Lý thuyết Tinh bột và cellulose (Hóa 12 Kết nối tri thức 2025)

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 6: Tinh bột và cellulose

A. Lý thuyết Tinh bột và cellulose

I. 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 $\alpha$-glucose liên kết với nhau qua các liên kết $\alpha$-1,4-glycoside và hình thành chuỗi xoắn.

 

– Phân tử amylopectin có cấu tạo phân nhánh, gồm các chuỗi chứa nhiều đơn vị $\alpha$– glucose liên kết với nhau qua các liên kết $\alpha$ – 1,4 – glycoside. Các chuỗi này liên kết với nhau tạo thành mạch nhánh qua liên kết $\alpha$ -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 $\beta$– glucose qua liên kết $\beta$-1,4 – glycoside và hình thành chuỗi không nhánh.

II. Tính chất hóa học

1. Tính chất của tinh bột

a) Phản ứng thủy phân

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

 

b) Phản ứng màu với dung dịch iodine

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.

2. Tính chất của cellulose

a) Phản ứng thủy phân

Cellulose bị thủy phân bởi enzyme hoặc acid (HCl hoặc H₂SO₄). Phản ứng thủy phân hoàn toàn tạo thành 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, tùy 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.

 

c) Cellulose phản ứng với nước Schweizer

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

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 dung dịch keo nhớt, gọi là 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, gồm hai quá trình chính là quá trình quang hợp hình thành glucose và quá trình kết hợp của các đơn vị glucose tạo thành tinh bột.

 

– Sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể

+ Con người sử dụng thức ăn chứa tinh bột, enzyme -amylase có trong nước bọt thúc đẩy quá trình thủy phân tinh bột thành các phân tử nhỏ hơn gồm maltose và dextrin. Qúa 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.

+ 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.

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 sử dụng làm vật liệu xây dựng, sản xuất giấy, sợi tự nhiên và sợi nhân tạo.

– Cellulose được sử dụng làm nguyên liệu để điều chế ethanol và cellulose trinitrate (thuốc súng không khói).

Sơ đồ tư duy Tinh bột và cellulose

B. Trắc nghiệm Tinh bột và cellulose

Câu 1. Polysaccharide X là chất rắn, màu trắng, dạng sợi. Trong bông nõn có gần 98

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

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 2. Dãy gồm các chất đều không tham gia 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 3. 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 4. 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 lam đặc trưng.

Câu 5. Dãy gồm các chất đều tham gia phản ứng thủy phân 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 (disaccharide), tinh bột và cellulose (polysaccharide) đều tham gia phản ứng thủy phân.

Câu 6. 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 7. 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 8. 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 9. 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 10. 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 11. Tinh bột và cellulose đều thuộc loại polysaccharide.

a. Tinh bột và cellulose đều có công thức (C₆H₁₀O₅)_n nên là đồng phân của nhau.

b. Tinh bột gồm nhiều đơn vị α-glucose còn cellulose gồm nhiều đơn vị β-glucose.

c. Amylopectin có mạch phân nhánh còn cellulose có mạch không phân nhánh.

d. Amylose và cellulose đều có mạch không phân nhánh, xoắn lại.

Hướng dẫn giải

a. Sai vì hai chất có công thức chung giống nhau nhưng giá trị n khác nhau nên công thức phân tử khác nhau $\Rightarrow$ chúng không phải đồng phân của nhau.

b. Đúng.

c. Đúng.

d. Sai vì cellulose dạng sợi không xoắn.

Câu 12. Cho các carbohydrate: glucose, fructose, saccharose, tinh bột, cellulose.

a. Chất tác dụng với I₂ tạo hợp chất xanh tím là tinh bột.

b. Chất tác dụng với AgNO₃/NH₃ tạo kết tủa bạc trắng sáng là glucose, fructose và saccharose.

c. Chất tác dụng với Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm khi đun nóng tạo kết tủa đỏ gạch là glucose và fructose.

d. Chất tác dụng được với HNO₃ đặc xúc tác H₂SO₄ đặc tạo thuốc súng không khói là cellulose.

Hướng dẫn giải

a. Đúng vì tinh bột hấp phụ iodine tạo hợp chất màu xanh tím.

b. Sai vì saccharose không tác dụng được với AgNO₃/NH₃.

c. Đúng vì đây là phản ứng của hợp chất có nhóm chức aldehyde, trong môi trường kiềm fructose chuyển thành hợp chất có nhóm chức aldehyde nên cũng có phản ứng này.

d. Đúng vì sản phẩm thu được khi cho cellulose tác dụng với HNO₃ đặc xúc tác H₂SO₄ đặc là cellulose dinitrate hoặc cellulose trinitrate, trong đó cellulose trinitrate được sử dụng làm thuốc súng không khói.

Câu 13. Cho dãy các chất: glucose, saccharose, cellulose, tinh bột. Số chất trong dãy không tham gia phản ứng thủy phân là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Đáp số: 1.

Trong các chất: glucose, saccharose, cellulose, tinh bột thì chất không tham gia phản ứng thủy phân là glucose.

Câu 14. Từ 405 kg tinh bột (chứa 20

Hướng dẫn giải

Đáp số: 288.

PTHH: (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

              162g              →           180g

              405 kg $\underset{80\%Tb}{\overset{H=80\%}{\to }}{m}_{Glu\cos e}=\frac{405.180}{162}.80\%.80\%=288kg.$

Câu 15. Thể tích của dung dịch nitric acid 63

Hướng dẫn giải

Đáp số: 53,57.

PTHH: [C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHNO₃ → [C₆H₇O₂(NO₃)₃]_n + 3nH₂O

                                          189 gam    →      297 gam

$m_{HN{O}_3}=\frac{59,4.189}{297.0,8}=47,25kg\stackrel{H=80\%}{\leftarrow }$ 59,4kg

Do nồng độ của dung dịch nitric acid là 63

D = 1,4 g/mL ⟹ $V_{HN{O}_3}=\frac{75}{1,4}=53\text{,57\hspace{0.17em} L.}$

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 5: Saccharose và maltose

Lý thuyết Bài 6: Tinh bột và cellulose

Lý thuyết Bài 8: Amine

Lý thuyết Bài 9: Amino acid và peptide

Lý thuyết Bài 10: Protein và enzyme

Lý thuyết Bài 12: Đại cương về polymer