Tính chất hóa học của Glucozo - Tìm hiểu sâu về các phản ứng đặc trưng

Cấu tạo và công thức hóa học

Glucozo có công thức hóa học C₆H₁₂O₆, thuộc nhóm aldohexose, nghĩa là một đường đơn có sáu nguyên tử cacbon và một nhóm aldehyde (-CHO). Nó có cấu trúc mạch hở, bao gồm năm nhóm hydroxyl (-OH) và một nhóm aldehyde ở đầu mạch.

Tính khử và tính oxi hóa

Glucozo là một chất khử mạnh. Nó có khả năng tác dụng với các chất oxi hóa như dung dịch Fehling, dung dịch Tollens hay dung dịch Nessler để tạo ra các chất phức màu đỏ hoặc màu bạc, gọi là các phản ứng nhận biết đường khử. Trong quá trình này, glucozo bị oxi hóa thành các sản phẩm cuối cùng là axit gluconic và axit glucuronic.

Phản ứng với dung dịch Fehling

Khi phản ứng với dung dịch Fehling (hỗn hợp của sunfat đồng và phức tartrat natri-kali), glucozo khử Cu²⁺ thành Cu⁺ và kết tủa oxit đồng có màu đỏ gạch:

C₆H₁₂O₆ + 2Cu²⁺ → C₆H₁₂O₇ + Cu₂O + 2H⁺

Phản ứng với dung dịch Tollens

Trong phản ứng với dung dịch Tollens (hỗn hợp của nitrat bạc và ammoniac), glucozo khử Ag⁺ thành Ag⁰ và tạo ra kết tủa bạc kim loại:

C₆H₁₂O₆ + 2Ag⁺ + 2H₂O → C₆H₁₂O₇ + 2Ag⁰ + 4H⁺

Tính tạo este

Glucozo có khả năng tạo este với các axit hữu cơ như axit axetic, axit propanoic, axit benzoic, v.v. Phản ứng este hóa xảy ra giữa nhóm hydroxyl của glucozo và nhóm cacboxyl của axit hữu cơ, với sự có mặt của một chất xúc tác axit.

Phản ứng este hóa với axit axetic

C₆H₁₂O₆ + CH₃COOH → C₆H₁₁O₅OCOCH₃ + H₂O

Trong phản ứng này, một trong các nhóm hydroxyl của glucozo tạo liên kết este với nhóm cacboxyl của axit axetic, tạo ra este axetic của glucozo và nước.

Tính tạo phức kim loại

Glucozo có khả năng tạo phức với các ion kim loại như đồng, bạc, sắt, v.v. Các phức này thường có màu sắc đặc trưng và được sử dụng để nhận biết glucozo trong các phép thử hóa học.

Phức với ion đồng

Khi phản ứng với muối đồng (II) trong môi trường kiềm, glucozo tạo phức màu xanh lam với ion đồng:

C₆H₁₂O₆ + Cu²⁺ + 2OH^- → [Cu(C₆H₁₁O₆)₂]^2- + 2H₂O

Tính lên men

Glucozo có thể bị lên men bởi các vi khuẩn, nấm men hoặc enzym để tạo ra các sản phẩm khác như etanol, axit lactic, axit axetic, khí cacbonic và khí hiđro.

Lên men rượu

Khi glucozo bị lên men bởi nấm men trong môi trường thiếu oxy, nó tạo ra etanol và khí cacbonic:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Lên men lactic

Trong môi trường thiếu oxy, glucozo cũng có thể bị lên men bởi vi khuẩn lactic để tạo ra axit lactic:

C₆H₁₂O₆ → 2CH₃CHOHCOOH

Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh

Glucozo có thể bị oxi hóa mạnh bởi các chất oxi hóa mạnh như dung dịch brom, dung dịch kali permanganat, dung dịch axit nitric đặc, tạo ra các sản phẩm khác nhau tùy theo điều kiện phản ứng.

Phản ứng với dung dịch brom

Trong điều kiện kiềm, glucozo bị oxi hóa bởi dung dịch brom để tạo ra các axit hữu cơ như axit gluconic và axit glucuronic:

C₆H₁₂O₆ + 6Br₂ + 12NaOH → C₆H₁₂O₇ + 6NaBr + 6H₂O

C₆H₁₂O₆ + 6Br₂ + 10NaOH → C₆H₁₀O₇ + 6NaBr + 5H₂O

Trong bài viết này, chúng ta đã khám phá những tính chất hóa học quan trọng của glucozo. Từ tính khử và tính oxi hóa, đến khả năng tạo este, tạo phức kim loại, lên men và tác dụng với các chất oxi hóa mạnh, glucozo thể hiện một loạt các phản ứng đặc trưng và quan trọng trong hóa học hữu cơ và sinh học. Bằng cách hiểu rõ các tính chất này, chúng ta có thể nắm vững kiến thức về glucozo và các chất hữu cơ liên quan, đồng thời giải thích các ứng dụng của chúng trong cuộc sống hàng ngày.

Các bạn có thể tham khảo thêm nguồn khác: