Nước brom (dung dịch brom trong nước) là một thuốc thử quan trọng trong hóa học hữu cơ, được sử dụng để nhận biết và phân biệt nhiều loại hợp chất. Dưới đây là phân tích chi tiết về khả năng ứng dụng của nước brom trong các phát biểu liên quan đến các hợp chất hữu cơ thường gặp.
(a) Có thể dùng nước brom để phân biệt glucozơ và fructozơ.
Đây là một phát biểu đúng. Glucozơ, với cấu trúc anđehit, có khả năng phản ứng với nước brom, làm mất màu dung dịch brom. Fructozơ, một ketozơ, không có nhóm chức anđehit tự do nên không phản ứng với nước brom trong điều kiện thường. Phản ứng này dựa trên tính chất oxi hóa của nước brom đối với nhóm anđehit trong glucozơ.
(b) Trong môi trường axit, glucozơ và fructozơ có thể chuyển hóa lẫn nhau.
Đây là một phát biểu sai. Glucozơ và fructozơ có thể chuyển hóa lẫn nhau trong môi trường bazơ, thông qua cơ chế enol hóa. Trong môi trường axit, sự chuyển hóa này diễn ra rất chậm và không đáng kể.
(c) Có thể phân biệt glucozơ và fructozơ bằng phản ứng với dung dịch AgNO3 trong NH3.
Đây là một phát biểu sai. Cả glucozơ và fructozơ đều có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc (phản ứng với dung dịch AgNO3 trong NH3). Glucozơ, do có nhóm anđehit, trực tiếp tham gia phản ứng. Fructozơ, mặc dù là ketozơ, vẫn có thể chuyển hóa thành glucozơ trong môi trường bazơ của dung dịch NH3, và sau đó glucozơ mới tham gia phản ứng tráng bạc. Vì cả hai đều phản ứng, nên không thể dùng phản ứng này để phân biệt chúng.
(d) Trong dung dịch, glucozơ và fructozơ đều hòa tan Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường cho dung dịch màu xanh lam.
Đây là một phát biểu đúng. Glucozơ và fructozơ đều là các polyol (chứa nhiều nhóm -OH kề nhau) nên có khả năng tạo phức với Cu(OH)2, tạo thành dung dịch phức đồng màu xanh lam đặc trưng.
(e) Trong dung dịch, fructozơ tồn tại chủ yếu dạng mạch hở.
Đây là một phát biểu sai. Trong dung dịch, fructozơ tồn tại chủ yếu ở dạng mạch vòng (furanose hoặc pyranose), tương tự như glucozơ. Tỷ lệ dạng mạch hở rất nhỏ.
(g) Trong dung dịch, glucozơ tồn tại chủ yếu ở dạng mạch vòng 6 cạnh (dạng α và β).
Đây là một phát biểu đúng. Glucozơ tồn tại chủ yếu ở dạng vòng pyranose (vòng 6 cạnh), bao gồm hai dạng đồng phân α và β. Các dạng này chuyển hóa lẫn nhau trong dung dịch, tạo thành một cân bằng động.
Tóm lại, nước brom là một công cụ hữu ích để phân biệt glucozơ và fructozơ dựa trên tính chất hóa học khác nhau của chúng đối với tác nhân oxi hóa này. Việc nắm vững các tính chất hóa học của các hợp chất hữu cơ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về khả năng ứng dụng của các thuốc thử như nước brom trong việc phân biệt và nhận biết chúng.