Câu hỏi mở đầu trang 25

Đề bài: Đường ăn (saccharose) là chất làm ngọt phổ biến trong sản xuất thực phẩm, còn đường mạch nha (maltose) chủ yếu sử dụng để sản xuất bia. Saccharose và maltose có cấu tạo như thế nào? Chúng có những tính chất hoá học cơ bản nào?

Lời giải:

• Cấu tạo:
  • Saccharose ($\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$): tạo bởi 1 đơn vị α-glucose và 1 đơn vị β-fructose qua liên kết α-1,2-glycoside, chỉ tồn tại ở dạng mạch vòng.
  • Maltose ($\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$): tạo bởi 2 đơn vị glucose qua liên kết α-1,4-glycoside, tồn tại đồng thời ở dạng mạch vòng và dạng mở vòng.
• Tính chất hoá học cơ bản:
  • Cả hai đều có tính chất của polyalcohol (nhiều nhóm $-\text{OH}$ liền kề) → phản ứng với $\text{Cu(OH)}_2$ tạo dung dịch xanh lam.
  • Cả hai đều bị thuỷ phân trong môi trường acid hoặc enzyme tạo monosaccharide.

I. Cấu tạo phân tử

Câu 1 trang 25

Đề bài: Tại sao saccharose chỉ tồn tại ở dạng mạch vòng, trong khi maltose tồn tại đồng thời ở dạng mở vòng và dạng mạch vòng?

Lời giải:

Saccharose: Trong phân tử saccharose, cả nhóm $-\text{OH}$ hemiacetal của α-glucose và nhóm $-\text{OH}$ hemiketal của β-fructose đều tham gia tạo liên kết α-1,2-glycoside. Do đó, phân tử không còn nhóm $-\text{OH}$ hemiacetal/hemiketal tự do → không thể mở vòng → chỉ tồn tại ở dạng mạch vòng.

Maltose: Trong phân tử maltose, chỉ có nhóm $-\text{OH}$ hemiacetal của một đơn vị glucose tham gia tạo liên kết α-1,4-glycoside. Đơn vị glucose còn lại vẫn giữ nhóm $-\text{OH}$ hemiacetal tự do → nhóm này có thể mở vòng tạo nhóm $-\text{CHO}$ → maltose tồn tại đồng thời cả dạng mạch vòng và dạng mở vòng.

II. Tính chất hoá học của saccharose

Hoạt động trang 26 – Dự đoán tính chất hoá học của saccharose

Đề bài: Từ đặc điểm cấu tạo phân tử của saccharose, dự đoán các tính chất hoá học có thể có của saccharose.

Lời giải:

Dựa vào cấu tạo:

• Saccharose có nhiều nhóm $-\text{OH}$ liền kề → có tính chất của polyalcohol: hoà tan $\text{Cu(OH)}_2$ tạo dung dịch xanh lam.
• Saccharose có liên kết α-1,2-glycoside giữa 2 đơn vị monosaccharide → có thể bị thuỷ phân tạo glucose và fructose.
• Saccharose không có nhóm $-\text{OH}$ hemiacetal/hemiketal tự do → không có tính chất của aldehyde → không phản ứng với thuốc thử Tollens hoặc nước bromine.

Thí nghiệm trang 26 – Phản ứng của saccharose với Cu(OH)₂

Đề bài: Cho 2 mL NaOH 10% + 0,5 mL $\text{CuSO}_4$ 5% + 3 mL saccharose 5%, lắc đều. Quan sát hiện tượng, giải thích và viết PTHH.

Lời giải:

Hiện tượng: Ban đầu tạo kết tủa xanh lam $\text{Cu(OH)}_2$. Khi cho dung dịch saccharose vào và lắc đều, kết tủa tan tạo dung dịch màu xanh lam trong suốt.

Giải thích: Saccharose có nhiều nhóm $-\text{OH}$ liền kề nên hoà tan được $\text{Cu(OH)}_2$ trong môi trường kiềm.

Phương trình hoá học:

$$\text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \longrightarrow \text{Cu(OH)}_2\downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4$$

$$2\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11} + \text{Cu(OH)}_2 \longrightarrow (\text{C}_{12}\text{H}_{21}\text{O}_{11})_2\text{Cu} + 2\text{H}_2\text{O}$$

Câu 2 trang 26

Đề bài: Dung dịch saccharose không phản ứng với thuốc thử Tollens nhưng khi đun nóng với dung dịch acid loãng thì tạo thành dung dịch phản ứng với thuốc thử Tollens. Giải thích.

Lời giải:

Bước 1: Saccharose không có nhóm $-\text{CHO}$ (do các nhóm $-\text{OH}$ hemiacetal/hemiketal đều đã tham gia tạo liên kết glycoside) → không phản ứng với thuốc thử Tollens.

Bước 2: Khi đun nóng saccharose với dung dịch acid loãng, xảy ra phản ứng thuỷ phân tạo glucose và fructose:

$$\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11} + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{H}^+,\, t^o} \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6\,(\text{glucose}) + \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6\,(\text{fructose})$$

Bước 3: Trong sản phẩm thuỷ phân:

• Glucose có nhóm $-\text{CHO}$ → phản ứng với Tollens (tráng bạc).
• Fructose trong môi trường kiềm của Tollens chuyển hoá thành glucose → cũng phản ứng với Tollens.

→ Vì vậy dung dịch sau khi thuỷ phân có phản ứng với thuốc thử Tollens.

III. Em có thể

Lựa chọn và sử dụng các nguồn cung cấp saccharose và maltose phù hợp

Lời giải:

Nguồn cung cấp:

• Saccharose: có nhiều trong cây mía, củ cải đường, hoa thốt nốt; là thành phần chính của đường ăn (đường tinh luyện, đường phèn, đường mía).
• Maltose: có trong mạch nha (đường mạch nha), một số hạt nảy mầm; được tạo ra trong quá trình thuỷ phân tinh bột.

Cách sử dụng hợp lí:

• Không tiêu thụ quá nhiều đường trong ngày (nên < 25 g/ngày với người trưởng thành) để tránh thừa cân, béo phì, sâu răng, tiểu đường type 2.
• Người bị tiểu đường cần hạn chế saccharose và các thực phẩm chứa nhiều đường theo hướng dẫn của bác sĩ.
• Ưu tiên nguồn tự nhiên như mía, mạch nha, mật ong thay vì đường tinh luyện.
• Hạn chế nước ngọt có gas, bánh kẹo ngọt; đọc kỹ thành phần dinh dưỡng trên bao bì thực phẩm.
• Tập thói quen uống trà, cà phê không đường hoặc giảm dần lượng đường trong đồ uống.

ThS. Lê Thị Mai Nhi

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT

Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ