saccarozơ để tráng gương, tráng ruột phích và là sản phẩm trung gian trong sản xuất ancol etylic từ các nguyên liệu có tinh bột và xenlulozơ.

4. Bài tập vận dụng liên quan (có đáp án)

Câu 1: Khi lên men 360 gam glucozơ với hiệu suất 100%, khối lượng ancol etylic thu được là

A. 184 gam

B. 138 gam

C. 276 gam

D. 92 gam   

Lời giải:

Đáp án: A

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{t^o, men rượu}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

Theo PTHH ta có:

n_ancoletylic = 2n_glucozo = 2.360/180 = 4 mol

→ m_ancoletylic = 4.46 = 184g

Câu 2: Cho m gam glucozơ lên men, khí thoát ra được dẫn vào dd nước vôi trong dư thu được 55,2g kết tủa trắng. Tính khối lượng glucozơ đã lên men, biết hiệu suất lên men là 92%.

A. 54  

B. 58

C. 84

D. 46

Lời giải:

Đáp án: A

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{t^o, men rượu}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂       (1)

CO₂ + Ca(OH)_{2 (dư)} → CaCO₃ + H₂O             (2)

Theo PTHH (2) ta có:

n_CO2 = n↓ = 55,2/100 = 0,552 mol

Biết hiệu suất của phản ứng (1) là 92%. Vậy ta có:

→ m_glucozo = 0,3.180 = 54g

Câu 3: Lên men m kg glucozơ chứa trong nước quả nho được 100 lít rượu vang 10⁰. Biết hiệu suất của phản ứng lên men là 95%, ancol etylic nguyên chất có khối lượng riêng là 0,8g/ml. Giả thiết rằng trong nước quả nho chỉ có đường glucozơ. Giá trị m gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 17,0

B. 17,5

C. 16,5

D. 15,0

Lời giải:

Đáp án: C

$\begin{array}{c}{V}_{ruou}=\mathrm{100.0,1}=10\text{lít}\to {\text{m}}_{ruou}={10.10}^3\mathrm{.0,8}=8kg\\ \to n_{ruou}=\frac{4}{23}{.10}^{3}mol\end{array}$

$\begin{array}{c}{C}_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{lenmen}{\to }2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2\\ \frac{2}{23}{.10}^3\leftarrow \frac{4}{23}{.10}^3\end{array}$

$\begin{array}{c}\to m_{glucozo}=180.\frac{2}{23}{.10}^3.\frac{100}{95}=\mathrm{16,47}{\text{.10}}^3\text{gam}\\ \to m_{glucozo}=\mathrm{16,47}kg\end{array}$

Câu 4: Từ 81 gam tinh bột, bằng phương pháp lên men rượu, thu được a gam etanol (hiệu suất 80%). Oxi hóa 0,1a gam etanol bằng phương pháp lên men giấm với hiệu suất H% thu được hỗn hợp X. Để trung hòa hỗn hợp X cần vừa đủ 60 ml dung dịch NaOH 1M. Giá trị của H là

A. 80

B. 75

C. 45

D. 60

Lời giải:

Đáp án: B

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{lenmen}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

C₂H₅OH + O₂ $\stackrel{lenmen}{\to }$CH₃COOH +H₂O

CH₃COOH + NaOH $\stackrel{t^o}{\to }$CH₃COONa + H₂O

$n_{C_6{H}_{10}{O}_5}=\mathrm{0,5}mol\stackrel{H=80\%}{\to }{n}_{C_2{H}_{5}OH}=\mathrm{0,5.0,8.2}=\mathrm{0,8}mol$

Tính trong 0,1 a gam etanol

$\begin{array}{c}{n}_{C_2{H}_{5}OH}=\mathrm{0,08}mol;n_{C{H}_{3}COOH}=n_{NaOH}=\mathrm{0,06}mol\\ \to H=\frac{\mathrm{0,06}}{\mathrm{0,08}}.100\%=75\%.\end{array}$

Câu 5: Glucozơ lên men thành ancol etylic theo phương trình phản ứng sau:

$C_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{men\mathrm{,30}-35°}{\to }2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2$

Để thu được 92 gam C₂H₅OH cần dùng m gam glucozơ. Biết hiệu suất của quá trình lên men là 60%. Giá trị của m là

A. 360

B. 300

C. 108

D. 270

Lời giải:

Đáp án: B

$C_6{H}_{12}{O}_6\to 2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2$

$n_{C_2{H}_{5}OH}=2mol\Rightarrow n_{glucozo}=1mol$

Khối lượng glucozơ tính theo lí thuyết là m_glucozơ = 1.180 = 180 gam

Do hiệu suất phản ứng 60% → khối lượng thực mà glucozơ cần dùng là : $\frac{180.100}{60}=300\left(g\right)$

Câu 6: Trong điều kiện thích hợp glucozơ lên men tạo thành khí CO₂ và

A. HCOOH

B. CH₃CHO

C. CH₃COOH

D. C₂H₅OH

Lời giải:

Đáp án: D

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{lenmen}{\to }$2CO₂ + 2C₂H₅OH

Câu 7: Cho lên men 45 gam glucozơ để điều chế ancol etylic, hiệu suất phản ứng 80%, thu được V lít CO₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 4,48

B. 11,20

C. 8,96

D. 5,60

Lời giải:

Đáp án: C

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{lenmen}{\to }$2CO₂ + 2C₂H₅OH

n_glucozơ = 0,25 mol

$\Rightarrow n_{C{O}_2}=\mathrm{0,25.2.80}\%=\mathrm{0,4}mol$

$\Rightarrow V_{C{O}_2}=\mathrm{8,96}$lít

Câu 8: Cho 360 gam glucozơ lên men thành ancol etylic, toàn bộ khí CO₂ sinh ra hấp thụ vào dung dịch NaOH dư, thu được 318 gam muối khan. Hiệu suất phản ứng lên men là

A. 50,00%

B. 62,50%

C. 75,00%

D. 80,00%

Lời giải:

Đáp án: C

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{lenmen}{\to }$2CO₂ + 2C₂H₅OH

n_{glucozơ ban đầu} = 2 mol

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

$\begin{array}{c}{n}_{N{a}_{2}C{O}_3}=\frac{318}{106}=3mol\\ \Rightarrow n_{C{O}_2}=3mol\end{array}$

Số mol glucozơ tính theo phương trình là $\frac{n_{C{O}_2}}{2}=\mathrm{1,5}mol$

$\Rightarrow H=\frac{\mathrm{1,5}}{2}.100\%=75\%$

Câu 9: Ứng dụng nào sau đây không phải của glucozơ?

A. Sản xuất rượu etylic

B. Tráng gương, tráng ruột phích

C. Nhiên liệu cho động cơ đốt trong

D. Thuốc tăng lực trong y tế

Lời giải:

Đáp án: C

Ứng dụng của glucozơ: tráng gương, tráng ruột phích, sản xuất rượu etylic, thuốc tăng lực trong y tế,…

Câu 10: Phản ứng nào không thể hiện tính khử của glucozơ?

A. Phản ứng tráng gương glucozơ.

B. Cho glucozơ cộng H₂ (Ni, t⁰).

C. Cho glucozơ cháy hoàn toàn trong oxi dư.

D. Cho glucozơ tác dụng với nước brôm.

Lời giải:

Đáp án: B

Phản ứng cộng H₂ (Ni,t⁰) của glucozơ là phản ứng thể hiện tính oxi hóa của glucozơ → phản ứng này sinh ra sobitol.

Câu 11: Khi bị ốm, mất sức hoặc sau các ca phẫu thuật, nhiều người bệnh thường được truyền dịch “đạm” để cơ thể sớm hồi phục. Chất trong dịch truyền có tác dụng trên là

A. glucozơ.

B. saccarozơ.

C. amino axit.

D. amin.

Lời giải:

Đáp án: A

Chất trong dịch truyền là glucozơ.

Câu 12: Chất nào sau đây chiếm khoảng 30% trong mật ong?

A. saccarozơ

B. fructozơ

C. glucozơ

D. mantozơ

Lời giải:

Đáp án: C

Trong mật ong thì glucozơ chiếm khoảng 30%.

Câu 13: Lên men dung dịch chứa 300 gam glucozơ thu được 92 gam ancol etylic.

Hiệu suất quá trình lên men tạo thành ancol etylic là

A. 54%.

B. 40%.

C. 80%.

D. 60%.

Lời giải:

Đáp án: D

$\begin{array}{c}{C}_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{lenmen}{\to }2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2\\ 18092\\ 300gam\to \frac{460}{3}gam\\ H=\frac{92}{\frac{460}{3}}.100\%=60\%\end{array}$

Câu 14: Lên men glucozơ thành ancol etylic. Toàn bộ khí CO₂ sinh ra trong quá trình này được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)₂ dư tạo ra 50 gam kết tủa, biết hiệu suất quá trình lên men đạt 80%. Vậy khối lượng glucozơ cần dùng là

A. 45,00 gam.

B. 36,00 gam.

C. 56,25 gam.

D. 112,50 gam.

Lời giải:

Đáp án: C

C₆H₁₂O₆ $\underset{30-{35}^{0}C}{\overset{enzim}{\to }}$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

$n_{\downarrow }=n_{CaC{O}_3}=\frac{50}{100}=\mathrm{0,5}\text{mol}$

$\to n_{C_6{H}_{12}{O}_6}=\frac{1}{2}{n}_{CaC{O}_3}=\mathrm{0,25}\text{mol}\to {\text{m}}_{C_6{H}_{12}{O}_6}=\mathrm{0,25.180}=45g$

Hiệu suất phản ứng là 80% → $m_{C_6{H}_{12}{O}_6}$_{cần dùng}$=\frac{45.100}{80}=\mathrm{56,25}\text{g}$

Câu 15: Lên men m gam glucozơ với hiệu suất 90%, lượng khí CO₂ sinh ra hấp thụ hết vào nước vôi trong, thu được 10 gam kết tủa. Khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 3,4 gam so với khối lượng ban đầu. Giá trị của m là

A. 13,5.   

B. 30,0.   

C. 15,0.    

D. 20,0.

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 16: Cho 360 gam glucozơ lên men tạo thành ancol etylic, khí sinh ra được dẫn vào dung dịch nước vôi trong dư thu được m gam kết tủa. Biết hiệu suất của quá trình lên men đạt 80 %. Vậy giá trị của m là:

A. 200 gam     

B. 320 gam

C. 400 gam     

D. 160 gam

Lời giải:

Đáp án: B

Glucozơ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

→ n_CaCO3 = 2n_glucozơ = 2. 2. 80% = 3,2 mol

→ m_CaCO3 = 320g

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

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

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 | C12H22O11 ra C6H12O6

C2H5OH → C2H4 + H2O | C2H5OH ra C2H4

C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O | C2H5OH ra CH3COOH | Rượu etylic ra axit axetic

C2H5OH + CuO → CH3CHO + Cu + H2O | C2H5OH ra CH3CHO