Lí thuyết Chương Hidrocacbon Hóa học 12 bằng hình vẽ

CHƯƠNG 2: CACBOHIDRAT

I. ĐỊNH NGHĨA

- Cacbohiđrat (còn gọi là gluxit hoặc saccarit) là những HCHC tạp chức thường có công thức chung là C_n(H₂O)_m, có chứa nhiều nhóm OH và nhóm cacbonyl (anđehit hoặc xeton) trong phân tử.

- Gluxit được chia thành 3 loại thường gặp là:

     + Monosaccarit: glucozơ, fructozơ có CTPT là C₆H₁₂O₆.

     + Đisaccarit: saccarozơ và mantozơ có CTPT là C₁₂H₂₂O₁₁.

     + Polisaccarit: xenlulozơ và tinh bột có CTPT là (C₆H₁₀O₅)_n.

Khi đốt cháy gluxit chú ý:      

+ n_O2 = n_CO2

+ Dựa vào tỷ lệ số mol CO₂/số mol H₂O để tìm loại saccarit.

II. GLUCOZƠ

- Công thức phân tử C₆H₁₂O₆.

- Công thức cấu tạo CH₂OH - (CHOH)₄ - CHO.

- Glucozơ tồn tại ở cả hai dạng mạch hở và mạch vòng (dạng α là 36% dạng β là 64%):

1. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

- Là chất rắn, không màu, tan tốt trong nước, độ tan trong nước tăng khi nhiệt độ tăng.

- Có vị ngọt kém đường mía.

- Có nhiều trong các loại hoa quả: quả nho, mật ong (30%), máu người (0,1%):

2. Tính chất hóa học

     Trong phân tử glucozơ có 5 nhóm OH nằm liền kề và 1 nhóm CHO nên glucozơ có các phản ứng của ancol đa chức và của anđehit.

a. Các phản ứng của ancol đa chức

- Hòa tan Cu(OH)₂ ở ngay nhiệt độ thường tạo thành dung dịch màu xanh lam.

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

→ Phản ứng này chứng minh glucozo có nhiều nhóm OH

- Tác dụng với anhiđrit axit tạo thành este 5 chức:

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.

b. Các phản ứng của anđehit

- Tác dụng với H₂ tạo thành ancol sobitol (sobit):

CH₂OH(CHOH)₄CHO + H₂ → CH₂OH(CHOH)₄CH₂OH (Ni, t⁰)

- Tác dụng với AgNO₃/NH₃ tạo thành Ag (phản ứng tráng gương)

CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → CH₂OH(CHOH)₄COONH₄ + 2Ag + 2NH₄NO₃

- Phản ứng với Cu(OH)₂ ở nhiệt độ cao:

CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2Cu(OH)₂ + NaOH → CH₂OH(CHOH)₄COONa + Cu₂O + 3H₂O

- Phản ứng làm mất màu dung dịch Brom:

CH₂OH(CHOH)₄CHO + Br₂ + H₂O → CH₂OH(CHOH)₄COOH + 2HBr

→ Các phản ứng này chứng tỏ glucozơ có nhóm CHO.

c. Phản ứng lên men

C₆H₁₂O₆ → 2CO₂ + 2C₂H₅OH

d. Phản ứng với CH₃OH/HCl tạo metylglicozit

- Chỉ có nhóm OH hemiaxetal tham gia phản ứng. 

→ Phản ứng này chứng tỏ glucozo có dạng mạch vòng.

- Sau phản ứng nhóm metylglicozit không chuyển trở lại nhóm CHO nên không tráng gương được.

Ngoài ra khi khử hoàn toàn glucozơ thu được n-hexan chứng tỏ glucozơ có mạch 6C thẳng.

3. Điều chế

- Thủy phân saccarozơ, tinh bột, mantozơ, xenlulozơ:

+ Mantozơ:                                      

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2C₆H₁₂O₆ (glucozơ)

+ Tinh bột và xenlulozơ:                    

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

+ Saccarozơ:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ (glucozơ) + C₆H₁₂O₆ (fructozơ)

- Trùng hợp HCHO:                                      

6HCHO → C₆H₁₂O₆ (Ca(OH)₂, t⁰)

IV. SACCAROZƠ

- 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:

1. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

- Là chất kết tinh, không màu, vị ngọt, dễ tan trong nước.

- Có nhiều trong tự nhiên trong mía, củ cải đường, hoa thốt nốt. Có nhiều dạng: đường phèn, đường phên, đường cát, đường tinh luyện…

2. Tính chất hóa học

      Do gốc glucozơ đã liên kết với gốc fructozơ thì nhóm chức anđehit không còn nên saccarozơ chỉ có tính chất của ancol đa chức.

- Hòa tan Cu(OH)₂ ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch màu xanh lam.

- Phản ứng thủy phân:

 C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ (glucozơ) + C₆H₁₂O₆ (fructozơ)

3. Điều chế

Trong công nghiệp người ta thường sản xuất saccarozơ từ mía.

VI. XENLULOZƠ (thường gọi là mùn cưa, vỏ bào)

- Công thức phân tử (C₆H₁₀O₅)_n.

- Công thức cấu tạo: do các gốc β-glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4-glicozit tạo thành mạch thẳng, mỗi gốc chỉ còn lại 3 nhóm OH tự do nên có thể viết công thức cấu tạo ở dạng [C₆H₇O₂(OH)₃]_n:

1. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

- Là chất rắn, hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị.

- Không tan trong nước ngay cả khi đun nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường như ete, benzen...

2. Tính chất hóa học

- Phản ứng thủy phân:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (glucozơ)

- Phản ứng este hóa với axit axetic và axit nitric:

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

[C₆H₇O₂(OH)₃] + 3nHNO₃ → [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + 3nH₂O

Từ xenlulozơ cho phản ứng với CS₂ trong NaOH rồi phun qua dung dịch axit để sản xuất tơ visco.

VII. TINH BỘT

- Công thức phân tử (C₆H₁₀O₅)_n.

- Công thức cấu tạo: tinh bột do các gốc α-glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4-glicozit tạo mạch thẳng (amilozơ) hoặc bằng liên kết α-1,4-glicozit và α-1,6-glicozit tạo thành mạch nhánh (amilopectin):

1. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

- Chất rắn vô định hình, không tan trong nước lạnh, phồng lên và vỡ ra trong nước nóng thành dung dịch keo gọi là hồ tinh bột.

- Màu trắng.

- Có nhiều trong các loại hạt (gạo, mì, ngô...), củ (khoai, sắn...) và quả (táo, chuối...). 

2. Tính chất hóa học

- Phản ứng của hồ tinh bột với dung dịch I₂ tạo thành dung dịch xanh tím. (nếu đun nóng dung dịch bị mất màu, để nguội màu xuất hiện trở lại).

→ Phản ứng này thường được dùng để nhận biết hồ tinh bột.

- Phản ứng thủy phân:

 (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (glucozơ)

Khi có men thì thủy phân:      

Tinh bột → đextrin → mantozơ → glucozơ

3. Điều chế

Trong tự nhiên, tinh bột được tổng hợp chủ yếu nhờ quá trình quang hợp của cây xanh.

6nCO₂ + 5nH₂O → (C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂ (clorofin, ánh sáng)

 

Để xem toàn bộ nội dung đề kiểm tra các em vui lòng đăng nhập vào trang HỌC247.net để tải về máy tính.

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm Lí thuyết trọng tâm và trắc nghiệm Chương Cacbohidrat Hóa học 12 có đáp  án. Hi vọng bộ đề này giúp các em học sinh lớp 12 ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong kì thi sắp tới. Chúc các em học tốt!

-- MOD HÓA HỌC247 (tổng hợp)--