Glucozo, hay còn gọi là đường glucose, là một monosaccharide quan trọng bậc nhất trong sinh học. Với công thức phân tử C6H12O6, glucozo đóng vai trò then chốt trong quá trình cung cấp năng lượng cho cơ thể sống. Bài viết này sẽ đi sâu vào cấu trúc, tính chất, ứng dụng và cách điều chế glucozo, giúp bạn hiểu rõ hơn về loại đường này.
CTPT Glucozo (C6H12O6): Cấu Trúc Phân Tử
Công thức phân tử của glucozo là C6H12O6. Cấu trúc này cho thấy glucozo chứa 6 nguyên tử cacbon, 12 nguyên tử hydro và 6 nguyên tử oxy. Dựa trên các thí nghiệm, cấu trúc phân tử glucozo được xác định là một hợp chất tạp chức, vừa mang tính chất của aldehyde, vừa mang tính chất của alcohol.
- Nhóm chức aldehyde (-CHO): Giải thích khả năng tham gia phản ứng tráng bạc và bị oxi hóa.
- Nhiều nhóm hydroxyl (-OH) liền kề: Giải thích khả năng tạo phức với Cu(OH)2.
.jpg)
Glucozo mạch hở có công thức rút gọn là: CH2OH(CHOH)4CHO. Tuy nhiên, trong thực tế, glucozo tồn tại chủ yếu ở dạng mạch vòng (α và β).
Trạng Thái Tự Nhiên và Tính Chất Vật Lý của Glucozo
Glucozo có mặt rộng rãi trong tự nhiên.
- Trong thực vật: Đặc biệt nhiều trong quả chín, nhất là quả nho (nên còn gọi là đường nho).
- Trong mật ong: Chiếm khoảng 30% thành phần.
- Trong cơ thể người và động vật: Có mặt trong máu.
Về tính chất vật lý:
- Là chất kết tinh, không màu.
- Dễ tan trong nước.
- Có vị ngọt, nhưng ngọt nhẹ hơn đường mía (saccharose).
Tính Chất Hóa Học Của Glucozo: C6H12O6 Thể Hiện Như Thế Nào?
Ctpt Glucozo (C6H12O6) thể hiện các tính chất hóa học đặc trưng của cả alcohol đa chức và aldehyde.
Tính Chất của Alcohol Đa Chức (Polyalcohol)
-
Tác dụng với Cu(OH)2: Tạo dung dịch phức đồng glucozo màu xanh lam ở nhiệt độ thường:
2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O
-
Phản ứng tạo este: Tác dụng với anhydride acetic tạo este chứa 5 gốc acetic, chứng minh có 5 nhóm -OH:
C6H7O(OH)5 + 5(CH3CO)2O → C6H7O(OOCCH3)5 + 5CH3COOH
Tính Chất Của Aldehyde
-
Phản ứng tráng bạc (Oxi hóa bởi AgNO3/NH3):
CH2OH[CHOH]4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3
-
Phản ứng với Cu(OH)2/OH- (Oxi hóa bởi Cu(OH)2 trong môi trường kiềm): Tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O.
CH2OH[CHOH]4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → CH2OH[CHOH]4COONa + Cu2O ↓ + 3H2O
-
Phản ứng với dung dịch brom:
CH2OH[CHOH]4CHO + Br2 + H2O → CH2OH[CHOH]4COOH + 2HBr
-
Phản ứng khử (Hydro hóa): Tạo sorbitol (một polyalcohol).
CH2OH[CHOH]4CHO + H2 → CH2OH[CHOH]4CH2OH
-
Phản ứng lên men rượu:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Điều Chế Glucozo: C6H12O6 Được Tạo Ra Như Thế Nào?
Có hai phương pháp chính để điều chế glucozo: trong công nghiệp và trong tự nhiên.
-
Trong công nghiệp: Thủy phân tinh bột hoặc cellulose bằng xúc tác acid (H+) hoặc enzyme.
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
-
Trong tự nhiên: Quá trình quang hợp ở cây xanh:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Ứng Dụng Của Glucozo (C6H12O6) Trong Đời Sống và Sản Xuất
Glucozo đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực.
-
Trong công nghiệp:
- Sản xuất ethanol (cồn).
- Sản xuất vitamin C.
- Làm chất bảo quản thực phẩm.
- Trong công nghiệp bánh kẹo (giữ ẩm, chống “lại đường”).
- Tráng gương, tráng ruột phích.
-
Trong y học:
- Pha huyết thanh, làm thuốc tăng lực.
-
Đối với cơ thể người:
- Nguồn cung cấp năng lượng chính.
- Tham gia cấu tạo tế bào.
- Dự trữ năng lượng dưới dạng glycogen.
So Sánh Glucozo và Fructozo: Hai Đồng Phân Quan Trọng (C6H12O6)
Fructozo là đồng phân của glucozo (cùng công thức phân tử C6H12O6) nhưng khác về cấu trúc.
-
Điểm giống nhau: Cùng công thức phân tử C6H12O6, đều là monosaccharide, có các tính chất của polyalcohol (tác dụng Cu(OH)2).
-
Điểm khác nhau:
- Glucozo có nhóm aldehyde (-CHO), fructozo có nhóm ketone (>C=O).
- Fructozo ngọt hơn glucozo.
- Fructozo không làm mất màu nước brom, glucozo thì có.
- Fructozo chuyển hóa thành glucozo trong môi trường kiềm.
Bài Tập Vận Dụng Về Glucozo (C6H12O6)
Dưới đây là một số bài tập ví dụ liên quan đến glucozo.
Ví dụ 1: Tính khối lượng glucozo cần thiết để pha chế 250 ml dung dịch glucozo 10% (d = 1.0 g/ml).
Ví dụ 2: Cho 36 gam glucozo lên men rượu, thu được V lít CO2 (đktc). Tính V, biết hiệu suất phản ứng là 80%.
Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn đầy đủ thông tin về ctpt glucozo (C6H12O6) và các khía cạnh liên quan. Hiểu rõ về glucozo giúp chúng ta ứng dụng tốt hơn loại đường quan trọng này trong cuộc sống.
