Glucozơ: tính chất vật lý hóa học, điều chế và ứng dụng

Glucozơ: tính chất vật lý hóa học, điều chế và ứng dụng

Glucozơ là một hợp chất hữu cơ có khá nhiều ứng dụng trong đời sống, là  thành phần cấu tạo của cơ thể sống. Vậy glucozơ là gì? Công thức cấu tạo cũng như những tính chất hóa học đặc trưng giúp hợp chất này trở nên quan trọng đến thế. Hãy tìm hiểu ngay dưới bài viết này.

Cấu trúc phân tử Glucozơ

Glucozơ có cấu trúc phân tử ở hai dạng: Mạch vòng và mạch hở. Công thứ chung của Glucozo là: C6H12O6.

Đối với dạng mạch hở, Glucozo được viết dưới dạng: CH₂OH[CHOH]₄CHO

Đối với dạng mạch vòng, Glucozo được viết tuân thủ theo các nguyên tắc như sau:

Tính chất vật lý Glucozơ

Glucozo là  một hợp chất kết tinh, không màu, nóng chảy ở hai mức nhiệt độ là 146 và 150 độ C. Nhiệt độ sôi là 146 khi Glucozo có dạng α 150^oC dạng β.

Glucozo là hợp chất dễ tan trong nước

Trong tự nhiên, Glucozo có trong phần lớn của các bộ phận của cây (lá, hoa hoặc rễ). Đặc biệt khi quả trong giai đoạn chín sẽ sinh ra rất nhiều Glucozo (loại Glucozo sinh ra trong quả chín còn được gọi là đường nho).

Trong máu con người chúng ta sẽ có một lượng glucozo vào  khoảng 0.1%. Người ta thường chú ý đến sự thay đổi lượng Glucozo trong máu này vì nó sẽ gây ra một số bệnh lý nguy hiểm nếu như không kiểm soát được nồng độ Glucozo trong máu.

Tính chất hóa học

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

Tác dụng Cu(OH)2 và tạo este

Phản ứng tạo este: C₆H₇O(OH)₅ + 5(CH₃CO)₂O  → C₆H₇O(OOCCH₃)₅ + 5CH₃COOH

2. Tính chất của Anđehit

Oxi hóa Glucozo

Khử Glucozo khi tác dụng với Hidro tạo poliancol là sobitol

Phản ứng lên men

Khi có enzim làm chất xúc tác ở nhiệt độ thường 30 – 35 độ C, Glucozo sẽ bị lên men cho ancol etylic và khí cacbonic với phương trình phản ứng như sau:

C₆H₁₂O₆ →  2C₂H₅OH + 2CO₂

Các bạn nhớ đừng quên chất xúc tác là Enzim nhé.

Điều chế

Phương pháp điều chế này sử dụng chủ yếu trong công nghiệp chứ không phải trong vòng thí nghiệm. Do đó, chất lượng và giá thành là hai yếu tố mà chúng ta cần cân nhắc:

• Thủy phân tinh bột với xúc tác là HCl loãng hoặc enzim
• Thủy phân xenlulozơ với xúc tác HCl đặc: (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  → nC₆H₁₂O₆

Ứng dụng

Glucozo có ứng dụng trong 2 lĩnh vực chủ yếu:

• Trong y học: Glucozo làm thuốc tăng lực cho người bệnh, dễ hấp thu và cung cấp khá nhiều năng lượng.
• Trong công nghiệp: Tráng gương, tráng ruột phích thay cho anđehit mặc dù 2 hợp chất này có cùng phản ứng này, nhưng andehit khá độc.

Đồng phân Glucozơ là Fructozo

Đồng phân của Glucozo là Fructozo. Trong công thức tổng quát Cx(H2O)y thì cả 2 hợp chất này đều có x = 6, y = 6 và đều là các monosaccarit.

Công thức cấu tạo: CH₂OH – CHOH – CHOH – CHOH – CO – CH₂OH. Trong dung dịch, frutozơ tồn tại chủ yếu ở dạng β, vòng 5 hoặc 6 cạnh.

Tính chất hóa học:

Phân tử fructozơ bao gồm 5 nhóm OH. Có 4 nhóm liền kề và 1 nhóm chức C = O nên có các tính chất hóa học của ancol đa chức và xeton. Do đó Frucozo sẽ có một số tính chất như dưới đây:

• Hòa tan Cu(OH)₂ ở ngay nhiệt độ thường.
• Tác dụng với anhiđrit axit tạo este 5 chức.
• Tính chất của xeton: Có 2 tính chất của xeton đặc trưng là tác dụng với H₂ tạo sobitol và tham gia phản ứng cộng HCN

Lưu ý: Trong môi trường kiềm fructozơ chuyển hóa thành glucozơ nên fructozơ có phản ứng tráng gương, phản ứng với Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm. Nhưng fructozơ không có phản ứng làm mất màu dung dịch Brom. Đây là dấu hiệu để nhận biết fructozo và glucozo.

✅ Bài học tiếp theo: Saccarozơ.

Bài tập trắc nghiệm cơ bản Glucozơ

Câu 1: Monosaccarit có hợp chất nào tiêu biểu dưới đây:

A. Glucozơ

B. Saccarozơ

C. Fructozơ

D. Mantozơ

Đáp án chính xác: A. Glucozo.

Monosaccarit không bao gồm các hợp chất Saccarozơ và Mantozơ. Còn Fructozo là đồng phân của Glucozo

Câu 2: Chọn phát biểu sai bên dưới khi nói về hợp chất Glucozo:

A.  Có một nhóm chức anđehit.

B.  Có 5 nhóm hiđroxyl.

C.  Mạch cacbon phân nhánh.

D.  Công thức phân tử có thể được viết C₆(H₂O)₆.

Đáp án chính xác: C.  Mạch cacbon phân nhánh.

Trong cấu tạo của Glucozo thì mạch cacbon là mạch hở và mạch vòng, không phân nhánh.

Câu 3: Chất được dùng để tráng gương, tráng ruột phích :

A.  Anđehit fomic.

B.  Anđehit axetic.

C.  Glucozơ.

D.  Fructozo.

Đáp án chính xác là C. Glucozo

Mặc dù cả Glucozo và Anđehit đều tham gia phản ứng tráng gương. Do đó nhiều học sinh nghĩ rằng có thể chọn cả C hoặc D. Nhưng như lưu ý của bài viết này ở phần ứng  dụng thì Anđehit là một hợp chất khá độc. Do đó không thể sử dụng để tráng  gương cũng như tráng ruột phích.

Câu 4. Glucozơ sẽ không tham gia phản ứng nào, chọn các phản ứng bên dưới:

A.  thuỷ phân.

B.  este hoá.

C.  tráng gương.

D.  khử bởi hiđro (Ni, t⁰).

Đáp án chính xác: B. Este hóa

Câu 5: Hãy chọn câu nêu đầy đủ được các tính chất hóa học của hợp chất Glucozo:

A.  ancol đa chức và anđehit đơn chức.

B.  ancol đa chức và anđehit đa chức.

C.  ancol đơn chức và anđehit đa chức.

D.  ancol đơn chức và anđehit đơn chức.

Đáp án chính xác: A. ancol đa chức và anđehit đơn chức.

Cụ thể hơn thì bạn hoàn toàn có thể xem ở trên phần tính chất hóa học của Glucozo ở trên để có thể làm tốt những câu trắc nghiệm như thế này.

Bài viết trên vừa trình bày cho bạn khá nhiều kiến thức liên quan đến Glucozơ. Để làm tốt các dạng bài tập lý thuyết, bài tập vận dụng của hợp chất  phức tạp này, chúng ta cần có một nền tảng thật tốt về lý thuyết, chủ yếu đã được nêu trong bài viết trên. Mong rằng với những kiến thức này có thể giúp bạn một phần nào chinh phục hóa học hữu cơ.

Giáo dục