Glucozo là gì? Công thức, cấu tạo, tính chất và vai trò của glucozo

Glucozo là gì? Công thức, cấu tạo, tính chất và vai trò của glucozo

Bởi
Bạn đang xem: Glucozo là gì? Công thức, cấu tạo, tính chất và vai trò của glucozo tại lasting.edu.vn

Glucose tồn tại trong hầu hết các bộ phận của con người, thực vật và động vật. Vậy glucôzơ là gì? Hãy cùng tìm hiểu công thức, cấu tạo, tính chất và vai trò của loại chất quan trọng này.

Định nghĩa của glucose là gì?

Glucose (còn được gọi là dextrose) là monosacarit phổ biến nhất có công thức phân tử C6H12O6. Glucose chủ yếu được tạo ra bởi thực vật và hầu hết các loại tảo trong quá trình quang hợp từ nước và CO2, sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Ở đó, nó được sử dụng để tạo ra cellulose trong thành tế bào và tinh bột.

Trong chuyển hóa năng lượng, glucôzơ là nguồn nguyên liệu quan trọng nhất trong mọi cơ thể sinh vật để sản xuất năng lượng trong quá trình hô hấp tế bào. Ở thực vật, nó chủ yếu được dự trữ ở dạng cellulose và tinh bột, còn ở động vật, nó được dự trữ ở dạng glycogen. (Nguồn: Wikipedia)

  • Công thức phân tử của glucozơ là: C6H12O6

  • Khối lượng phân tử: 180

  • Đặc điểm cấu tạo: Cấu trúc phân tử của glucozơ được xác định dựa vào kết quả của các thí nghiệm sau:

  • Glucozơ tham gia phản ứng tráng bạc và bị oxi hóa bởi nước brom tạo thành axit gluconic. Chứng tỏ glucozơ có nhóm CH=O trong phân tử.

  • Glucozơ tác dụng với Cu(OH)2 tạo thành dung dịch màu xanh lam chứng tỏ phân tử glucozơ có nhiều nhóm OH ở các vị trí liền kề nhau.

  • Glucozơ tạo ra este chứa 5 gốc axit CH3COO. Như vậy, trong cấu tạo của glucozơ có 5 nhóm OH.

  • Khi khử hoàn toàn glucozơ thu được hexan => 6 C tạo thành mạch không phân nhánh.

Từ các thí nghiệm trên, ta rút ra kết luận: Glucozơ là hợp chất tạp chức, có công thức phân tử mạch hở, được tạo bởi một anđehit đơn chức và một ancol 5 chức có công thức cấu tạo là: CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH – CH=O

Cấu trúc phân tử của glucôzơ. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Viết tắt: CH2OH(CHOH)4CHO

Trong đó carbon được đánh số bắt đầu từ nhóm CH=O.

Thực tế, glucozơ tồn tại chủ yếu ở 2 dạng mạch vòng là α-glucozơ và β-glucozơ.

Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý của glucozơ

Glucozơ có ở đâu trong tự nhiên? Hãy cùng tìm hiểu về trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý của chất này.

Glucozo tồn tại trong nhiều loại quả tự nhiên, đặc biệt là quả nho chín. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Glucozo tồn tại trong nhiều loại quả tự nhiên, đặc biệt là quả nho chín. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Trạng thái tự nhiên của glucose

  • Glucôzơ có ở hầu hết các bộ phận của cây, đặc biệt là quả chín. Đặc biệt, đường glucose có nhiều trong quả nho chín nên còn được gọi là đường nho.

  • Glucose chiếm 30% thành phần của mật ong.

  • Con người và động vật cũng chứa glucose trong cơ thể.

Tính chất vật lý

Glucozơ là chất kết tinh không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt nhưng hơi ngọt hơn đường mía.

Tính chất hóa học của glucozơ

Chứng minh rằng, glucozơ có tính chất hóa học đặc trưng của ancol đa chức và anđehit đơn chức qua các thí nghiệm sau.

Tìm hiểu tính chất hóa học của glucozơ. (Ảnh: Shutterstock.com)

Tính chất của ancol đa chức

Trong dung dịch, ở nhiệt độ thường, glucozơ hòa tan được Cu(OH)2 tạo thành dung dịch phức đồng – glucozơ có màu xanh lam:

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

C6H7O(OH)5 + 5(CH3CO)2O → C6H7O(OOCCH3)5 + 5CH3COOH

=> Phản ứng chứng tỏ glucozơ chứa 5-OH . cấp tiến

Tính chất của andehit

Glucozơ tham gia phản ứng tráng bạc, phản ứng khử, lên men rượu…

phản ứng oxi hóa glucôzơ

Dung dịch AgNO3 có khả năng oxi hóa Glucose trong môi trường NH3. Sản phẩm tạo thành là muối amoni gluconat và bạc. Ta quan sát thấy chúng sẽ bám vào thành ống nghiệm.

Phản ứng tráng gương của glucozơ. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

phương trình:

CH2OH[CHOH]4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O (đơn vị: to) → CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3

Glucozơ bị oxi hóa bởi Cu(OH)2 trong môi trường kiềm. Phản ứng thu được sẽ tạo thành natri gluconat, đồng(I) oxit và H2O.

phương trình:

CH2OH[CHOH]4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH (đơn vị: nhiệt độ) → CH2OH[CHOH]4COONa + Cu2O (đỏ gạch) + 3H2O

phương trình:

CH2OH[CHOH]4CHO + Br2 + 2H2O → CH2OH[CHOH]4COOH + 2HBr

Khi dẫn khí hiđro vào dung dịch glucozơ đun nóng có thêm xúc tác Ni, ta sẽ thu được ancol đa chức là sobitol.

phương trình:

CH2OH[CHOH]4CHO + H2 (đơn vị: to, Ni) → CH2OH[CHOH]4CH2OH

Phản ứng lên men rượu

Khi có enzim xúc tác, glucozơ sẽ bị lên men, tạo ra ancol etylic và khí cacbonic.

phương trình:

C6H12O6 (đơn vị: enzym, 30-35 độ C) → 2C2H5OH + 2CO2

Xem thêm:

Cách điều chế glucozơ?

Trong công nghiệp và trong tự nhiên, phương pháp điều chế glucozơ là khác nhau. Vì vậy, chất lượng và giá cả là hai yếu tố mà chúng ta cần quan tâm trong quá trình sử dụng.

Tìm hiểu làm thế nào để điều chế glucose. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

  • Trong công nghiệp: Glucozơ được điều chế bằng phương pháp thủy phân tinh bột bằng enzim hoặc axit clohiđric (HCl) loãng. Bên cạnh đó, người ta còn thủy phân xenlulozơ (có trong phoi bào, mùn cưa) nhờ xúc tác axit clohydric đặc thành glucozơ để làm nguyên liệu sản xuất etanol.

Phương trình điều chế glucose:

(C6H10O5)n + nH2O (nhiệt độ, H+) → nC6H12O6

6CO2 + 12H20 (ánh sáng mặt trời) → C6H12O6 + 6O2 + 6H20

Vai trò và ứng dụng của glucôzơ trong đời sống và sản xuất

Glucose lần đầu tiên được phân lập từ nho khô vào năm 1747 bởi nhà hóa học người Đức Andreas Marggraf. Glucozo được Johann Tobias Lowitz phát hiện trong nho năm 1792 và được công nhận là khác với đường mía (saccarozo) (theo Wikipedia). Từ đó, glucozơ có những ứng dụng đặc biệt quan trọng trong công nghiệp và trong y học.

Một số ứng dụng của glucozơ trong đời sống và sản xuất. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Vai trò của glucose trong công nghiệp

  • Glucozơ được dùng để sản xuất rượu etylic từ nguyên liệu tinh bột hoặc xenlulozơ.

  • Trong công nghiệp thực phẩm, glucose được dùng làm chất bảo quản.

  • Glucose giúp hỗn hợp nước đường không bị “lại đường” – hiện tượng các hạt đường nhỏ nổi lên khi để lâu. Đồng thời, glu còn giúp bánh kẹo lâu khô và giữ được độ mềm.

  • Glucose cũng được sử dụng trong quá trình làm kem để giữ cho hỗn hợp nước và đường mịn.

  • Glucozơ dùng tráng gương, tráng nhựa nhiệt dẻo.

Vai trò của glucose trong y học

  • Glucose chứa các chất dinh dưỡng cơ bản giúp tạo năng lượng cho cơ thể hoạt động tốt hơn nên được dùng làm nước tăng lực cho trẻ em, người già, người suy nhược.

  • Glucose được sử dụng để điều chế huyết thanh (các ứng dụng tiêm truyền trong y tế).

  • Glucose được sử dụng để sản xuất vitamin C.

Vai trò của glucose đối với con người

  • Glucose là nguồn năng lượng chính và trực tiếp của cơ thể, được dự trữ trong gan dưới dạng glycogen.

  • Là thành phần tham gia vào cấu trúc của tế bào (RNA và DNA) và một số chất đặc biệt khác (như Mucopolysaccharid, heparin, acid hyaluronic, chondroitin…).

  • Tạo ra năng lượng cần thiết cho sự sống – một quá trình diễn ra trong tế bào. Việc sử dụng glucose của tế bào phụ thuộc vào hoạt động của màng tế bào dưới tác dụng của insulin (ngoại trừ tế bào não, mô thần kinh, tế bào máu, tủy thận và thủy tinh thể).

Đồng phân glucozơ – Fructozơ

Sau khi tìm hiểu về glucozơ, chúng ta hãy tìm hiểu về Fructose – đồng phân của Glucose. Trong công thức chung Cx(H2O)y, cả hai hợp chất này đều có x = 6, y = 6 và đều là monosaccarit, nhưng chúng khác nhau ở điểm nào?

Glucozơ và Fructozơ. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Công thức phân tử: C6H12O6.

Fructozơ sẽ có công thức cấu tạo mạch hở như sau:

CH2OH–CHOH–CHOH–CHOH–CO–CH2OH

Trong dung dịch, fructozơ tồn tại chủ yếu ở dạng vòng β, 5 hoặc 6 cạnh.

Cấu tạo của glucozơ và fructozơ. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Khác với glucozơ, tính chất vật lý đặc trưng của fructozơ là:

  • Fructozo là chất kết tinh không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt dịu hơn đường mía.

  • Chúng tồn tại trong nhiều loại trái cây ngọt và chiếm 40% thành phần của mật ong.

  • Fructose ngọt gấp rưỡi đường mía và ngọt gấp 2,5 lần glucose.

Tính chất hóa học của fructozơ:

Phân tử fructozơ gồm 5 nhóm OH. có 4 nhóm chức liền kề nhau và 1 nhóm chức C=O nên có tính chất hóa học của ancol đa chức và xeton. Fructose có tính chất tương tự như glucose.

  • Fructozơ hòa tan Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường.

  • Phản ứng với anhiđrit axit tạo thành este 5 chức.

  • Tính chất xeton: Phản ứng với H2 tạo sobitol và tham gia phản ứng cộng HCN

  • Trong môi trường trung tính hoặc axit, fructozơ không thể hiện tính chất khử của aldehyt, nhưng trong môi trường kiềm, fructozơ thực hiện được do quá trình chuyển đổi glucozơ thành fructozơ qua trung gian endiol.Cấu tạo của glucozơ và fructozơ. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Chú ý: Trong môi trường kiềm, fructozơ chuyển thành glucozơ nên fructozơ có phản ứng tráng gương, tác dụng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm. Còn fructozơ không có phản ứng làm mất màu dung dịch brom. Đây chính là dấu hiệu nhận biết đường fructozơ và glucozơ.

Bài tập về glucozơ SGK Hóa học 9 có lời giải

Từ những kiến ​​thức trên về glucozơ, các em sẽ vận dụng những kiến ​​thức đó để giải một số bài tập cơ bản trong sgk hóa học 9 sau đây.

Vận dụng lý thuyết để làm bài tập thực hành về glucozơ. (Ảnh: Shutterstock.com)

Giải bài 1 trang 152 SGK Hóa học 9

Kể tên một số quả chín chứa glucôzơ.

Câu trả lời gợi ý:

Glucose có trong một số loại quả chín như: nho chín, chuối chín, ổi chín, mít chín, mãng cầu chín, dứa chín (thơm).

Giải bài 2 SGK Hóa học 9 trang 152

Hãy chọn thuốc thử để phân biệt các dung dịch sau về mặt hóa học. (Nêu cách tiến hành).

a) Dung dịch glucozơ và dung dịch rượu etylic.

b) Dung dịch glucozơ và dung dịch axit axetic.

Câu trả lời gợi ý:

a) Trích mẫu thử và đánh số thứ tự:

Chọn thuốc thử là dung dịch AgNO3 trong NH3 (đun nóng): Nhỏ lần lượt vài giọt dung dịch AgNO3 trong NH3 vào 2 ống nghiệm rồi đặt ống nghiệm vào cốc nước nóng:

Chất nào tham gia phản ứng tạo sản phẩm có màu bạc sáng bám trên thành ống nghiệm là glucozơ?

PTHH: C6H12O6 + Ag2O —> C6H12O7 + 2Ag (xúc tác: NH3)

Chất còn lại không tác dụng là rượu etylic.

b) Trích mẫu thử và đánh số thứ tự:

Chọn thuốc thử là Na2CO3: Nhỏ lần lượt vài giọt dung dịch Na2CO3 vào 2 ống nghiệm

Ống nghiệm nào có phản ứng với khí CH3COOH?

PTHH: 2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + H2O + CO2

Chất không phản ứng là glucozơ

(Có thể dùng thuốc thử là quỳ tím, dung dịch làm quỳ tím hóa đỏ là CH3COOH, chất còn lại không làm đổi màu quỳ tím là glucozơ).

Giải bài 3 SGK Hóa 9 trang 152

Tính khối lượng glucozơ cần để pha 500 ml dung dịch glucozơ 5% có D = 1,0 g/cm3.

Câu trả lời gợi ý:

mdd glucozơ = 500. 1 = 500 (g)

mglucozơ = (500,5) / 100 = 25 (g)

Giải bài 4 trang 152 SGK Hóa học 9

Khi lên men glucozơ thoát ra 11,2 lít CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn.

a) Tính khối lượng rượu etylic thu được sau quá trình lên men.

b) Tính khối lượng glucozơ hấp thụ lúc đầu, biết rằng hiệu suất quá trình lên men là 90%.

Câu trả lời gợi ý:

a) Khối lượng rượu etylic:

n(CO2) = 11,2 / 22,4 = 0,5 mol

Lên men glucôzơ:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2.

Theo phương trình: n(rượu etylic) = nCO2 = 0,5 mol.

m(rượu etylic) = 0,5 × 46 = 23g.

b) Khối lượng glucozơ.

Theo phương trình glucose = 1/2 . nCO2 = 1/2. 0,5 = 0,25 mol

Vì hiệu suất 90% nên khối lượng glucozơ cần dùng là:

0,25 x 180 x 100/90 = 50g

Bài viết trên đã cung cấp đầy đủ thông tin về công thức, cấu tạo, tính chất, vai trò của glucozơ – một chất vô cùng phổ biến xung quanh chúng ta. Hãy chia sẻ bài viết và truy cập website Khỉ để có thêm nhiều kiến ​​thức bổ ích về các môn học khác như toán, lý, hóa các lớp nhé!

Bạn thấy bài viết Glucozo là gì? Công thức, cấu tạo, tính chất và vai trò của glucozo có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Glucozo là gì? Công thức, cấu tạo, tính chất và vai trò của glucozo bên dưới để lasting.edu.vn có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: lasting.edu.vn

Nhớ để nguồn bài viết này: Glucozo là gì? Công thức, cấu tạo, tính chất và vai trò của glucozo của website lasting.edu.vn

Xem thêm chi tiết về Glucozo là gì? Công thức, cấu tạo, tính chất và vai trò của glucozo
Xem thêm bài viết hay:  [Tham vấn chuyên gia] Bé 1 tuổi chưa mọc răng: ba mẹ cần làm?

Viết một bình luận