Carbohydrate gồm nhiều hợp chất thiên nhiên có vai trò quan trọng đối với sinh vật như: tinh bột và glucose là nguồn dự trữ và cung cấp năng lượng quan trọng cho các quá trình sinh hoá tế bào; cellulose giúp xây dựng cấu trúc cho màng tế bào thực vật và thân cây. Vậy, carbohydrate là gì? Các carbohydrate đơn giản như glucose và fructose có các tính chất hoá học cơ bản nào?
Bài 4. Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose
Mở đầu (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 20)
Thảo luận (1)
Hoạt động 1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 20)
Xét công thức cấu tạo mạch hở của hai carbohydrate sau:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH=O;
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH.
Hai carbohydrate trên chứa những loại nhóm chức nào?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Công thức cấu tạo
Loại nhóm chức
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH=O
Alcohol (-OH);
Aldehyde (-CH=O).
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH
Alcohol (-OH);
Ketone (>C=O).
Hoạt động 2 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 20)
Công thức phân tử của một số carbohydrate là C6H12O6, C12H22O11 và (C6H10O5)n. Viết lại các công thức này dưới dạng Cn(H2O)m.
Đọc tiếp
Công thức phân tử của một số carbohydrate là C6H12O6, C12H22O11 và (C6H10O5)n. Viết lại các công thức này dưới dạng Cn(H2O)m.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Công thức phân tử
Công thức dạng Cn(H2O)m
C6H12O6
C6(H2O)6
C12H22O11
C12(H2O)11
(C6H10O5)n
(C6(H2O)5)n
Hoạt động 1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 22)
Từ cấu tạo phân tử của glucose và fructose (dạng mạch hở và mạch vòng), cho biết mỗi chất chứa các nhóm chức nào và đề xuất một số phản ứng chứng minh sự tồn tại của các nhóm chức đó.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải- Glucose chứa 5 nhóm chức –OH kề nhau và 1 nhóm chức –CHO.
Fructose chứa 5 nhóm chức –OH và 1 nhóm chức >CO.
- Một số phản ứng chứng minh sự tồn tại của các nhóm chức:
+ Để chứng minh sự tồn tại của polyalcohol, ta cho glucose (frutose) phản ứng với Cu(OH)2, Cu(OH)2 tan chứng tỏ trong phân tử của glucose (fructose) có các nhóm –OH kề nhau.
+ Để chứng minh sự tồn tại của nhóm chức aldehyde, ta cho glucose phản ứng với thuốc thử Tollens, nếu cho ra được kết tủa bạc, chứng tỏ trong phân tử glucose có –CHO.
+ Cho fructose vào ống nghiệm chứa nước bromine, nước bromine không mất màu, chứng tỏ trong phân tử fructose không có nhóm chức aldehyde hoặc liên kết bội, do đó fructose có nhóm chức >C=O.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Hoạt động 2: Thí nghiệm (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 22)
Thí nghiệm: Phản ứng của glucose với Cu(OH)2Chuẩn bị: Hoá chất dung dịch CuSO4 5%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch glucose 2%.Dụng cụ: ống nghiệm.Tiến hành:Cho khoảng 2 mL dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm. Sau đó, thêm khoảng 0,5 mL dung dịch CuSO4 5% vào, lắc nhẹ.Cho tiếp khoảng 3 mL dung dịch glucose 2% vào ống nghiệm và lắc đều.Quan sát hiện tượng xảy ra, giải thích và viết phương trình hoá học.
Đọc tiếp
Thí nghiệm: Phản ứng của glucose với Cu(OH)2
Chuẩn bị:
Hoá chất dung dịch CuSO4 5%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch glucose 2%.
Dụng cụ: ống nghiệm.
Tiến hành:
Cho khoảng 2 mL dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm. Sau đó, thêm khoảng 0,5 mL dung dịch CuSO4 5% vào, lắc nhẹ.
Cho tiếp khoảng 3 mL dung dịch glucose 2% vào ống nghiệm và lắc đều.
Quan sát hiện tượng xảy ra, giải thích và viết phương trình hoá học.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải- Hiện tượng:
+ Khi nhỏ dung dịch CuSO4 vào dung dịch NaOH, xuất hiện kết tủa màu xanh lam.
+ Nhỏ dung dịch glucose vào ống nghiệm chứa kết tủa, lắc đều, kết tủa tan.
- Giải thích:
+ Kết tủa màu xanh lam thu được khi nhỏ dung dịch CuSO4 vào dung dịch NaOH là Cu(OH)2.
\({\rm{CuS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} + 2{\rm{NaOH}} \to {\rm{Cu(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} + {\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}\)
+ Nhỏ dung dịch glucose vào ống nghiệm chứa kết tủa, lắc đều, kết tủa tan vì glucose hoà tan copper(II) hydroxide tạo thành dung dịch có màu xanh lam.
\(2{{\rm{C}}_{\rm{6}}}{{\rm{H}}_{{\rm{12}}}}{{\rm{O}}_{\rm{6}}} + {\rm{Cu(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} \to {{\rm{(}}{{\rm{C}}_{\rm{6}}}{{\rm{H}}_{{\rm{11}}}}{{\rm{O}}_{\rm{6}}}{\rm{)}}_{\rm{2}}}{\rm{Cu}} + 2{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Hoạt động: Thí nghiệm (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 23)
Thí nghiệm: Tính chất aldehyde của glucoseChuẩn bị:Hoá chất: dung dịch CuSO4 5%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch AgNO3 1%, dung dịch ammonia 5%, nước bromine loãng, dung dịch glucose 2%, nước nóng.Dụng cụ: ống nghiệm, cốc thuỷ tinh, đèn cồn.Tiến hành:1. Oxi hoá glucose bằng Cu(OH)2- Cho khoảng 2 mL dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm. Sau đó, thêm khoảng 0,5 mL dung dịch CuSO4 5% vào, lắc nhẹ.- Cho tiếp khoảng 3 mL dung dịch glucose 2% vào ống nghiệm và lắc đều.- Đun nóng ống nghiệm bằng ngọn lửa đè...
Đọc tiếp
Thí nghiệm: Tính chất aldehyde của glucose
Chuẩn bị:
Hoá chất: dung dịch CuSO4 5%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch AgNO3 1%, dung dịch ammonia 5%, nước bromine loãng, dung dịch glucose 2%, nước nóng.
Dụng cụ: ống nghiệm, cốc thuỷ tinh, đèn cồn.
Tiến hành:
1. Oxi hoá glucose bằng Cu(OH)2
- Cho khoảng 2 mL dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm. Sau đó, thêm khoảng 0,5 mL dung dịch CuSO4 5% vào, lắc nhẹ.
- Cho tiếp khoảng 3 mL dung dịch glucose 2% vào ống nghiệm và lắc đều.
- Đun nóng ống nghiệm bằng ngọn lửa đèn cồn trong vài phút.
2. Phản ứng của glucose với thuốc thử Tollens
- Cho khoảng 2 mL dung dịch AgNO3 1% vào ống nghiệm, thêm từ từ dung dịch ammonia 5%, lắc đều đến khi kết tủa tan hết. Dung dịch thu được là thuốc thử Tollens.
- Thêm vào ống nghiệm khoảng 2 mL dung dịch glucose 2%, lắc đều. Sau đó, ngâm ống nghiệm vào cốc thuỷ tinh chứa nước nóng trong vài phút.
3. Phản ứng của glucose với nước bromine
- Cho khoảng 1 mL nước bromine loãng vào ống nghiệm.
- Thêm tiếp từ từ 2 mL dung dịch glucose 2%, lắc đều.
Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra trong mỗi ống nghiệm, giải thích và viết phương trình hoá học.
Thảo luận (3)Hướng dẫn giải1. Oxi hoá glucose bằng Cu(OH)2
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Hiện tượng
Giải thích hiện tượng và phương trình hóa học
Khi nhỏ dung dịch CuSO4 vào dung dịch NaOH, xuất hiện kết tủa màu xanh lam.
Kết tủa màu xanh lam thu được là Cu(OH)2.
\({\rm{CuS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} + 2{\rm{NaOH}} \to {\rm{Cu(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} + {\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}\)
Nhỏ dung dịch glucose vào ống nghiệm chứa kết tủa, lắc đều, kết tủa tan.
Kết tủa tan vì glucose hoà tan copper(II) hydroxide tạo thành dung dịch có màu xanh lam.
\(2{{\rm{C}}_{\rm{6}}}{{\rm{H}}_{{\rm{12}}}}{{\rm{O}}_{\rm{6}}} + {\rm{Cu(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} \to {{\rm{(}}{{\rm{C}}_{\rm{6}}}{{\rm{H}}_{{\rm{11}}}}{{\rm{O}}_{\rm{6}}}{\rm{)}}_{\rm{2}}}{\rm{Cu}} + 2{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)
Khi đun nóng ống nghiệm, xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch.
Glucose phản ứng với Cu(OH)2 trong môi trường base khi đun nóng tạo kết tủa màu đỏ gạch.
Câu hỏi 1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 23)
Viết phương trình hoá học minh hoạ phản ứng của fructose với thuốc thử Tollens và Cu(OH)2 (trong môi trường kiềm, đun nóng).
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải- Trong môi trường kiềm, fructose chuyển hoá thành glucose:
- Sau đó, glucose phản ứng với thuốc thử Tollens và Cu(OH)2 (trong môi trường kiềm, đun nóng):
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Câu hỏi 2 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 24)
Cho biết các ứng dụng của glucose trong sơ đồ trên dựa trên tính chất nào của chất này.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải- Glucose có nhóm –CHO, do đó glucose có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc nên được sử dụng để tráng gương và ruột phích.
- Glucose có phản ứng lên men tạo ethanol, do đó glucose là nguyên liệu để sản xuất ethanol.
- Glucose có vị ngọt, là nguồn năng lượng cho cơ thể trong quá trình hô hấp tế bào, do đó glucose được sử dụng trong thực phẩm và đồ uống.
- Glucose là chất dinh dưỡng có giá trị đối với con người do có thể hấp thụ trực tiếp vào máu để đi đến các mô và tế bào của cơ thể, nên dung dịch glucose 5% được dùng làm dung dịch truyền tĩnh mạch.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
