Bài 4. Saccharose và Maltose trang 21, 22, 23 Hóa 12 Chân trời sáng tạo: Trên kệ bếp của các gia đình thường có lọ đường ăn, tên hoá học là saccharose...

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Mở đầu trang 21

Trên kệ bếp của các gia đình thường có lọ đường ăn, tên hoá học là saccharose, dùng nhiều trong pha chế thực phẩm. Thuở ấu thơ, ai cũng từng có dịp thưởng thức các cây kẹo maltose, thường gọi là mạch nha. Saccharose có gì khác với maltose? Chúng có cấu tạo và tính chất hoá học như thế nào?

Hướng dẫn giải :

Nêu công thức phân tử và công thức cấu tạo, tính chất hóa học của saccharose và maltose.

Lời giải chi tiết :

- Saccharose và maltose đều là các disaccharide có công thức phân tử là C₁₂H₂₂O₁₁.

- Sự khác nhau giữa saccharose và maltose

- Tính chất hóa học:

+ Tính chất hóa học của saccharose: phản ứng của polyalcohol và phản ứng thủy phân disaccharose.

+ Tính chất hóa học của maltose: phản ứng của polyalcohol và phản ứng thủy phân disaccharose. Maltose có thể mở vòng, do đó maltose có phản ứng đặc trưng của nhóm –CHO.

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Thảo luận 1 trang 21

Phân tử saccharose có nhóm -OH hemiacetal hoặc nhóm -OH hemiketal không? Vì sao?

Hướng dẫn giải :

Nhóm -OH ở vị trí số 1 trong glucose dạng mạch vòng gọi là -OH hemiacetal.

Nhóm -OH ở vị trí số 2 trong fructose dạng mạch vòng gọi là -OH hemiketal.

Lời giải chi tiết :

Phân tử saccharose không có nhóm -OH hemiacetal hoặc nhóm -OH hemiketal vì -OH hemiacetal của glucose liên kết với -OH hemiketal của frutose để tạo liên kết a-l,2-glycoside trong phân tử saccharose.

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Thảo luận 2 trang 21

Phân tử saccharose có thể mở vòng không? Giải thích.

Hướng dẫn giải :

Nhóm OH hemiacetal là nhóm được tạo ra giữa nhóm CH=O và nhóm OH đính với nguyên tử C số 5 trong phân tử, nhóm OH có tính chất đặc biệt so với nhóm OH khác ở dạng vòng, khi mở vòng sẽ tạo ra nhóm CH=O, nếu nhóm OH chuyển thành nhóm O–CH₃, dạng mạch vòng không thể chuyển sang dạng mạch hở được nữa.

Lời giải chi tiết :

Saccharose không còn nhóm –OH hemiacetal tự do nên không thể chuyển thành dạng mạch hở chứa nhóm aldehyde (-CHO).

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Thảo luận 1 trang 22

Vì sao phân tử maltose có thể mở vòng?

Hướng dẫn giải :

Nhóm -OH hemiacetal là nhóm được tạo ra giữa nhóm CH=O và nhóm OH đính với nguyên tử C số 5 trong phân tử, nhóm -OH có tính chất đặc biệt so với nhóm -OH khác ở dạng vòng, khi mở vòng sẽ tạo ra nhóm CH=O, nếu nhóm -OH chuyển thành nhóm O–CH₃, dạng mạch vòng không thể chuyển sang dạng mạch hở được nữa.

Lời giải chi tiết :

Ở trạng thái tinh thể, phân tử maltose gồm hai gốc glucose liên kết với nhau ở C₁ của gốc a-glucose này với C₄ của gốc a-glucose kia qua một nguyên tử oxygen. Liên kết a-C₁–O–C₄ như thế được gọi là liên kết a–1,4– glycoside. Như vậy trong phân tử maltose vẫn còn –OH hemiacetal tự do, do đó trong dung dịch, gốc a-glucose của maltose có thể mở vòng tạo ra nhóm CH=O.

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Thảo luận 2 trang 22

Dựa vào đặc điểm cấu tạo của phân tử saccharose, dự đoán tính chất hoá học cơ bản của saccharose.

Hướng dẫn giải :

Phân tử saccharose không thể mở vòng.

Lời giải chi tiết :

Saccharose có các nhóm –OH kề nhau nên saccharose có tính chất của polyalcohol.

Saccharose là disaccharide nên saccharose có phản ứng thủy phân.

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Thảo luận 3 trang 22

Nhận xét và giải thích các hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm.

Hướng dẫn giải :

Saccharose có tính chất hóa học của polyalcohol – hòa tan Cu(OH)₂

\(2{{\rm{C}}_{{\rm{12}}}}{{\rm{H}}_{22}}{{\rm{O}}_{11}} + {\rm{Cu(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} \to {{\rm{(}}{{\rm{C}}_{12}}{{\rm{H}}_{21}}{{\rm{O}}_{11}}{\rm{)}}_{\rm{2}}}{\rm{Cu}} + 2{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)

Lời giải chi tiết :

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Luyện tập trang 23

Bằng phương pháp hoá học, phân biệt 3 dung dịch riêng biệt sau: glucose, fructose và saccharose.

Hướng dẫn giải :

Glucose có nhóm aldehyde nên có thể sử dụng bromine để phân biệt glucose và fructose.

Trong môi trường kiềm, fructose có thể chuyển hóa thành glucose do đó furctose có phản ứng với thuốc thử Tollens. Saccharose không mở vòng nên nên không thể chuyển thành dạng mạch hở chứa nhóm aldehyde (-CHO), do đó saccharose không phản ứng được với thuốc thử Tollens trong môi trường kiềm.

Lời giải chi tiết :

Phương trình hóa học:

\({\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{OH(CHOH}}{{\rm{)}}_{\rm{4}}}{\rm{CHO + B}}{{\rm{r}}_{\rm{2}}}{\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to {\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{OH(CHOH}}{{\rm{)}}_{\rm{4}}}{\rm{COOH + 2HBr}}\)

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 23

Giải thích tại sao khi đun nước đường có thêm một ít nước chanh thì dung dịch thu được ngọt hơn.

Hướng dẫn giải :

Trong môi trường acid hoặc có enzyme làm xúc tác, saccharose bị thuỷ phân thành glucose và fructose.

Lời giải chi tiết :

Nước đường có chứa saccharose, khi thêm chanh chứa acid vào nước đường nóng, saccharose bị thủy phân tạo glucose và fructose, trong đó fructose có vị ngọt hơn saccharose nên dung dịch thu được ngọt hơn.

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Bài tập 1 trang 23

Carbohydrate nào dưới đây không có nhóm -OH hemiacetal hoặc nhóm -OH hemiketal?

A. Glucose. B. Fructose. C. Saccharose. D. Maltose.

Hướng dẫn giải :

Glucose có nhóm -OH hemiacetal.

Fructose có nhóm -OH hemiketal.

Saccharose không có nhóm -OH hemiacetal hoặc nhóm -OH hemiketal.

Maltose có nhóm -OH hemiacetal.

Lời giải chi tiết :

Saccharose không có nhóm -OH hemiacetal hoặc nhóm -OH hemiketal.

→ Chọn C.

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Bài tập 2 trang 23

Cho các carbohydrate sau: glucose, fructose, saccharose và maltose. Số carbohydrate có khả năng mở vòng trong dung dịch nước là

A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.

Hướng dẫn giải :

Trong dung dịch:

- Saccharose chỉ tồn tại dạng mạch vòng.

- Maltose, glucose, fructose tồn tại đồng thời ở dạng mạch hở và mạch vòng.

Lời giải chi tiết :

Trong dung dịch maltose, glucose, fructose có khả năng mở vòng.

→ Chọn C.

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Bài tập 3 trang 23

Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ (X, Y, Z, T là các chất hữu cơ khác nhau):

Hướng dẫn giải :

Saccharose bị thủy phân tạo glucose và fructose.

Glucose phản ứng với nước bromine, fructose không phản ứng với nước bromine nên Y là glucose.

=> X là frutose.

Lời giải chi tiết :

Câu hỏi:

Trả lời câu hỏi Bài tập 4 trang 23

Thuỷ phân 100 gam saccharose thu được 104,5 gam hỗn hợp gồm glucose, fructose và saccharose còn dư. Tính hiệu suất phản ứng thuỷ phân saccharose.

Hướng dẫn giải :

Trong môi trường acid hoặc có enzyme làm xúc tác, saccharose bị thuỷ phân thành glucose và fructose.

Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng để tìm khối lượng nước, từ đó tính hiệu suất phản ứng.

Lời giải chi tiết :

- Phương trình hóa học:

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

\(\begin{array}{l}{{\rm{m}}_{{\rm{saccharozo}}}} + {{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{glucose}}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{\rm{fructose}}}}\\ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{glucose}}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{\rm{fructose}}}} - {{\rm{m}}_{{\rm{saccharozo}}}}\\{\rm{ = 104,5 - 100 = 4,5 (g)}}\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}} = \frac{{4,5}}{{18}} = 0,25{\rm{ (mol)}}\end{array}\)

Theo phương trình hóa học: \({{\rm{n}}_{{\rm{saccharozo (LT)}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}} = \frac{{4,5}}{{18}} = 0,25{\rm{ (mol)}}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{saccharozo (LT)}}}}{\rm{ = }}0,25 \times 342 = 85,5{\rm{ (g)}}\\ \Rightarrow {\rm{H\% = }}\frac{{{{\rm{m}}_{{\rm{saccharozo (LT)}}}}}}{{{{\rm{m}}_{{\rm{saccharozo (TT)}}}}}} \times 100\% = \frac{{85,5}}{{100}} \times 100\% = 85,5\% \end{array}\)