Glucose và fructose: cấu tạo, tính chất, phản ứng tráng bạc, lên men, phân biệt và bài tập có đáp án Hóa 12
Glucose và fructose là hai monosaccharide đồng phân có công thức C6H12O6. Glucose có nhóm aldehyde, fructose có nhóm ketone. Cấu tạo dạng mạch hở và vòng, phản ứng với Cu(OH)2, tráng bạc, cộng H2, lên men rượu, cách phân biệt và bài tập có đáp án Hóa 12.
Glucose và fructose là gì?
Glucose và fructose là hai monosaccharide (đường đơn) đồng phân của nhau, cùng có công thức phân tử $\ce{C6H12O6}$. Glucose có trong quả nho chín, máu người ($0{,}1\%$), còn fructose có nhiều trong mật ong và trái cây. Glucose có nhóm aldehyde, fructose có nhóm ketone trong phân tử.
Cấu tạo
- Glucose mạch hở: $\ce{CH2OH-(CHOH)4-CHO}$ (có $5$ nhóm $-\ce{OH}$ và $1$ nhóm $-\ce{CHO}$). Trong dung dịch, glucose chủ yếu tồn tại dạng vòng sáu cạnh ($\alpha$-glucose và $\beta$-glucose).
- Fructose mạch hở: $\ce{CH2OH-(CHOH)3-CO-CH2OH}$ (có $5$ nhóm OH và $1$ nhóm ketone); dạng vòng năm cạnh phổ biến.
- Tính chất vật lí: tinh thể không màu, tan nhiều trong nước, vị ngọt (fructose ngọt hơn glucose và saccharose).
Tính chất hóa học
| Tính chất | Glucose | Fructose |
|---|---|---|
| Hòa tan $\ce{Cu(OH)2}$ tạo dung dịch xanh lam (nhiều nhóm OH kề nhau) | Có | Có |
| Phản ứng tráng bạc, khử $\ce{Cu(OH)2}$ tạo $\ce{Cu2O}$ | Có | Có (trong môi trường base fructose chuyển thành glucose) |
| Làm mất màu nước brom | Có (oxi hóa nhóm CHO thành COOH) | Không |
| Cộng $\ce{H2}$ (Ni) tạo sorbitol | Có | Có |
| Lên men rượu | $\ce{C6H12O6 ->[enzyme] 2C2H5OH + 2CO2}$ | Có thể lên men |
Ví dụ 1
Tráng bạc hoàn toàn $18$ g glucose ($M = 180$). Tính khối lượng Ag.
$n = 0{,}1$ mol nên $n_{\ce{Ag}} = 0{,}2$ mol, $m = 21{,}6$ g.
Ví dụ 2
Lên men $180$ g glucose với hiệu suất $80\%$. Tính khối lượng ethanol.
$n_{\ce{C2H5OH}} = 2 \cdot 1 \cdot 0{,}8 = 1{,}6$ mol, $m = 73{,}6$ g.
Ví dụ 3
Phân biệt dung dịch glucose và fructose.
Dùng nước brom: glucose làm mất màu, fructose thì không.
Xem bài: Saccharose và maltose
Điều chế và ứng dụng
Glucose điều chế bằng thủy phân tinh bột hoặc cellulose với xúc tác acid hoặc enzyme. Ứng dụng: thuốc tăng lực, truyền dịch, tráng gương, ruột phích, sản xuất ethanol, vitamin C.
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Viết công thức cấu tạo mạch hở của glucose.
- Cho $36$ g glucose tráng bạc hoàn toàn. Tính khối lượng Ag.
- Lên men $90$ g glucose với hiệu suất $90\%$. Tính khối lượng ethanol.
- Cho $0{,}1$ mol glucose tác dụng $\ce{H2}$ (Ni). Tính khối lượng sorbitol ($M = 182$).
- Nêu hai ứng dụng của glucose.
Đáp án
- $\ce{CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO}$.
- $n = 0{,}2$ mol nên $n_{\ce{Ag}} = 0{,}4$ mol, $m = 43{,}2$ g.
- $n = 0{,}5$ mol nên $n_{\ce{C2H5OH}} = 0{,}9$ mol, $m = 41{,}4$ g.
- $m = 0{,}1 \cdot 182 = 18{,}2$ g.
- Thuốc tăng lực, truyền dịch; sản xuất ethanol, tráng gương.
Tổng kết
Bài học liên quan
Bài tiếp theo: Saccharose và maltose
Xem tất cả bài học chủ điểm Carbohydrate
Câu hỏi thường gặp
Glucose và fructose có quan hệ gì?
Là đồng phân cấu tạo của nhau, cùng $\ce{C6H12O6}$.
Glucose có phản ứng tráng bạc không?
Có, do có nhóm aldehyde.
Phân biệt glucose và fructose bằng gì?
Nước brom.
Glucose có trong đâu?
Trong quả chín, máu người, mật ong.