Phản ứng tráng gương của glucose (C6H12O6) với dung dịch AgNO3 trong NH3 là một phản ứng hóa học quan trọng, thường được sử dụng để nhận biết và chứng minh tính chất của glucose. Đây là một phản ứng oxi hóa khử, trong đó glucose đóng vai trò là chất khử, bị oxi hóa thành amoni gluconat, còn ion bạc Ag+ trong AgNO3 đóng vai trò là chất oxi hóa, bị khử thành bạc kim loại (Ag).
Phản ứng tráng gương của glucose (C6H12O6 + AgNO3 + NH3)
Phản ứng tráng gương của glucose (C6H12O6) xảy ra theo phương trình hóa học sau:
HOCH2[CHOH]4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O →to HOCH2[CHOH]4COONH4 + 2Ag↓ + 2NH4NO3
Hoặc có thể viết đơn giản:
C6H12O6 + Ag2O →to C6H12O7 + 2Ag
Trong đó:
- C6H12O6 là glucose (đường nho)
- AgNO3 là bạc nitrat
- NH3 là amoniac
- Ag là bạc kim loại (kết tủa)
- HOCH2[CHOH]4COONH4 là amoni gluconat (muối amoni của axit gluconic)
- C6H12O7 là axit gluconic
Dung dịch AgNO3 trong NH3 được sử dụng để tráng gương, tạo lớp bạc sáng bóng trên bề mặt.
Vai trò của các chất trong phản ứng
- AgNO3: Chất oxi hóa. Trong môi trường NH3, AgNO3 tạo thành phức chất tan [Ag(NH3)2]OH, chất này có khả năng oxi hóa glucose.
- Glucose (C6H12O6): Chất khử. Glucose có nhóm aldehyde (-CHO) trong cấu trúc mạch hở, nhóm này dễ bị oxi hóa.
Cách tiến hành phản ứng tráng gương
Để thực hiện phản ứng tráng gương của glucose, bạn có thể tiến hành theo các bước sau:
- Chuẩn bị ống nghiệm sạch.
- Cho vào ống nghiệm 1 ml dung dịch AgNO3 1%.
- Nhỏ từ từ dung dịch NH3 vào ống nghiệm, lắc đều cho đến khi kết tủa bạc oxit (Ag2O) vừa xuất hiện thì dừng lại. Tiếp tục nhỏ thêm NH3 cho đến khi kết tủa tan hết, tạo thành phức chất [Ag(NH3)2]OH (dung dịch Tollens).
- Thêm 1 ml dung dịch glucose 1% vào ống nghiệm.
- Đun nóng nhẹ ống nghiệm trong nước ấm (khoảng 60-70°C) hoặc để ở nhiệt độ phòng trong vài phút.
Hiện tượng
Sau khi đun nóng hoặc để yên, thành ống nghiệm sẽ xuất hiện một lớp bạc kim loại sáng bóng như gương.
Giải thích: Glucose bị oxi hóa bởi phức bạc amoniac tạo thành amoni gluconat, đồng thời ion bạc bị khử thành bạc kim loại, bám vào thành ống nghiệm tạo thành lớp tráng gương.
Mở rộng kiến thức về glucose
Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên
- Glucose là chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước và có vị ngọt.
- Glucose có trong nhiều loại thực vật, đặc biệt là trong quả nho chín (đường nho).
- Trong mật ong, glucose chiếm khoảng 30%.
- Trong máu người và động vật, có một lượng nhỏ glucose (khoảng 0,1%).
Cấu trúc phân tử của glucose ở dạng mạch hở và dạng vòng, thể hiện sự chuyển đổi linh hoạt giữa các dạng này trong dung dịch.
Cấu tạo phân tử
Công thức phân tử của glucose là C6H12O6. Trong dung dịch, glucose tồn tại ở hai dạng chính:
- Dạng mạch hở: CH2OH-[CHOH]4-CHO (chứa nhóm aldehyde -CHO)
- Dạng mạch vòng: α-glucose và β-glucose (dạng pyranose)
Tính chất hóa học
Glucose thể hiện tính chất của cả ancol đa chức (poliol) và aldehyde.
- Tính chất của ancol đa chức:
- Tác dụng với Cu(OH)2 tạo dung dịch màu xanh lam.
- Phản ứng tạo ester với anhydrit acetic.
- Tính chất của aldehyde:
- Phản ứng tráng gương với dung dịch AgNO3/NH3.
- Khử Cu(OH)2 tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O.
- Làm mất màu dung dịch brom.
- Bị khử bởi H2 tạo sorbitol.
Phản ứng lên men
Glucose có thể bị lên men bởi enzyme để tạo thành ethanol và khí carbon dioxide:
C6H12O6 →enzim,30−35oC 2C2H5OH + 2CO2↑
Điều chế và ứng dụng
- Điều chế: Trong công nghiệp, glucose được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột hoặc cellulose (từ gỗ, mùn cưa) với xúc tác axit hoặc enzyme.
(C6H10O5)n + nH2O →to,H+ nC6H12O6 - Ứng dụng:
- Làm chất dinh dưỡng và thuốc tăng lực.
- Sản xuất vitamin C.
- Sản xuất ethanol.
- Tráng gương, tráng ruột phích.
Bài tập vận dụng
Câu 1: Để tráng một chiếc gương soi, người ta dùng 36 gam glucose. Lượng AgNO3 cần dùng là bao nhiêu?
Giải:
n(glucose) = 36/180 = 0,2 mol
Theo phương trình phản ứng: n(AgNO3) = 2 * n(glucose) = 0,4 mol
m(AgNO3) = 0,4 * 170 = 68 gam
Câu 2: Cho 18 gam glucose tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được m gam Ag. Giá trị của m là:
Giải:
n(glucose) = 18/180 = 0,1 mol
Theo phương trình phản ứng: n(Ag) = 2 * n(glucose) = 0,2 mol
m(Ag) = 0,2 * 108 = 21,6 gam
Hình ảnh minh họa ứng dụng của phản ứng tráng gương trong sản xuất gương và các vật dụng trang trí.
Kết luận
Phản ứng tráng gương của glucose là một phản ứng quan trọng trong hóa học hữu cơ, có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống và công nghiệp. Việc nắm vững kiến thức về phản ứng này giúp học sinh hiểu rõ hơn về tính chất hóa học của carbohydrate và ứng dụng của chúng.
