Tiêu đề CARBOHYDRATE - FILE GV.docx ✅

CARBOHYDRATE A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM I. KHÁI NIỆM CARBOHYDRATE Carbohydrate là loại hợp chất hữu cơ chứa các nguyên tố carbon, hydrogen, oxygen, thường có công thức chung là Cn(H2O)m. Glucose, saccharose, tinh bột và cellulose là những carbohydrate phổ biến trong tự nhiên và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày. Một số loại carbohydrate và trạng thái tự nhiên II. GLUCOSE 1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí - Glucose có công thức phân tử C 6 H 12 O 6 , là chất rắn không màu, không mùi, có vị ngọt. Tan tốt trong nước, có trong nhiều trái cây chín (đặc biệt nho chín), có trong máu, là nguồn năng lượng chính cho các hoạt động ở tế bào. 2. Tính chất hoá học a. Phản ứng tráng bạc C 6 H 12 O 6 +Ag 2 O o3DungdòchNH,t  C 6 H 12 O 7 + 2Ag - Phản ứng này được dùng để tráng bạc lên kính trong sản xuất gương soi, nên có tên là phản ứng tráng bạc b. Phản ứng lên men rượu C 6 H 12 O 6 Enzymer 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 glucose ethylic alcohol - Phản ứng này được sử dụng để sản xuất bia, rượu hay các loại đồ uống có cồn khác. c. Phản ứng với với Cu(OH) 2 : ở nhiệt độ thường 2C 6 H 12 O 6 + Cu(OH) 2  (C 6 H 11 O 6 ) 2 Cu + 2H 2 O → Hòa tan kết tủa Cu(OH) 2 cho dung dịch xanh lam (xanh thẫm). 3. Điều chế glucose: - Thủy phân tinh bột hay xenlulozơ (C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O , oHt nC 6 H 12 O 6 III. SACCHAROSE 1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí Saccharose có công thức phân tử C12H22O11 là chất rắn không màu, không mùi, có vị ngọt, tan tốt trong nước, có nhiều trong mía, củ cải đường, thốt nốt. 2.Tính chất hoá học a. Phản ứng thuỷ phân của saccharose C 12 H 22 O 11 +H 2 O 0Enzymerhoaëcacid/t C 6 H 12 O 6 (glucose) + C 6 H 12 O 6 (fructose) b. Phản ứng với với Cu(OH) 2 : Trong dung dịch, saccharose phản ứng với copper (II) hydroxide cho dung dịch copper(II) saccharose màu xanh lam. 2C 12 H 22 O 11 + Cu(OH) 2 → (C 12 H 21 O 11 ) 2 Cu + 2H 2 O
→ Hòa tan kết tủa Cu(OH) 2 cho dung dịch xanh lam (xanh thẫm). 3.Vai trò và ứng dụng của glucose và saccharose a. Vai trò Glucose hình thành ở thực vật qua quá trình quang hợp và ở động vật qua quá trình tiêu hoá carbohydrate. Glucose là nguồn năng lượng chính cho cả thực vật và động vật, cung cấp năng lượng cho các tế bào, hỗ trợ tăng trưởng và trao đổi chất. Saccharose có vai trò cung cấp năng lượng cho cơ thể nên được sử dụng phổ biến làm nguyên liệu trong công nghiệp thực phẩm. Tiêu thụ quá nhiều glucose, saccharose trong thời gian dài có nguy cơ bị béo phì và mắc các bệnh khác như tiểu đường, tim mạch,... b. Ứng dụng Glucose được dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp dược phẩm, thực phẩm. Ngoài ra, glucose cũng là nguyên liệu để sản xuất đồ uống có cồn và tráng gương. Saccharose được sử dụng làm chất tạo ngọt cho nhiều loại đồ uống và bánh kẹo. IV. TINH BỘT VÀ CELLULOSE 1. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên Tinh bột Cellulose Công thức phân tử (C 6 H 10 O 5 ) n (C 6 H 10 O 5 ) m Tính chất vật lí Là chất rắn, dạng bột, màu trắng, không tan trong nước lạnh, nhưng tan một phần trong nước nóng tạo hệ keo, gọi là hồ tinh bột. Là chất rắn, dạng sợi, màu trắng, không tan trong nước và các dung môi hữu cơ thông thường. Trạng thái tự nhiên Có nhiều ở hạt, củ và quả của cây: gạo, ngô, khoai, sắn,... Có nhiều ở thân cây và vỏ cây: quả bông, tre, nứa, đay, gai,... Vai trò dự trữ năng lượng. Cây có thể sử dụng năng lượng dự trữ này trong các điểu kiện thiếu glucose xây dựng thành tế bào thực vật và giúp duy trì độ cứng, hình dáng của cây. Sự hình thành tinh bột và cellulose ở thực vật Tinh bột và cellulose được tạo thành trong cây xanh từ khí carbon dioxide, nước và nhờ ánh sáng mặt trời. Khí carbon dioxide được lá cây hấp thụ từ không khí, nước được rễ cây hấp thụ từ đất. Chất diệp lục (chlorophyll) hấp thụ năng lượng của ánh sáng mặt trời, tạo thành glucose và oxygen. Một phần glucose sau đó biến đổi thành tinh bột. Một phần glucose sau đó biến đổi thành cellulose. Khác với tinh bột có vai trò quan trọng trong việc dự trữ năng lượng, cellulose là thành phần chính tạo nên lớp màng tế bào thực vật, là bộ khung của cây cối. CO2+ H2OQuang hôïp Giaûi phoùng O2GLUCOSE (Xaây döïng caáu truùc) (Döï tröõ naêng löôïng) TINH BOÄT CELLULOSE Sự hình thành tinh bột và cellulose ở thực vật Phản ứng hình thành:
6CO 2 + 6H 2 O AÙnhsaùngMaëtTrôøi Dieäpluïc C 6 H 12 O 6 +6O 2 C 6 H 12 O 6 (glucose)  (C 6 H 10 O 5 ) n +nH 2 O Một số nguồn cellulose tự nhiên 2. Tính chất hoá học a. Thí nghiệm phản ứng màu của hồ tinh bột với iodine Hồ tinh bột + dung dịch iodine (I2)  hợp chất màu xanh tím → Iodine là thuốc thử nhận biết hồ tinh bột và ngược lại. Cellulose không có phản ứng này b. Thí nghiệm thuỷ phân tinh bột - Tinh bột và cellulose đểu có thể bị thuỷ phân tạo thành glucose trong môi trường acid hoặc dưới tác dụng của enzyme. Enzyme trong quá trình thuỷ phân tinh bột khác với enzyme dùng để thuỷ phân cellulose. Cơ thể người chỉ có enzyme thuỷ phân tinh bột (ở tuyến nước bọt và ở ruột non) mà không có enzyme thuỷ phân cellulose. (C 6 H 10 O 5 ) n +nH 2 O 0Enzymerhoaëcacid/t C 6 H 12 O 6 (glucose) 3. Ứng dụng Tinh bột : dinh dưỡng chính của con người, có nhiều trong gạo, bột mì và bột ngô (bắp),... Trong công nghiệp: sản xuất hồ dán, làm nguyên liệu sản xuất ethylic alcohol và một số hoá chất khác. Một lượng lớn cellulose được sử dụng để sản xuất giấy và tơ sợi. Cellulose dưới dạng gỗ tự nhiên hoặc gỗ công nghiệp là vật liệu thông dụng. Cellulose còn là nguyên liệu tổng hợp nhiều hoá chất như ethylic alcohol,... B. BÀI TẬP VẬN DỤNG 1. Viết phương trình hóa học theo sơ đồ, chuỗi, điều chế. - Phương pháp: Cần nắm rõ về tính chất hóa học của các hợp chất hữu cơ đã học. - Một số phương trình hóa học cần nhớ - Kiến thức bổ sung: Acetylene (C 2 H 2 : CH ≡ CH) – trong phân tử chứa 2 liên kết �� kém bền. + Phản ứng cộng: 3 o o o o Ni,t 23 6 3 P,t 2222 d 4 Ni,t /PbCO 22 t,xt 6 2 CH CH2HCHCH CH CH2HCHCH(CH:Ethylene) CH CH2BCHBrBrHr 3CHC C HCH        + Điều chế Acetylene từ methane hoặc từ Calcium carbide (CaC 2 ) 2CH 4 o 1500C laømlaïnhnhanh C 2 H 2 + 3H 2 CaC 2 + H 2 O → C 2 H 2 + Ca(OH) 2 Bài 1: Viết phương trình hóa học thực hiện các chuyển đổi hóa học sau (ghi rõ điều kiện phản ứng, nếu có): Tinh bột → Glucose → Ethylic alcohol → Acetic acid → Ethyl acetate → Sodium acetate → Methane → Acetylene → Ethylene → Ethylic alcohol → Carbon dioxide → glucose Hướng dẫn Các phương trình hóa học: (1) (C 6 H 10 O 5 ) n +nH 2 O 0Enzymerhoaëcacid/t C 6 H 12 O 6
(2) menröôïu 6126252CHO2CHOH2CO o t (3) mengiaám 25232CHOHOCHCOOHHO (4) o 24ñaëc 3255 Ht 322 SO, CHCOOHCHOHCHCOOCHHO  (5) 332CHCOOH  NaOH   CHCOONa  HO    (6) 0 CaO,t 3423CHCOONa  NaOH CH  NaCO (7) 2CH 4 o 1500C laømlaïnhnhanh C 2 H 2 + 3H 2 (8) 3 o d/PbCO 2 P,t 22CH CH2HCHCH (9) o 24loaõngHSO,t 24225CH  HO  CHOH (10) 0 t 25222CHOH3O2CO3HO (11) 6CO 2 + 6H 2 O AÙnhsaùngMaëtTrôøi Dieäpluïc C 6 H 12 O 6 +6O 2 Bài 2: Cho dãy các chất: nước, tinh bột, ethylic alcohol, acetic acid, glucose. Viết sơ đồ chuyển hóa giữa các chất trên. Viết phương trình hóa học của các phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa đó. Hướng dẫn (1) (C 6 H 10 O 5 ) n +nH 2 O 0Enzymerhoaëcacid/t C 6 H 12 O 6 (2) menröôïu 6126252CHO2CHOH2CO o t (3) mengiaám 25232CHOHOCHCOOHHO (4) o t 3222CHCOOH2O2CO2HO (5) 6nCO 2 + 5nH 2 O AÙnhsaùngMaëtTrôøi Dieäpluïc (C 6 H 10 O 5 ) n +6nO 2 (6) (C 6 H 10 O 5 ) n +6nO 2 ot 6nCO 2 + 5nH 2 O (7) o t 6126222CHO6O6CO6HO (8) o t 25222CHOH3O2CO3HO Bài 3: Từ tinh bột, các chất vô cơ và các điều kiện cần thiết khác. Hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng để điều chế: a) Ethyl acetate. b) Polyethylene (PE). Hướng dẫn (1) (C 6 H 10 O 5 ) n +nH 2 O 0Enzymerhoaëcacid/t nC 6 H 12 O 6 (2) menröôïu 6126252CHO2CHOH2CO o t (3) mengiaám 25232CHOHOCHCOOHHO a. Điều chế ethyl acetate o 24ñaëc 3255 Ht 322 SO, CHCOOHCHOHCHCOOCHHO  b. Điều chế polyethlene