MasterSchool

Hóa học lớp 12 · KNTT · Chương 2

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 5: Saccharose và maltose

Chương 2: Carbohydrate · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12 Bài 5: Saccharose và maltose theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, phương trình phản ứng hóa học KaTeX chuẩn, bảng biểu trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp

I. Cấu tạo phân tử

- Saccharose có công thức phân tử C12H22O11, cấu tạo từ một đơn vị α-glucose và một đơn vị β-fructose qua liên kết α -1,2-glycoside.

Hình ảnh minh họa SGK Hóa học 12

- Maltose có công thức phân tử C12H22O11, cấu tạo từ hai đơn vị glucose qua liên kết α -1,4-glycoside.

Hình ảnh minh họa SGK Hóa học 12

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA SACCHAROSE

1. Tính chất của polyalcohol

Phân tử saccharose có nhiều nhóm hydroxy kề nhau nên dung dịch chất này có thể hoà tan Cu(OH)2 trong môi trường kiềm, tạo thành dung dịch có màu xanh lam.

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

2. Phản ứng thuỷ phân

Saccharose bị thuỷ phân trong môi trường acid hoặc dưới tác dụng của enzyme, tạo thành glucose và fructose.

C12H22O11 +H2O →enzyme/H+\overset{enzyme / H^{+}}{\to}  C6H12O6 (glucose) + C6H12O6 (fructose)

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ỨNG DỤNG

1. Saccharose

- Saccharose là chát rắn có vị ngọt, dễ tan trong nước.

- Saccharose được tổng hợp trong thực vật từ glucose và fructose. Saccharose có trong nhiều loài thực vật, có nhiều nhất trong cây mía, củ cải đường và hoa thốt nốt.

- Saccharose được sử dụng như một chất làm ngọt phổ biến trong sản xuất thực phẩm như bánh, kẹo, nước giải khát và đồ uống có gas,…

2. Maltose

- Maltose là chất rắn, có vị ngọt, dễ tan trong nước.

- Maltose có trong một số hạt nảy mầm. Maltose chủ yếu được tạo ra trong quá trình thuỷ phân tinh bột.

- Maltose được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bia và chất tạo ngọt cho một số loại bánh kẹo.

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Saccharose (đường mía) và maltose (đường mạch nha) là hai disaccharide quan trọng có cùng công thức phân tử C12H22O11C_{12}H_{22}O_{11}.
  • Saccharose được cấu tạo từ một gốc α\alpha-glucose và một gốc β\beta-fructose liên kết với nhau qua nguyên tử oxygen giữa C1C_1 của glucose và C2C_2 của fructose (liên kết α\alpha-1,2-glycosidic). Do cả hai nhóm −OH-OH hemiacetal đều đã tham gia tạo liên kết nên phân tử saccharose không thể mở vòng, không còn tính khử (không tráng bạc, không khử Cu(OH)2Cu(OH)_2).
  • Maltose được cấu tạo từ hai gốc α\alpha-glucose liên kết qua cầu oxygen giữa C1C_1 của gốc này với C4C_4 của gốc kia (liên kết α\alpha-1,4-glycosidic). Gốc glucose thứ hai vẫn còn nhóm −OH-OH hemiacetal tự do có thể mở vòng tạo nhóm aldehyde, do đó maltose có tính khử (tráng bạc và khử Cu(OH)2Cu(OH)_2).
  • Phản ứng thủy phân: Trong môi trường acid đun nóng hoặc có xúc tác enzyme thích hợp, saccharose thủy phân hoàn toàn tạo 1 phân tử glucose và 1 phân tử fructose. Hỗn hợp sản phẩm sau thủy phân có tính khử mạnh và tham gia phản ứng tráng bạc.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Tại sao saccharose không tham gia phản ứng tráng bạc trong khi sản phẩm thủy phân của nó lại có phản ứng tráng bạc?
Trong phân tử saccharose, liên kết glycosidic được hình thành giữa nhóm −OH-OH hemiacetal tại C1C_1 của α\alpha-glucose với nhóm −OH-OH hemiketal tại C2C_2 của β\beta-fructose. Cả hai tâm có khả năng mở vòng đều bị khóa chặt, phân tử không thể mở vòng để hình thành nhóm aldehyde tự do nên saccharose không có tính khử và không tráng bạc. Tuy nhiên, khi thủy phân nhờ xúc tác acid hoặc enzyme: C12H22O11+H2O→H+,t∘C6H12O6 (glucose)+C6H12O6 (fructose)C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{H^+, t^\circ} C_6H_{12}O_6 \text{ (glucose)} + C_6H_{12}O_6 \text{ (fructose)} Cả glucose và fructose sinh ra đều tham gia phản ứng tráng bạc, mỗi phân tử saccharose ban đầu sau thủy phân cho ra 2 phân tử monosaccharide có khả năng tạo tối đa 4 nguyên tử Ag.
Nêu quy trình sản xuất đường saccharose tinh khiết từ cây mía trong công nghiệp?
Quy trình công nghiệp sản xuất đường mía gồm 5 công đoạn chính: 1. Ép mía lấy nước mía chứa khoảng 12−15%12-15\% saccharose. 2. Làm sạch tạp chất: Cho vôi sữa Ca(OH)2Ca(OH)_2 để kết tủa các acid hữu cơ và protein tạp chất, sau đó sục khí CO2CO_2 hoặc SO2SO_2 để kết tủa hoàn toàn Ca2+Ca^{2+} dư dưới dạng CaCO3/CaSO3CaCO_3/CaSO_3 rồi lọc bỏ bã kết tủa. 3. Cô đặc dung dịch nước đường đã làm sạch dưới áp suất giảm để tránh đường bị caramel hóa. 4. Kết tinh đường và li tâm tách mật rỉ đường thu được đường cát trắng. 5. Tinh luyện thu đường tinh luyện độ tinh khiết cao (99,9%99{,}9\%).
So sánh cấu tạo của phân tử saccharose và maltose để giải thích tính khử khác biệt giữa chúng?
- Cấu tạo phân tử: + Saccharose: Gốc α\alpha-glucose liên kết với gốc β\beta-fructose qua liên kết α\alpha-1,2-glycosidic. Cả hai carbon anomer (C1C_1 của glucose và C2C_2 của fructose) đều tham gia liên kết, không còn nhóm −OH-OH hemiacetal →\to Không mở vòng →\to Không có tính khử. + Maltose: Hai gốc α\alpha-glucose liên kết qua liên kết α\alpha-1,4-glycosidic. Nguyên tử C1C_1 của gốc glucose thứ hai vẫn còn nhóm −OH-OH hemiacetal tự do →\to Có thể mở vòng tạo nhóm chức aldehyde −CH=O-CH=O tự do trong dung dịch →\to Có tính khử mạnh (tráng bạc, tác dụng Cu(OH)2Cu(OH)_2 khi đun nóng).
Thủy phân hoàn toàn 34,2 g34{,}2\text{ g} saccharose trong môi trường acid với hiệu suất 80%80\%, trung hòa acid rồi cho dung dịch tác dụng với dư AgNO3/NH3AgNO_3/NH_3. Tính khối lượng bạc kim loại thu được?
Số mol saccharose ban đầu: n=34,2342=0,1 moln = \frac{34{,}2}{342} = 0{,}1\text{ mol} Số mol saccharose thực tế bị thủy phân (H=80%H = 80\%): npư=0,1×80%=0,08 moln_{\text{pư}} = 0{,}1 \times 80\% = 0{,}08\text{ mol} Phương trình thủy phân: C12H22O11+H2O→H+C6H12O6 (glucose)+C6H12O6 (fructose)C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{H^+} C_6H_{12}O_6 \text{ (glucose)} + C_6H_{12}O_6 \text{ (fructose)} Sinh ra 0,08 mol glucose0{,}08\text{ mol glucose} và 0,08 mol fructose0{,}08\text{ mol fructose}. Cả 2 monosaccharide này đều tráng bạc theo tỉ lệ 1:21 : 2: nAg=2×(nglucose+nfructose)=2×(0,08+0,08)=0,32 moln_{Ag} = 2 \times (n_{\text{glucose}} + n_{\text{fructose}}) = 2 \times (0{,}08 + 0{,}08) = 0{,}32\text{ mol} Khối lượng bạc kết tủa thu được: mAg=0,32×108=34,56 gm_{Ag} = 0{,}32 \times 108 = 34{,}56\text{ g}

Đề luyện tập theo bài