Công thức cấu tạo, tính chất hóa học, ứng dụng của C6H12O6 (2024) hay, chi tiết nhất

Công thức cấu tạo, tính chất hóa học, ứng dụng của C₆H₁₂O₆

1. Lí thuyết

1.1 Công thức cấu tạo

- C₆H₁₂O₆ hay còn gọi là Glucozơ

- Glucozơ là chất kết tinh, không màu,có vị ngọt, dễ tan trong nước.

- Glucozơ có hầu hết các bộ phận của cây, nhiều nhất trong quả chín (đặc biệt trong quả nho chín). Glucozơ cũng có trong cơ thể người và động vật.

1.2 Tính chất vật lí và hóa học

Tính chất vật lí

- Glucozơ là chất kết tinh, không màu,có vị ngọt, dễ tan trong nước. Nóng chảy ở 146 độ C (dạng α) và 150 độ C (dạng β), có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía. Glucozơ có hầu hết trong 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 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 (nồng độ khoảng 0,1%).

- Cấu trúc phân tử : Glucozơ có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆, tồn tại ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng.

a. Dạng mạch hở

- Các dữ kiện thực nghiệm:

    + Khử hoàn toàn glucozơ thì thu được hexan. Vậy 6 nguyên tử C của phân tử glucozơ tạo thành 1 mạch hở trong phân nhánh.

    + 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 kề nhau.

    + Glucozơ tạo este chứa 5 gốc CH₃COO, vậy trong phân tử có 5 nhóm OH.

    Phân tử glucozơ có công thức cấu tạo thu gọn dạng mạch hở là:

Hoặc viết gọn là: CH₂OH[CHOH]₄CHO.

b. Dạng mạch vòng

- Glucozơ kết tinh tạo ra hai dạng tinh thể có nhiệt độ nóng chảy khác nhau. Các dữ kiện thực nghiệm đều cho thấy hai dạng tinh thể đó ứng với hai dạng cấu trúc vòng khác nhau.

- Nhóm OH ở C₅ cộng vào nhóm C=O tạo ra hai dạng vòng 6 cạnh α và β:

- Trong dung dịch, glucozơ tồn tại chủ yếu ở dạng vòng 6 cạnh (α và β). Hai dạng vòng này luôn chuyển hóa lẫn nhau theo một cân bằng qua dạng mạch hở.

- Nhóm OH ở vị trí số 1 được gọi là OH hemiaxetal

- Để đơn giản, công thức cấu tạo của glucozơ có thể được viết như ở hình a) dưới. Mô hình rỗng của glucozơ được trình bày ở hình b) dưới:

Tính chất hóa học

- Glucozơ có các tính chất của anđehit và ancol đa chức.

a. Tính chất của ancol đa chức (poliancol hay poliol)

- Tác dụng với Cu(OH)₂

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

- Phản ứng tạo este

Khi tác dụng với anhiđrit axetic, glucozơ có thể tạo este chứa 5 gốc axetat trong phân tử C₆H₇O(OCOCH₃)₅

b. Tính chất của anđehit

- Oxi hóa glucozơ

+ Phản ứng tráng bạc: Phức bạc amoniac đã oxi hóa glucozơ thành amoni gluconat tan vào dung dịch và giải phóng bạc kim loại.

+ Glucozơ có thể khử Cu(II) trong Cu(OH)₂ thành Cu(I) dưới dạng Cu₂O kết tủa màu đỏ gạch. Glucozơ làm mất màu dung dịch brom.

- Khử glucozơ

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

c. Phản ứng lên men

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

d. Tính chất riêng của mạch dạng vòng

+ Riêng nhóm OH ở C₁ (OH hemiaxetal) ở dạng vòng tác dụng với metanol có HCl xúc tác, tạo ra nhóm metyl glicozit:

+ Khi nhóm OH ở C₁ đã chuyển thành nhóm OCH₃, dạng vòng không thể chuyển sang dạng mạch hở được nữa.

1.3 Ứng dụng

- Glucozơ là chất dinh dưỡng quan trọng của người và động vật, nhất là đối với người già.

- Trong y học, glucozơ được dùng làm thuốc tăng lực.

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

2. Bài tập vận dụng

Bài 1: Khử glucozơ bằng hiđro với hiệu suất 80% thì thu được 1,82 gam sobitol. Khối lượng glucozơ là

A. 2,25 gam.    

B. 1,44 gam.

C. 22,5 gam.   

D. 14,4 gam.

Lời giải:

Đáp án: A

CH₂OH[CHOH]₄CHO + H₂ → CH₂[CHOH]₄CH₂OH

n_glucozơ = n_sobitol = 1,82:182 = 0,01 mol. m_glucozơ = 0,01.180:80% = 2,25 gam.

Bài 2: Thủy phân 324 gam tinh bột với hiệu suất của phản ứng là 75%, khối lượng glucozơ thu được là

A. 250 gam.    

B. 300 gam.

C. 360 gam.    

D. 270 gam.

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 3: Khi lên men 360 gam glucozơ với hiệu suất 100%, khối lượng ancol etylic thu được là

A. 184 gam.    

B. 276 gam.

C. 92 gam.    

D. 138 gam.

Lời giải:

Đáp án: A

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂.

n_C2H5OH = 2n_C6H12O6 = 2. (360:180) = 4 mol.

m_C2H5OH = 4.46 = 184 gam.

Bài 4: Muốn có 2610 gam glucozơ thì khối lượng saccarozơ cần đem thuỷ phân hoàn toàn là

A. 4595 gam.    

B. 4468 gam.

C. 4959 gam.    

D. 4995 gam.

Lời giải:

Đáp án: C

C12H₂2O₁₁ + H₂O -^to→ C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

n_saccarozơ = n_glucozơ = 2610:180 = 14,5 mol.

m_saccarozơ = 14,5.342 = 4959 gam.

Bài 5: Cho m gam glucozơ lên men thành rượu etylic với hiệu suất 80%. Hấp thụ hoàn toàn khí CO₂ sinh ra vào nước vôi trong dư thu được 20 gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 14,4    

B. 45.

C. 11,25    

D. 22,5

Lời giải:

Đáp án: D

CO₂ → CaCO₃

n_CO2 = n_CaCO3 = 20 : 100 = 0,2 mol.

C₆H₁₂O₆ → 2CO₂

n_C6H12O6 = 1/2 n_CO2 = 1/2. 0,2 = 0,1 mol

⇒ m_glucozơ = 0,1.180 : 80% = 22,5g

Bài 6: Lên men 41,4 gam glucozơ với hiệu suất 80%, lượng khí thu được cho hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch nước vôi trong dư thì lượng kết tủa thu được là:

A. 18,4 gam.    

B. 28,75 gam.

C. 36,8 gam.    

D. 23 gam.

Lời giải:

Đáp án: C

C₆H₁₂O₆ → 2CO₂

CO₂ → CaCO₃

n_CaCO3 = 0,368 mol.

m_CaCO3 = 0,368 × 100 = 36,8 gam.

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học hay khác:

Công thức, tính chất, ứng dụng của But - 1 - in (2024) hay, chi tiết nhất

Công thức, tính chất, ứng dụng của axit panmitic (2024) hay, chi tiết nhất

Công thức, tính chất, ứng dụng của axit metacrylic (2024) hay, chi tiết nhất

Cách viết phương trình phân tử và ion rút gọn (2024) hay, chi tiết nhất

Các công thức hóa học lớp 8 cần nhớ (2024) đầy đủ nhất