Polysaccharide là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Polysaccharide là gì lớp 12 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 12 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Polysaccharide.

Polysaccharide là gì (chi tiết nhất)

1. Polysaccharide là gì?

- Polysaccharide là những carbohydrate khi thuỷ phân hoàn toàn mỗi phân tử tạo thành nhiều phân tử monosaccharide.

- Carbohydrate là những hợp chất hữu cơ tạp chức, thường có công thức chung là C_n(H₂O)_m.

2. Kiến thức mở rộng

Tinh bột và cellulose

2.1. Cấu tạo phân tử

1. Tinh bột

- Tinh bột là polymer thiên nhiên, gồm amylose và amylopectin. Tinh bột có công thức phân tử là (C₆H₁₀O₅)_n.

+ Phân tử amylose cấu tạo từ nhiều đơn vị α-glucose liên kết với nhau qua các liên kết α-1,4-glycoside và hình thành chuỗi xoắn.

+ Phân tử amylopectin có cấu tạo phân nhánh, gồm các chuỗi chứa nhiều đơn vị α-glucose liên kết với nhau qua các liên kết α-1,4-glycoside. Các chuỗi này liên kết với nhau tạo cấu tạo mạch nhánh qua liên kết α-1,6-glycoside.

2. Cellulose

Cellulose là polymer thiên nhiên, có công thức phân tử là (C₆H₁₀O₅)_n. Phân tử cellulose cấu tạo từ nhiều đơn vị β-glucose qua liên kết β-1,4-glycoside và hình thành chuỗi không nhánh.

II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1. Tính chất của tinh bột

a) Phản ứng thuỷ phân

Tinh bột bị thuỷ phân dưới tác dụng của enzyme hoặc acid. Khi tinh bột bị thuỷ phân không hoàn toàn tạo thành dextrin, maltose và glucose. Tinh bột bị thuỷ phân hoàn toàn tạo thành glucose.

${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n+n{H}_{2}O\stackrel{enzyme/H^{+}}{\to }n{C}_6{H}_{12}{O}_6$ (glucose)

(Dextrin là các hợp chất carbohydrate có phân từ khối thấp hơn tinh bột)

b) Phản ứng màu với dung dịch lodine

Trong tinh bột, các phân tử amylose có dạng xoắn, khi tương tác với iodine tạo ra màu xanh tím. Phản ứng này được dùng để nhận biết tinh bột.

Hình 6.1. Mô hình tương tác giữa tinh bột và iodine

2. Tính chất của cellulose

a) Phản ứng thủy phân

Tương tự tinh bột, cellulose bị thủy phân bởi enzyme hoặc acid (HCl hoặc H₂SO₄).

Phản ứng thủy phân hoàn toàn tạo thành glucose.

${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n+n{H}_{2}O\stackrel{enzyme/H^{+}}{\to }n{C}_6{H}_{12}{O}_6$ (glucose)

b) Phản ứng với nitric acid

Trong mỗi đơn vị glucose cấu thành phân tử cellulose có ba nhóm hydroxy. Khi đun nóng cellulose với hỗn hợp HNO₃ đặc và H₂SO₄ đặc, tuỳ theo điều kiện phản ứng mà một, hai hay cả ba nhóm hydroxy này có thể phản ứng với nitric acid tạo thành cellulose nitrate.

Ví dụ:

c) Cellulose phản ứng với nước Schweizer

Cellulose tan được trong nước Schweizer (dung dịch thu được khi hòa tan Cu(OH)₂ trong ammonia).

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ỨNG DỤNG

1. Tinh bột

- Tinh bột là chất rắn màu trắng, hầu như không tan trong nước lạnh. Trong nước nóng, tinh bột tan tạo dịch keo nhớt, gọi là hồ tinh bột.

Hồ tinh bột

- Sự tạo thành tinh bột trong cây xanh: Trong thực vật, tinh bột có chủ yếu trong củ, quả hay hạt. Sự hình thành tinh bột trong thực vật diễn ra qua nhiều giai đoạn, bao gồm hai quá trình chính là quá trình quang hợp thành thành glucose và quá trình kết hợp của các đơn vị glucose tạo thành tinh bột.

6nCO₂ + 5nH₂O $\underset{chatdiepluc}{\overset{anhsang}{\to }}$ (C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂

- Sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể: Khi con người sử dụng thức ăn chứa tinh bột, enzyme α-amylase có trong nước bọt thúc đẩy quá trình thủy phân tinh bột thành các phân tử nhỏ hơn bao gồm maltose và dextrin. Quá trình này tiếp tục ở ruột non, nơi phần lớn tinh bột bị thủy phân thành glucose. Glucose được hấp thụ vào máu và di chuyển đến các tế bào trong khắp cơ thể. Glucose có thể được sử dụng cho nhu cầu năng lượng hoặc có thể chuyển đổi thành glycogen lưu trữ trong gan và cơ.

- Tinh bột là nguồn lương thực chính của con người và một số động vật, đồng thời cũng được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm (chất làm đặc, chất kết dính, sản xuất ethanol,...). Ngoài ra, tinh bột cũng được sử dụng làm chất kết dính trong công nghiệp giấy và công nghiệp dệt may.

2. Cellulose

- Cellulose là chất rắn, dạng sợi, màu trắng, không tan trong nước ngay cả khi đun nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường như ether, benzene,....

- Cellulose được tổng hợp bởi thực vật, chiếm khoảng 50% khối lượng của gỗ khô và khoảng 90% khối lượng sợi bông.

- Cellulose được sử dụng để làm vật liệu xây dựng (các loại đồ gỗ), sản xuất giấy, sợi tự nhiên và sợi nhân tạo. Cellulose cũng được sử dụng làm nguyên liệu để điều chế ethanol và cellulose trinitrate (dùng chế tạo thuốc súng không khói).

3. Bài tập minh họa

Câu 1. Chất nào sau đây bị thủy phân khi đun nóng trong môi trường acid?

A. Glycerol.

B. Fructose.

C. Glucose.

D. Cellulose.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Cellulose có phản ứng thủy phân trong môi trường acid, sản phẩm thu được khi thủy phân hoàn toàn là glucose.

Câu 2. Cellulose thuộc loại polysaccharide, là thành phần chính tạo nên màng tế bào thực vật, có nhiều trong gỗ, bông gòn. Công thức của cellulose là

A. (C₆H₁₀O₅)_n.

B. C₁₂H₂₂O₁₁.

C. C₆H₁₂O₆.

D. C₂H₄O₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Công thức của cellulose là (C₆H₁₀O₅)_n.

Câu 3. Đun nóng tinh bột trong dung dịch acid vô cơ loãng sẽ thu được

A. cellulose.

B. glucose.

C. glycerol.

D. ethyl acetate.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Đun nóng tinh bột trong dung dịch acid vô cơ loãng sẽ thu được glucose do tinh bột được tạo thành từ các đơn vị glucose.

Câu 4. Cho một số tính chất: có dạng sợi (1); tan trong nước (2); dùng để sản xuất tơ nhân tạo (3); phản ứng với nitric acid đặc (xúc tác sulfuric acid đặc) (4); tham gia phản ứng tráng bạc (5); bị thuỷ phân trong dung dịch acid đun nóng (6). Các tính chất của cellulose là

A. (2), (3), (4) và (5).

B. (3), (4), (5) và (6).

C. (1), (2), (3) và (4).

D. (1), (3), (4) và (6).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Các tính chất của cellulose là có dạng sợi; dùng để sản xuất tơ nhân tạo; phản ứng với nitric acid đặc (xúc tác sulfuric acid đặc); bị thuỷ phân trong dung dịch acid đun nóng

Cellulose không tan trong nước và không tham gia phản ứng tráng bạc.

Câu 5. Chất X được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp, điều kiện thường, X là chất rắn vô định hình. Thủy phân X nhờ xúc tác acid hoặc enzyme, thu được chất Y có ứng dụng làm thuốc tăng lực trong y học. Chất X và Y lần lượt là

A. tinh bột và glucose.

B. tinh bột và saccharose.

C. cellulose và saccharose.

D. saccharose và glucose.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

X được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp, điều kiện thường, X là chất rắn vô định hình ⟹ X là tinh bột.

X nhờ xúc tác acid hoặc enzyme, thu được chất Y có ứng dụng làm thuốc tăng lực trong y học ⟹ Y là glucose.

Vậy X là tinh bột và Y là glucose.

Câu 6. Polysaccharide X là chất rắn, màu trắng, dạng sợi. Trong bông nõn có gần 98% chất X. Thủy phân X, thu được monosaccharide Y. Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Y có tính chất của alcohol đa chức.

B.X có phản ứng tráng bạc.

C.Phân tử khối của Y bằng 342.

D.X dễ tan trong nước.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Polysaccharide X là chất rắn, màu trắng, dạng sợi. Trong bông nõn có gần 98% chất X ⟹ X là cellulose.

Thủy phân X, thu được monosaccharide Y ⟹ Y là glucose.

B. Sai vì cellulose không tham gia phản ứng tráng bạc

C. Sai vì glucose có phân tử khối bằng 180

D. Sai vì cellulose không tan trong nước.

Câu 7. Dãy gồmcác chất đều không thamgia phản ứng tráng bạc là

A. saccharose, tinh bột, cellulose.

B. fructose, tinh bột,aldehyde fomic.

C. acetaldehyde, fructose, cellulose.

D. formic acid, aldehyde fomic, glucose.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Các chất đều không tham gia phản ứng tráng bạc saccharose, tinh bột, cellulose.

Câu 8. Phát biểu nào sau đây sai?

A.Thủy phân hoàn toàn cellulose thu được glucose.

B.Amylopectin có cấu trúc mạch phân nhánh.

C.Fructose và glucose là đồng phân của nhau.

D. Fructose là sản phẩm của phản ứng thủy phân tinh bột.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Fructose không phải là sản phẩm của phản ứng thủy phân tinh bột do tinh bột được tạo thành từ các đơn vị glucose không phải các đơn vị fructose.

Câu 9. Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Glucose bị thủy phân trong môi trường acid.

B. Tinh bột là chất lỏng ở nhiệt độ thường.

C. Cellulose thuộc loại disaccharide.

D. Dung dịch saccharose hòa tan được Cu(OH)₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

A. Sai vì glucose là monosaccharide, không bị thủy phân trong môi trường acid.

B. Sai vì tinh bột là chất rắn vô định hình ở nhiệt độ thường

C. Sai vì cellulose thuộc polysaccharide

D. Đúng vì saccharose hòa tan được Cu(OH)₂ tạo phức màu xanh thẫm.

Câu 10. Dãy gồmcác chất đều khôngthamgia phản ứng tráng bạc là

A. saccharose, tinh bột, cellulose.

B. fructose, tinh bột,aldehyde fomic.

C. acetaldehyde, fructose, cellulose.

D. formic acid, aldehyde fomic, glucose.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Saccharose, tinh bột và cellulose đều không tham gia phản ứng tráng bạc.

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Disaccharide là gì?

• Nhóm −OH hemiketal là gì?

• Nhóm −OH hemiacetal là gì?

• Glucid là gì?

• Fructose là gì?

• Glucose là gì?

---