Bài 6: Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ

Nội dung lý thuyết

Các phiên bản khác

I. SACCAROZƠ

Saccarozơ C12H22O11 là loại đường phổ biến nhất, có nhiều trong cây mía, củ cải đường và hoa thốt nốt. Tùy vào nguồn gốc, các thương phẩm từ saccarozơ có tên là đường mía, đường thốt nốt...

1. Tính chất vật lí

  • Là chất rắn, kết tinh, không màu, có vị ngọt, nóng chảy ở 185oC.

  • Tan tốt trong nước, độ tan tăng theo nhiệt độ.

2. Cấu tạo phân tử

  • Công thức phân tử C12H22O11.

  • Công thức cấu tạo: hình thành nhờ 1 gốc α - glucozơ và 1 gốc β - fructozơ bằng liên kết 1,2-glicozit:

  • Trong phân tử saccarozơ không có nhóm andehit (CH=O), chỉ có nhóm ancol (OH).

@1619706@@1619757@

3. Tính chất hóa học

Do gốc glucozơ đã liên kết với gốc fructozơ nên không còn nhóm chức anđehit trong phân tử, saccarozơ chỉ có tính chất của ancol đa chức. Mặt khác, do được cấu tạo từ 2 gốc monosaccarit nên saccarit có phản ứng thủy phân.

a. Phản ứng với Cu(OH)2

Trong dung dịch, saccarozơ phản ứng với Cu(OH)2 tạo thành dung dịch đồng saccarat màu xanh lam.

2C12H22O11   +  Cu(OH)2   →   (C12H21O11)2Cu   +   2H2O

b. Phản ứng thủy phân

Khi đun nóng dung dịch saccarozơ có axit vô cơ hoặc enzim làm chất xúc tác, saccarozơ bị thủy phân thành glucozơ và fructozơ:

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

@1619835@

4. Sản xuất và ứng dụng

a. Sản xuất

Trong công nghiệp người ta thường sản xuất saccarozơ từ mía, củ cải đường, hoa thốt nốt. Ở Việt Nam, saccarozơ được sản xuất từ cây mía với các công đoạn chính như sau:

b. Ứng dụng

  • Là nguyên liệu để làm bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp.

  • Trong công nghiệp dùng để pha chế thuốc.

  • Là nguyên liệu để thủy phân thu lấy glucozơ dùng trong kĩ thuật tráng gương, tráng ruột phích.

II. TINH BỘT

1. Tính chất vật lí

  • Là chất rắn, ở dạng bột vô định hình, màu trắng.

  • Không tan trong nước lạnh, trong nước nóng tinh bột sẽ ngậm nước và trương phồng lên to thành dung dịch keo, gọi là hồ tinh bột.

2. Cấu trúc phân tử

  • Công thức phân tử (C6H10O5)n.

  • Công thức cấu tạo: do các gốc α-glucozơ liên kết với nhau tạo thành hai dạng: amilozơ và amilopectin.

  • Amilozơ hình thành từ các gốc α-glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết α- 1-4- glicozit tạo thành mạch dài không phân nhánh, xoắn lại. Amilozơ có phân tử khối lớn, vào khoảng 200000.​

  • Amilopectin có cấu trúc mạch phân nhánh do các đoạn mạch α-glucozơ tạo nên. Mỗi đoạn mạch gồm 20 đến 30 mắt xích α-glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết α- 1-4- glicozit. Còn các đoạn mạch thì liên kết với nhau bằng liên kết α- 1-6- glicozit. 

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

CO2     C6H12O6 (glucozơ)  +   (C6H10O5)n (tinh bột)

@1619925@

3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân

Tinh bột là polisaccarit được tạo nên từ vô số mắt xích glucozơ, nên đun nóng tinh bột trong dung dịch axit vô cơ loãng tinh bột sẽ bị thủy phân thành glucozơ.

(C6H10O5)  +  nH2O  \(\underrightarrow{H^+,t^o}\)   nC6H12O6 (glucozơ)

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

b. Phản ứng màu với iot

Dung dịch hồ tinh bột phản ứng với iot chuyển thành dung dịch có màu xanh tím. Khi đun nóng dung dịch màu xanh tím mất dần, để nguội lại chuyển sang màu xanh tím.

Nguyên nhân là do tinh bột có cấu tạo mạch dạng xoắn rỗng, nên tinh bột hấp phụ iot vào các chỗ rỗng, khi đun nóng mạch tinh bột giãn ra khiến cho iot được giải phóng, làm mất màu xanh tím.

Đây là phản ứng dùng để nhận biết hồ tinh bột và ngược lại.

4. Ứng dụng

  • Là chất dinh dưỡng cở bản của con người và một số động vật.

  • Trong công nghiệp dùng để sản xuất bánh kẹo, glucozơ và hồ dán.

III. XENLULOZƠ

1. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

  • Là chất rắn, dạng sợi, màu trắng, không mùi vị.

  • Không tan trong nước và nhiều trong dung môi hữu cơ như etanol, ete, benzen,... nhưng tan trong nước Svayde (dung dịch thu được khi hòa tan Cu(OH)2 trong amoniac).

  • Là thành phần chính tạo nên màng tế bào thực vật, bộ khung của cây cối. 

  • Trong bông nõn có gần 98% là xenlulozơ, trong cây cối xenlulozơ chiếm 40 - 50% khối lượng.

Nguồn xenlulozơ trong tự nhiên

2. Cấu trúc phân tử

Phân tử xenlulozơ gồm nhiều gốc β - glucozơ liên kết với nhau thành mạch kéo dài, có phân tử khối rất lớn. 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 có 3 nhóm OH, nên có thể viết:

(C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n

3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân

Đun nóng xenlulozơ trong dung dịch axit vô cơ đặc sẽ thu được glucozơ.

(C6H10O5)  +  nH2O  \(\underrightarrow{H^+,t^o}\)   nC6H12O6 (glucozơ)

Phản ứng thủy phân xenlulozơ cũng xảy ra trong dạ dày của động vật ăn cỏ nhờ enzim xenlulaza.

b. Phản ứng với axit nitric và axit axetic

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

[C6H7O2(OH)3]n   +   3nHNO3 đặc  \(\underrightarrow{H_2SO_4đ,t^o}\)  [C6H7O2(ONO2)3]n   +   3nH2O

Xenlulozơ trinitrat được dùng làm thuốc súng không khói.

[C6H7O2(OH)3] + 3nCH3COOH → [C6H7O2(OOCCH3)3] + 3nH2O

@1619977@

4. Ứng dụng

  • Những nguyên liệu chữa xenlulozơ được dùng trực tiếp để dệt vải, xây dựng, sản xuất 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.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!