Phản ứng tráng gương của glucose (C6H12O6) với phức bạc nitrat trong amoniac (AgNO3/NH3) là một phản ứng hóa học quan trọng, thường được sử dụng để nhận biết và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Bài viết này sẽ đi sâu vào cơ chế, ứng dụng và các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng này, đồng thời cung cấp các bài tập vận dụng để củng cố kiến thức.
Phản Ứng Tráng Gương của Glucose (C6H12O6)
Phản ứng tráng gương của glucose (C6H12O6) là một phản ứng oxi hóa khử, trong đó glucose bị oxi hóa thành amoni gluconat, và ion bạc (Ag+) bị khử thành bạc kim loại (Ag). Phản ứng này thường được thực hiện trong môi trường amoniac (NH3).
Phương trình phản ứng:
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 (glucose) là chất khử.
- AgNO3 (bạc nitrat) là chất oxi hóa.
- Ag (bạc kim loại) tạo thành lớp tráng gương.
Vai Trò của Các Chất Trong Phản Ứng C6H12O6 + AgNO3/NH3
- AgNO3 (Bạc Nitrat): Đóng vai trò là chất oxi hóa. Ion bạc (Ag+) trong AgNO3 nhận electron để chuyển thành bạc kim loại (Ag).
- Glucose (C6H12O6): Đóng vai trò là chất khử. Nhóm aldehyde (-CHO) trong glucose bị oxi hóa thành nhóm carboxyl (-COOH).
- NH3 (Amoniac): Tạo môi trường kiềm, giúp phức bạc (Ag(NH3)2)+) hình thành, là tác nhân oxi hóa hiệu quả.
- H2O (Nước): Môi trường phản ứng.
Cách Tiến Hành Phản Ứng Tráng Gương C6H12O6 + AgNO3/NH3
- Chuẩn Bị Dung Dịch:
- Hòa tan AgNO3 trong nước cất để tạo dung dịch AgNO3 1%.
- Nhỏ từ từ dung dịch NH3 vào dung dịch AgNO3 cho đến khi kết tủa Ag2O tạo thành tan hết, tạo thành phức chất [Ag(NH3)2]OH (diamminesilver(I) hydroxide).
- Thêm dung dịch glucose 1% vào dung dịch phức bạc vừa tạo.
- Tiến Hành Phản Ứng:
- Đun nóng nhẹ ống nghiệm chứa hỗn hợp phản ứng trong nồi nước ấm (khoảng 60-70°C).
- Quan Sát Hiện Tượng:
- Theo dõi sự hình thành lớp bạc kim loại bám trên thành ống nghiệm, tạo thành lớp tráng gương.
Hiện Tượng Của Phản Ứng Tráng Gương C6H12O6 + AgNO3/NH3
Thành ống nghiệm sáng bóng như gương do lớp bạc kim loại tạo thành và bám vào thành ống nghiệm. Đây là dấu hiệu đặc trưng của phản ứng tráng gương.
Phản ứng tráng gương của glucose tạo lớp bạc sáng bóng trên thành ống nghiệm, minh họa cho khả năng khử của glucose trong môi trường AgNO3/NH3.
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, có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía (saccharose).
- Glucose có mặt trong hầu hết các bộ phận của cây, đặc biệt nhiều trong quả nho chín (đường nho) và mật ong (khoảng 30%).
- Trong cơ thể người và động vật, glucose có một lượng nhỏ trong máu (khoảng 0,1%).
Cấu Tạo Phân Tử
- Công thức phân tử: C6H12O6
- Cấu tạo mạch hở: CH2OH[CHOH]4CHO (aldehyde và 5 nhóm hydroxyl -OH).
- Trong dung dịch, glucose tồn tại chủ yếu ở dạng mạch vòng (α-glucose và β-glucose).
Tính Chất Hóa Học Của Glucose
Glucose thể hiện tính chất của cả aldehyde và polyalcohol:
- Tính chất của polyalcohol:
- Tác dụng với Cu(OH)2 tạo dung dịch màu xanh lam.
- Phản ứng tạo ester với anhydride acetic.
- Tính chất của aldehyde:
- Oxi hóa bởi dung dịch AgNO3/NH3 (phản ứng tráng gương).
- Oxi hóa bởi Cu(OH)2 tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O.
- Làm mất màu dung dịch brom.
- Khử bởi hydro (H2) tạo sorbitol.
- Phản ứng lên men:
- Lên men tạo ethyl alcohol và CO2.
Công thức cấu tạo của glucose thể hiện cấu trúc mạch hở chứa nhóm aldehyde và cấu trúc mạch vòng alpha và beta, ảnh hưởng đến tính chất hóa học của nó trong phản ứng tráng gương.
Ứng Dụng Của Phản Ứng C6H12O6 + AgNO3/NH3
Phản ứng tráng gương của glucose có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tiễn:
- Sản xuất gương và ruột phích:
- Phản ứng này được sử dụng để tráng bạc lên bề mặt thủy tinh, tạo ra các sản phẩm như gương và ruột phích.
- Nhận biết glucose:
- Phản ứng tráng gương là một phương pháp định tính để nhận biết sự có mặt của glucose và các carbohydrate có tính khử.
- Trong y học:
- Định lượng glucose trong máu và nước tiểu để chẩn đoán bệnh tiểu đường.
- Trong công nghiệp thực phẩm:
- Sản xuất đường gluconate từ glucose.
Bài Tập Vận Dụng Liên Quan Đến Phản Ứng C6H12O6 + AgNO3/NH3
Câu 1: Để tráng bạc một chiếc gương, người ta cho 10,8 gam glucose tham gia phản ứng tráng gương hoàn toàn. Khối lượng bạc thu được là:
A. 10,8 gam.
B. 21,6 gam.
C. 5,4 gam.
D. 43,2 gam.
Hướng dẫn giải:
n(glucose) = 10,8/180 = 0,06 mol
C6H12O6 + 2AgNO3 + 2NH3 + H2O → C6H12O7 + 2Ag + 2NH4NO3
n(Ag) = 2 n(glucose) = 2 0,06 = 0,12 mol
m(Ag) = 0,12 * 108 = 12,96 gam.
Đáp án B
Câu 2: Cho 18 gam glucose tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được m gam Ag. Giá trị của m là:
A. 21,6.
B. 10,8.
C. 32,4.
D. 43,2.
Hướng dẫn giải:
n(glucose) = 18/180 = 0,1 mol
C6H12O6 + 2AgNO3 + 2NH3 + H2O → C6H12O7 + 2Ag + 2NH4NO3
n(Ag) = 2 n(glucose) = 2 0,1 = 0,2 mol
m(Ag) = 0,2 * 108 = 21,6 gam.
Đáp án A
Câu 3: Cho 50 ml dung dịch glucose phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được 2,16 gam Ag. Nồng độ mol của dung dịch glucose là:
A. 0,2M.
B. 0,1M.
C. 0,3M.
D. 0,4M.
Hướng dẫn giải:
n(Ag) = 2,16/108 = 0,02 mol
n(glucose) = 0,5 n(Ag) = 0,5 0,02 = 0,01 mol
V(dung dịch glucose) = 50 ml = 0,05 lít
Nồng độ mol của dung dịch glucose: C = n/V = 0,01/0,05 = 0,2M.
Đáp án A
Câu 4: Đun nóng dung dịch chứa 9 gam glucose với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 đến khi phản ứng hoàn toàn, khối lượng Ag thu được là:
A. 5,4 gam.
B. 10,8 gam.
C. 21,6 gam.
D. 32,4 gam.
Hướng dẫn giải:
n(glucose) = 9/180 = 0,05 mol
C6H12O6 + 2AgNO3 + 2NH3 + H2O → C6H12O7 + 2Ag + 2NH4NO3
n(Ag) = 2 n(glucose) = 2 0,05 = 0,1 mol
m(Ag) = 0,1 * 108 = 10,8 gam.
Đáp án B
Câu 5: Cho sơ đồ phản ứng: Tinh bột → X → Y → axit axetic. X và Y lần lượt là:
A. glucozơ và ancol etylic.
B. glucozơ và etyl axetat.
C. fructozơ và ancol etylic.
D. glucozơ và CO2.
Hướng dẫn giải:
Tinh bột →(thủy phân) glucozơ →(lên men) ancol etylic →(oxi hóa) axit axetic.
Đáp án A
Phản ứng tráng gương của glucose được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất gương, minh họa cho khả năng tạo lớp bạc kim loại bám dính trên bề mặt vật liệu.
Kết Luận
Phản ứng tráng gương của glucose (C6h12o6 + Agno3/nh3) là một phản ứng quan trọng và có nhiều ứng dụng trong thực tế. Việc hiểu rõ cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng này giúp chúng ta ứng dụng nó một cách hiệu quả trong các lĩnh vực khác nhau. Hy vọng bài viết này cung cấp cho bạn đọc những kiến thức hữu ích và sâu sắc về phản ứng tráng gương của glucose.
