Các chủ đề về hoá học hữu cơ

Các chủ đề về hoá học hữu cơ XI. Khái niệm về hợp chất hữu cơ Những hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2, các muối cacbonat kim loại) được gọi là các hợp chất hữu cơ. XI.1. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ Các hợp chất hữu cơ có những đặc điểm chung sau đây : a) Số lượng các chất hữu cơ rất lớn, lớn hơn số lượng các chất vô cơ nhiều. b) Trong thành phần các hợp chất hữu cơ ngoài cacbon luôn có mặt ta có thể gặp hầu hết các nguyên tố hóa học, nhưng số các nguyên tố thường xuyên tạo nên các chất hữu cơ không nhiều, chỉ gồm hiđro (H), oxi (O), nitơ (N) rồi đến các halogen, photpho (P), lưu huỳnh (S). c) Một lượng rất lớn các hợp chất hữu cơ thường dễ bay hơi, kém bền với nhiệt và dễ cháy. d) Đa số các hợp chất hữu cơ thực tế không tan trong nước hoặc rất khó tan trong nước nhưng chúng lại tan nhiều trong các dung môi hữu cơ. e) Các phản ứng hóa học của các hợp chất hữu cơ với nhau thường xảy ra chậm và thường xảy ra theo chiều hướng khác nhau tạo nên hỗn hợp sản phẩm. XI.2. Cấu tạo phân tử các hợp chất hữu cơ a) Trong phân tử các hợp chất hữu cơ, nguyên tử các nguyên tố kết hợp với nhau (hay liên kết với nhau) theo một trật tự xác định và theo đúng hóa trị của chúng. Trật tự kết hợp đó được gọi là cấu tạo hóa học. Nếu thay đổi trật tự kết hợp sẽ sinh ra chất mới. b) Trong phân tử các hợp chất hữu cơ cacbon luôn có hóa trị 4. Các nguyên tử cacbon không những liên kết với nguyên tử các nguyên tố khác mà còn liên kết với nhau tạo thành mạch cacbon : mạch không nhánh (mạch thẳng), mạch phân nhánh và mạch vòng kín. c) Tính chất của các hợp chất hữu cơ phụ thuộc vào thành phần phân tử, tức là vào bản chất và số lượng nguyên tử trong phân tử và phụ thuộc vào cấu tạo hóa học, tức là vào thứ tự kết hợp của các nguyên tử trong phân tử. XI.3. Công thức phân tử và công thức cấu tạo a) Công thức phân tử (CTPT): Công thức phân tử các hợp chất hữu cơ cho ta biết thành phần nguyên tố (định tính và định lượng), nên từ công thức phân tử ta tính được khối lượng phân tử. Tuy nhiên, CTPT không cho ta biết cấu tạo hóa học, nên chưa khẳng định được tên của chất. b) Công thức cấu tạo (CTCT): Công thức cấu tạo không những cho ta biết thành phần nguyên tố của phân tử (được tạo nên từ những nguyên tố nào, số lượng những nguyên tử của nguyên tố đó là bao nhiêu) mà còn cho ta biết thứ tự kết hợp của các nguyên tử trong phân tử, do đó ta khẳng định được chất đó là chất nào và lí giải được nhiều tính chất của nó. * Để viết CTCT người ta quy ước biểu thị một liên kết đơn (bằng một đơn vị hóa trị của mỗi nguyên tử liên kết với nhau bằng một vạch ngang “–” đặt giữa kí hiệu hai nguyên tử. Thí dụ, phân tử metan CH4 có CTCT như sau: * Công thức cấu tạo thường được viết dưới dạng thu gọn. Sau đây là CTCT đầy đủ và rút gọn của phân tử etan. (CTCT đầy đủ) ; (CTCT rút gọn) XI.4. Mạch cacbon Có ba loại mạch cacbon : Mạch hở không phân nhánh, mạch hở phân nhánh, mạch cacbon vòng kín. Mạch hở không phân nhánh Mạch hở phân nhánh Mạch vòng XI.5. Hiện tượng đồng đẳng Đồng đẳng là hiện tượng tồn tại những dãy hợp chất có cấu tạo hóa học tương tự nhau nên có các tính chất hóa học tương tự nhau, nhưng phân tử khác nhau một hoặc nhiều nhóm CH2 Thí dụ các hiđrocacbon no mạch thẳng CH4, C2H6, C3H8, ... CnH2n+2 (n : nguyên dương) tạo thành một dãy đồng đẳng có tên chung là ankan hoặc paraphin. XI.6. Hiện tượng đồng phân Đồng phân là hiện tượng tồn tại những hợp chất có cùng công thức phân tử, cùng khối lượng mol phân tử, nhưng khác nhau về cấu tạo hóa học (tức là có CTCT khác nhau), nên có những tính chất vật lí và hóa học khác nhau, thí dụ : ứng với CTPT C2H6O có thể tồn tại hai chất khác nhau với các CTCT khác nhau. Ví dụ: Rượu etylic Đimetylete H3C–CH2– OH H3C – O – CH3 Nhiệt độ sôi : 78,30C. Tan vô hạn trong nước. Tác dụng với Na giải phóng H2 Tác dụng với axit hữu cơ tạo este. Nhiệt độ sôi : -23,70C. Không tan trong nước Không tác dụng với Na Không tác dụng với axit hữu cơ XII. hiđrocacbon Hiđrocacbon (cacbua hiđro) là loại hợp chất hữu cơ có thành phần đơn giản nhất, phân tử chỉ được tạo nên từ hai nguyên tố C và H. Để biểu thị một hiđrocacbon chưa biết thuộc loại nào người ta thường dùng công thức chung CxHy với phân tử khối : M = 12x + y với x, y là các số nguyên dương. Dựa vào đặc điểm về liên kết trong phân tử, người ta phân các hiđrocacbon thành nhiều loại. Sau đây là những loại chính thường gặp. XII.1. Hiđrocacbon no mạch hở - Ankan Hiđrocacbon no mạch hở hay còn gọi là ankan là những hiđrocacbon có công thức chung là CnH2n+2 (với n nguyên dương) và mọi liên kết C–C và C–H trong phân tử đều là liên kết đơn. Sau đây là tên của 10 ankan đầu tiên trong dãy đồng đẳng. CH4 : Metan ; C6H14 : Hexan C2H6 : Etan ; C7H16 : Heptan C3H8 : Propan ; C8H18 : Octan C4H10 : Butan ; C9H20 : Nonan C5H12 : Pentan ; C10H22 : Đecan Bốn chất đầu là các chất khí ở ĐKTC và điều kiện thường, các chất còn lại là các chất lỏng. Tất cả đều không màu, không mùi, không vị, không tan trong nước. Tất cả các ankan đều cháy trong oxi và trong không khí, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, tạo thành hơi nước và khí CO2 : CH4 + 2O2 đ CO2 + 2H2O + Q CnH2n+2 + O2 đ nCO2 + (n+1)H2O Từ các PTHH trên suy ra khi các ankan cháy thì số mol nước luôn luôn lớn hơn số mol CO2 và hiệu số của số mol nước và số mol CO2 chính bằng số mol ankan cháy. Tính chất đặc trưng của metan và các đồng đẳng là có thể tham gia phản ứng thế với các halogen dưới tác dụng của ánh sáng khuếch tán. CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl Trong điều kiện thường các ankan không làm nhạt màu hoặc mất màu nước brom, không tác dụng với các dung dịch axit, các dung dịch kiềm, không làm mất màu dung dịch thuốc tím (KMnO4). Tất cả các tính chất đó được gọi là tính no. CH4 là hiđrocacbon nhẹ nhất, thường được dùng làm chất đốt trong sinh hoạt và trong công nghiệp. XII.2. Hiđrocacbon không no mạch hở Có nhiều loại hiđrocacbon không no mạch hở, thường gặp là anken, ankin và ankađien. a) An ken Anken hay còn gọi là olefin là những hiđrocacbon mạch hở có công thức chung là C2H2n (n: nguyên và n³2), trong phân tử có một liên kết kép (hay một nối đôi giữa hai nguyên tử cac bon). Anken đầu tiên và tiêu biểu cho dãy đồng đẳng là etilen (hay eten) có công thức cấu tạo là H2C=CH2, ba chất đầu (C2H4, C3H6, C4H8) là các chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn và điều kiện thường. Các chất tiếp theo là các chất lỏng. Phản ứng cháy: C2H4 + 3O2 đ 2CO2 + 2H2O CnH2n + O2 đ nCO2 + nH2O Theo các PTHH đó khi các anken cháy thì số mol nước và số mol CO2 được tạo thành là bằng nhau. Vì có liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon, nên tính chất đặc trưng của etilen và các anken là dễ dàng tham gia phản ứng cộng vào hai nguyên tử cacbon có liên kết đôi. Phản ứng cộng hợp H2 cần đun nóng và có chất xúc tác là bột Ni hoặc bột Pt : H2C=CH2 + H2 H3C –CH3 Theo PTHH trên thì phản ứng này làm giảm số mol (hoặc thể tích các chất phản ứng, số mol giảm đi chính là số mol đã phản ứng). Phản ứng cộng hợp halogen xảy ra ngay trong điều kiện thường, vì vậy người ta thường dùng bình đựng lượng dư nước brom để hấp thụ khí anken. CH2=CH2 + Br2 đ BrCH2–CH2Br Các anken còn dễ dàng tham gia phản ứng trùng hợp, tạo thành các polime (hay hợp chất cao phân tử). Điều kiện phản ứng là áp suất cao, nhiệt độ cao. nCH2=CH2 (- CH2–CH2 -)n b) Ankin Ankin là những hiđrocacbon không no mạch hở, phân tử có một liên kết ba –C º C– và có công thức chung CnHn-2 (n³ 2 và n nguyên). Các ankin tạo thành một dãy đồng đẳng, chất đầu tiên là etin hay axetilen HC º CH (CTPT : C2H2). Vì có một liên kết ba (nối ba) giữa hai nguyên tử cacbon, nên tính chất hóa học điển hình của axetilen và các ankin là dễ dàng tham gia phản ứng cộng và phản ứng trùng hợp. Phản ứng cộng hợp hiđro. C2H2 + H2 C2H4 C2H2 + 2H2 C2H4 C2H6 Phản ứng cộng hợp hai halogen : C2H2 + 2Br2 đ C2H4Br4 Phản ứng hợp hiđroclorua : HC º CH + HCl đ H2C = CHCl (Vinyl clorua) nH2C = CHCl (– H2C – CHCl–)n Polivinyl clorua (PVC) Các phản ứng nhị hợp và tam hợp. 2HC º CH HC º C–CH = CH2 Vinylaxetilen 3HC º CH C6H6 Benzen Phản ứng để tách và nhận biết axetilen : Khi cho khí axetilen đi qua dung dịch Ag2O trong NH3 ta nhận được một kết tủa màu vàng nhạt. HC º CH + Ag2O đ AgC º CAg¯ + H2O (Bạc axetilen) Cho kết tủa bạc axetilen tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì axetilen sẽ được giải phóng ra. AgC º CAg + 2HCl đ 2AgCl¯ + C2H2 XII.3. Hidrocacbon thơm: Benzen Benzen có CTPT là C6H6. Phân tử benzen có cấu tạo vòng. Trong vòng có sáu nguyên tử cacbon nằm ở sáu đỉnh của hình lục giác đều phẳng liên kết với nhau bằng 3 liên kết đôi xen kẽ 3 liên kết đơn và mỗi nguyên tử cacbon liên kết với một nguyên tử hiđro. H thường viết đơn giản : Benzen vừa có tính chất giống hiđrocacbon no (ankan) là có khả năng tham gia phản ứng thế vào nhân, vừa có tính chất giống hiđrocacbon không no là có khả năng tham gia phản ứng cộng : C6H6 + Cl2 C6H5–Cl + HCl (clobenzen) C6H6 + 3H2 C6H12 (xiclohenxan) So với anken và ankin, benzen khó tham gia các phản ứng cộng hơn. Đồng đẳng của benzen có công thức chung là CnH2n-6 (n³6) và phân tử có vòng benzen và có tính chất hóa học tương tự như benzen : vừa có khả năng tham gia phản ứng thế vừa có khả năng tham gia phản ứng cộng hợp vào nhân benzen. Tính chất đó được gọi là tính thơm. XII. dẫn xuất chứa oxi của hiđrocacbon I. Rượu Rượu (hay còn được gọi là ancol) là những hợp chất hữu cơ mà phân tử chứa một hoặc nhiều nhóm –OH kết hợp trực tiếp với gốc hiđrocacbon. Như vậy, công thức chung của rượu là R–(OH)n. Tùy theo bản chất của gốc hiđrocacbon R–, ta có nhiều loại rượu. ở đây, ta chỉ đề cập tới loại rượu no đơn chức mà tiêu biểu là rượu etylic : CH3–CH2–OH (hay C2H5–OH). 1. Tính chất vật lí Rượu etylic là chất lỏng không màu, có nhiệt độ sôi (ts) = 78,30, tan vô hạn trong nước, có tính sát trùng. Rượu etylic và các dung dịch nước của nó trung tính, không làm đổi màu quỳ tím. 2. Tính chất hoá học Rượu etylic tác dụng với kim loại kiềm, giải phóng ra khí hiđro : 2C2H5OH + 2Na đ 2C2H5ONa + H2ư Natri etylat Khi đun nóng rượu etylic với lượng dư dung dịch axit sunfuric đặc ở 1800, thì rượu mất nước biến thành etilen. C2H5–OH H2C = CH2 + H2O Nếu rượu dư và nhiệt độ của phản ứng là 1400C thì rượu mất nước theo kiểu khác, tạo thành este. C2H5–OH + HO–C2H5 C2H5–O–C2H5 + H2O Đietyl ete Rượu etylic bị oxi hóa theo nhiều cách : ã Phản ứng cháy (phản ứng oxi hóa hoàn toàn) : Rượu cháy trong oxi hoặc trong không khí tạo thành CO2 và hơi nước, phản ứng tỏa ra lượng nhiệt lớn : C2H5OH + 3O2 đ 2CO2 + 3H2O + Q Nhờ phản ứng đó mà người ta dùng rượu làm chất đốt (đèn cồn). - Dưới tác dụng của chất xúc tác men giấm, rượu bị oxi hóa bởi oxi tạo thành axit axetic. C2H5–OH + O2 CH3–COOH + H2O Axit axetic Rượu etylic tác dụng với axit axetic tạo thành este là loại hợp chất có mùi thơm hoa quả: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O Etylaxetat II. Axit cacboxylic Axit cacboxylic là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có một hoặc nhiều nhóm cacboxyl (–COOH) kết hợp trực tiếp với gốc hiđrocacbon. Tùy thuộc vào số nhóm –COOH trong phân tử axit mà ta có axit một lần axit (đơn axit) hay axit nhiều lần axit (đa axit). Tùy thuộc vào bản chất của gốc hiđrocacbon trong phân tử axit mà ta có axit no, axit không no hay axit thơm. Axit no đơn chức là những hợp chất hữu cơ mà phân tử chứa nhóm cacboxyl kết hợp với gốc hiđrocacbon no, tức là các hợp chất có công thức chung: CnH2n+1–COOH (n=0, 1, 2, 3...). Chúng tạo thành dãy đồng đẳng. H–COOH : Axit fomic (axit metanoic) CH3- CH2–COOH : Axit propionic (axit propanoic) CH3–CH2–CH2–COOH : Axit butiric (axit butanoic) C15–H31–COOH : Axit panmitic (thuộc loại axit béo no) C17–H35–COOH : Axit stearic (thuộc loại axit béo no). Các axit no đơn chức thường gặp : Axit fomic HCOOH : Là chất đầu tiên trong dãy axit no đơn chức. Có trong con kiến. Mạnh hơn axit axetic tuy nhiên vẫn thuộc loại axit yếu. Axit butiric C3H7COOH : Là một trong những axit béo, yếu hơn axit axetic. Axit panmitic C15H31COOH : Là chất rắn, rất yếu, là một axit béo điển hình. Axit stearic C17H35COOH : Là axit béo điển hình, chất rắn, không tan trong nước. ở đây chúng ta chỉ đề cập tới các axit no đơn chức mà điển hình là axit axetic CH3–COOH (hay CH3COOH). 1. Tính chất vật lí Axit axetic là chất lỏng không màu, có vị chua, sôi ở 1180C, hòa tan vô hạn trong nước, dung dịch có nồng độ từ 3 - 5% gọi là giấm, được dùng làm thực phẩm. Dung dịch axit axetic làm đỏ quỳ tím. 2. Tính chất hoá học Axit axetic có đầy đủ mọi tính chất của một axit yếu một lần axit. Thí dụ : CH3COOH + NaOH đ CH3COONa + H2O 2CH3COOH + CaO đ (CH3COO)2Ca + H2O 2CH3COOH + Mg đ (CH3COO)2Mg + H2ư Axit axetic là axit manh hơn axit cacbonic, nên đẩy được axit yếu này ra khỏi các muối cacbonat. Thí dụ : NaHCO3 + CH3COOH đ CH3COONa + CO2ư + H2O 2CH3COOH + CaCO3 đ (CH3COO)2Ca + CO2ư + H2O Khi đun nóng hỗn hợp của axit cacboxylic với các rượu thì ta thu được hợp chất thuộc loại este, thí dụ : CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O Etyl axetat Axit axetic cũng như các axit no đơn chức khác là những axit yếu, do đó các axit mạnh, thí dụ H2SO4 dễ dàng đẩy chúng ra khỏi các muối của chúng. Thí dụ : 2CH3COONa + H2SO4 đ 2CH3COOH + Na2SO4 Dung dịch axit axetic loãng (3 - 5%) gọi là giấm, được dùng làm thực phẩm. Để sản xuất giấm người ta đi từ rượu etylic. Nguyên tắc của phương pháp là oxi hóa dung dịch rượu bằng oxi không khí dùng chất xúc tác là men giấm. C2H5–OH + O2 CH3–COOH + H2O III. Este Este là sản phẩm được tạo thành khi cho rượu tác dụng với các axit. Các este quan trọng và có nhiều ý nghĩa trong thực tiễn là este của axit no đơn chức và rượu no đơn chức. Phản ứng của axit hữu cơ và rượu tạo thành este gọi là phản ứng este hóa. Phản ứng este hóa là loại phản ứng thuận nghịch, tức là phản ứng xảy ra theo cả hai chiều, loại phản ứng không hoàn toàn, thí dụ : CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O Muốn cho phản ứng xảy ra với tốc độ lớn, đạt được hiệu suất cao, người ta thường phải dùng chất xúc tác (axit sunfuric đặc) và chưng cất để lấy este ngay trong quá trình phản ứng. CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O Este thường là những chất lỏng dễ bay hơi hơn các rượu và axit tạo nên chúng và thường có mùi thơm hoa quả. Este của axit no đơn chức và rượu no đơn chức thường có trong tinh dầu của các loại hoa quả. Thí dụ, amyl axetat (CH3COOC5H11) có trong tinh dầu chuối của quả chuối, Etyl butirat (C3H7COOC2H5) có trong tinh dầu của quả mơ. Isoamyl valerat (tức là hợp chất có mạch nhánh C4H9COOC5H11) có trong tinh dầu của quả táo. Tính chất quan trọng nhất của este là phản ứng thủy phân tạo thành rượu và axit. Đó cũng là phản ứng thuận nghịch, nên để phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều, người ta thường tiến hành trong môi trường kiềm để thu được rượu và muối của axit cacboxylic : CH3COOC2H5 + NaOH đ CH3COONa + C2H5OH Phản ứng loại này được gọi là phản ứng xà phòng hóa este. IV. Chất béo và xà phòng Chất béo là một loại este đặc biệt - este của các axit béo (như axit butiric, axit panmitic, axit stearic, axit oleic C17H33COOH) và glixerin - một rượu ba lần rượu có CTPT là C3H5(OH)3- và CTCT là : OH OH OH CH2 – CH – CH2 Chất béo là thành phần chính của các loại mỡ, bơ động vật (lợn, bò, cừu) và các loại dầu thực vật (như dầu oliu, dầu lạc, dầu vừng, dầu hướng dương v.v...). Chất béo rắn như là este của glixerin và axit béo no, thí dụ : ( C15 H31COO)3C3H5 : Panmitat glixerin ( C17 H35COO)3C3H5 : Stearat glixerin. Chất béo lỏng là este của axit béo không no và glexerin, thí dụ : ( C17 H33COO)3C3H5 : Oleat glixerin. Tính chất quan trọng nhất của chất béo là phản ứng thủy phân. Nếu tiến hành thủy phân trong môi trường kiềm, thì thu được glixerin và muối kim loại của axit béo, tức là xà phòng, thí dụ : (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH " 3C17H35COONa + C3H5(OH)3 xà phòng Chất béo là một trong những nguồn thức ăn quan trọng của con người. Khi con người ăn chất béo, trong dạ dày, dưới tác dụng của các men tiêu hóa, chất béo bị thủy phân tạo thành axit béo và glixerin, 2 chất này thấm qua mao trạng ruột và máu, được dẫn đến các mô của cơ thể tại đó glixerin và axit béo lại được tổng hợp lại thành chất béo của người, một phần bị oxi hóa chậm để tỏa ra năng lượng cho hoạt động của cơ thể, phần còn thừa được tích lại dưới dạng mô mỡ. Xà phòng là muối natri hoặc kali của axit béo, xà phòng tan được trong nước và có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của nước, làm dễ thấm vào các chất bẩn đặc biệt các loại dầu mỡ bám vào quần áo và có tác dụng kéo chất bẩn ra khỏi quần áo. Do phần mạch cacbon dài trong phân tử xà phòng bám vào các vết dầu mỡ trên vải có tác dụng kéo chúng ra khỏi vải, nên xà phòng có tác dụng tẩy rửa tốt. V. Gluxit Gluxit hoặc cacbohiđrat (cacbon hiđrat) là tên chung chỉ nhóm các hợp chất hữu cơ quan trọng, rất phổ biến trong tự nhiên, có công thức chung là Cn(H2O)m. Người ta chia gluxit thành 3 loại chính. ã Gluxit đơn giản, điển hình là glucozơ và fructozơ đều có công thức phân tử là C6H12O6 nhưng CTCT khác nhau. Loại này được gọi là monosaccarit. ã Đisaccarit, thường gặp là saccarozơ đều có chung công thức phân tử là C12H22O11 đều bị thủy phân thành glucozơ. ã Polisaccarit là những polime tự nhiên mà điển hình là tinh bột và glucozơ có CTPT chung là (C6H10O5)n, nhưng có CTCT khác nhau. Cũng như các đisaccarit, các polisaccarrit cũng bị thủy phân cho sản phẩm cuối cùng là glucozơ. 1. Glucozơ a) Tính chất vật lí Chất rắn, kết tinh không màu, có vị ngọt và tan nhiều trong nước. Có nhiều trong hoa quả chín đặc biệt trong quả nho, nên được gọi là đường nho. Máu người chứa lượng nhỏ glucozơ (0,1%) Glucozơ có CTPT là C6H12O6. Trong phân tử có 5 nhóm - OH (rượu nhiều lần rượu) và một nhóm anđehit (-CHO). Phân tử có thể tồn tại ở dạng mạch cacbon thẳng và mạch cacbon vòng. b) Tính chất hoá học Glucozơ bị oxi hóa bởi dung dịch Ag2O trong amoniac (NH3), tạo thành bạc kim loại : C6H12O6 + Ag2O C6H12O7 + 2Ag¯ Khi chọn nồng độ các chất phản ứng thích hợp, Ag kim loại tạo thành sáng trắng, vì vậy có tác dụng quan trọng là dùng để tráng gương lên kính. Phản ứng giữa glucozơ với các dung dịch Ag2O trong NH3 được gọi là phản ứng tráng gương hoặc phản ứng tráng bạc. Có thể thay thế dung dịch bạc oxit trong amoniac bằng kết tủa Cu(OH)2 trong môi trường kiềm của NaOH hoặc KOH. Khi đun nóng hỗn hợp phản ứng, thu được kết tủa màu đỏ son của Cu2O : C6H12O6 + 2Cu(OH)2 + NaOH C5H11O5COONa + Cu2O ¯ + 3H2O Tính chất quan trọng của glucozơ là phản ứng lên men rượu (men zima) C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2ư c) ứng dụng của glucozơ Glucozơ được cơ thể đồng hóa trực tiếp. Khi ăn glucozơ vào nó được thấm ngay qua mao trạng ruột vào máu. Vì vậy, nó được sử dụng trong công nghệ thực phẩm (làm các loại đồ ngọt), dùng làm chất huyết thanh nhân tạo, làm thuốc tăng lực và nguyên liệu điều chế vitamin C. 2. Fructozơ Fructozơ cũng có CTPT là C6H12O6 nhưng trong phân tử chỉ có 5 nhóm –OH và nhóm xeton. Trong môi trường kiềm (của dung dịch NaOH, KOH hoặc NH3) fructozơ chuyển hóa thành glucozơ vì vậy có tính chất hóa học giống glucozơ là tham gia phản ứng tráng gương. Fructozơ có nhiều trong hoa quả chín, trong mật ong và ngọt hơn glucozơ. 3. Saccarozơ Saccarozơ còn được gọi là đường kính hoặc đường mía. Là chất rắn kết tinh không màu, ngọt hơn glucozơ tan nhiều trong nước, ít tan trong rượu. Có nhiều trong cây mía, trong củ cải đường và trong quả thốt nốt. Saccarozơ có CTPT là C12H22O11, phân tử có nhiều nhóm - OH, nhưng không có nhóm anđehit và nhóm xeton, nên không tham gia phản ứng tráng gương. Tính chất hóa học quan trọng của saccarozơ là thủy phân (xúc tác axit) trong dung dịch nước tạo thành glucozơ và fructozơ : C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Glucozơ Fructozơ Cũng giống như glucozơ trong phân tử có nhiều nhóm –OH nên các dung dịch glucozơ cũng như saccarozơ đều hòa tan được kết tủa đồng hiđroxit (Cu(OH)2) tạo thành dung dịch màu xanh lam. 4. Tinh Bột Là chất bột màu trắng, vô định hình, không tan trong nước nguội, nhưng tan trong nước nóng cho ta dung dịch nhớt gọi là hồ tinh bột. Tinh bột có nhiều trong thực vật chủ yếu là trong các loại hạt gạo, mì ngô, trong các loại củ như khoai, sắn và trong quả xanh như chuối xanh, táo xanh v.v... Trong gạo có tới 80% tinh bột, trong ngô, mì là 60 - 70%, trong khoai chỉ có 16 - 19%. Tinh bột là polime, trong phân tử có hàng vạn, chục vạn mắt xích C6H10O5 và polime này có dạng mạch thẳng và mạch nhánh. Tính chất hóa học quan trọng nhất của tinh bột là phản ứng thủy phân tạo thành glucozơ : (C6H10O5)n + nH2O n C6H12O6 Vì vậy, người ta điều chế được glucozơ từ ngũ cốc và từ đó điều chế được rượu etylic. Tinh bột có tính hóa học riêng, rất đặc trưng mà không loại gluxit nào có, đó là tác dụng với dung dịch iot cho ta dung dịch có màu xanh. Phản ứng đó dùng để nhận biết tinh bột và dùng hồ tinh bột để nhận biết iot. Tinh bột là một trong những nguồn thức ăn quan trọng nhất của con người. 5. Xenlulozơ Là chất rắn, không màu, không vị, thực tế không tan được trong nước và trong nhiều dung môi hữu cơ. Xenlulozơ là thành phần chính tạo nên lớp màng tế bào thực vật tạo nên độ bền cơ học và tính đàn hồi của tế bào đó. Bông nõn là xenlulzơ gần như nguyên chất. Trong đay, gai, tre, nứa, gỗ nói chung chứa tới 45 - 50% xenlulozơ. Xenlulozơ là polime phân tử có tới hàng triệu mắt xích C6H10O5 liên kết thành mạch polime thẳng. Vì vậy dễ kéo thành sợi. Trong mỗi mắt xích C6H10O5 có 3 nhóm - OH. Vì vậy có thể viết CTPT của xenlulozơ như sau: [C6H7(OH)3]n Tính chất quan trọng nhất của xenlulozơ là thủy phân trong môi trường axit cho glucozơ : n(C6H10O5) + nH2O n C6H12O6 glucozơ Vì vậy, người ta thường sản xuất rượu etylic đi từ vỏ bào mùn cưa là những phế liệu của gỗ, công nghệ gỗ. Với con người xenlulozơ không có tính chất sinh lí như tinh bột và các loại đường vì xenlulozơ không thủy phân được trong dạ dày dưới tác dụng của dịch vị và các men tiêu hóa như tinh bột và saccarozơ. Xenlulozơ được dùng làm nguyên liệu điều chế các loại tơ nhân tạo như tơ visco, tơ axetat, sản xuất phim ảnh, thuốc nổ v. v...