Giải Hóa học 12 trang 33
Lời giải chi tiết SGK Lớp 12 · Môn HĂ³a Há»c · Trang 33–34
Nội dung hai trang này thuộc bài về Tinh bột và Cellulose (SGK Hóa học 12 – Kết nối tri thức). Đây là phần lý thuyết kèm thí nghiệm, không có bài tập đánh số. Mình sẽ tóm tắt lý thuyết và trả lời các câu hỏi dạng "Quan sát hiện tượng, giải thích và viết phương trình hóa học" nhé.
Tóm tắt lý thuyết
Cellulose phản ứng với nitric acid (tạo cellulose nitrate)
- Mỗi mắt xích glucose trong cellulose có 3 nhóm hydroxy (-OH).
- Khi đun nóng cellulose với hỗn hợp $HNO_3$ đặc và $H_2SO_4$ đặc, các nhóm -OH phản ứng với nitric acid tạo cellulose nitrate.
- Phản ứng tạo cellulose trinitrate (cả 3 nhóm -OH đều phản ứng):
$$[C_6H_7O_2(OH)_3]_n + 3nHNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4 \text{ đặc}, t^o} [C_6H_7O_2(ONO_2)_3]_n + 3nH_2O$$
Cellulose phản ứng với nước Schweizer
- Nước Schweizer là dung dịch thu được khi hòa tan $Cu(OH)_2$ trong ammonia ($NH_3$).
- Cellulose tan được trong nước Schweizer.
Trạng thái tự nhiên và ứng dụng
| Đặc điểm | Tinh bột | Cellulose |
|---|---|---|
| Trạng thái | Rắn, màu trắng | Rắn, dạng sợi, màu trắng |
| Tính tan | Không tan nước lạnh; nước nóng tạo hồ tinh bột | Không tan nước (cả khi đun nóng), không tan dung môi hữu cơ thường |
| Nơi có nhiều | Củ, quả, hạt (gạo ~80%) | Gỗ khô ~50%, sợi bông ~90% |
| Ứng dụng | Lương thực, sản xuất ethanol, chất kết dính | Vật liệu xây dựng, giấy, sợi, ethanol, thuốc súng không khói |
- Quang hợp tạo tinh bột:
$$6nCO_2 + 5nH_2O \xrightarrow[\text{chất diệp lục}]{\text{ánh sáng}} (C_6H_{10}O_5)_n + 6nO_2$$
- Chuyển hóa tinh bột trong cơ thể: Enzyme α-amylase trong nước bọt thủy phân tinh bột → maltose + dextrin. Ở ruột non tiếp tục thủy phân thành glucose → hấp thụ vào máu → cung cấp năng lượng hoặc chuyển thành glycogen dự trữ ở gan và cơ.
Câu 1: Thí nghiệm điều chế cellulose nitrate
Đề: Quan sát hiện tượng xảy ra, giải thích và viết phương trình hóa học (sau khi ngâm bông trong hỗn hợp $HNO_3$ đặc và $H_2SO_4$ đặc, rửa, làm khô rồi đốt).
Trả lời:
- Hiện tượng: Miếng bông (cellulose) chuyển thành cellulose nitrate. Khi đốt, sản phẩm cháy rất nhanh, gần như không tạo khói (nên cellulose trinitrate được dùng làm thuốc súng không khói).
- Giải thích: Các nhóm -OH trong cellulose đã phản ứng với $HNO_3$ đặc (có $H_2SO_4$ đặc làm xúc tác, hút nước) tạo các nhóm $-ONO_2$. Sản phẩm cellulose nitrate dễ cháy.
- Phương trình:
$$[C_6H_7O_2(OH)_3]_n + 3nHNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4 \text{ đặc}, t^o} [C_6H_7O_2(ONO_2)_3]_n + 3nH_2O$$
Câu 2: Thí nghiệm tính tan của cellulose trong nước Schweizer
Đề: Quan sát hiện tượng xảy ra, giải thích và viết phương trình hóa học.
Các bước thí nghiệm gồm: cho $CuSO_4$ phản ứng với $NaOH$ tạo kết tủa, lọc kết tủa rồi hòa tan trong $NH_3$ đặc tạo nước Schweizer, sau đó cho bông vào.
Trả lời:
- Hiện tượng:
- Khi cho $NaOH$ vào $CuSO_4$: xuất hiện kết tủa xanh $Cu(OH)_2$.
- Khi thêm $NH_3$ đặc: kết tủa tan dần, tạo dung dịch xanh thẫm (nước Schweizer).
- Khi cho bông vào: bông tan trong nước Schweizer.
- Giải thích: $Cu(OH)_2$ tạo phức tan với $NH_3$ thành dung dịch phức đồng-amoniac (nước Schweizer). Cellulose tan được trong dung dịch này.
- Phương trình:
$$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$$
$$Cu(OH)_2 + 4NH_3 \rightarrow Cu(NH_3)_4_2$$
Phần EM ĐÃ HỌC (ghi nhớ)
- Tinh bột và cellulose là polymer thiên nhiên, công thức phân tử $(C_6H_{10}O_5)_n$. Tinh bột gồm amylose và amylopectin.
- Tinh bột: có phản ứng thủy phân, phản ứng màu xanh tím với iodine.
- Cellulose: có phản ứng thủy phân, phản ứng với $HNO_3$, tan trong nước Schweizer.
- Tinh bột cung cấp năng lượng, làm nguyên liệu sản xuất glucose, ethanol. Cellulose làm vật liệu xây dựng, tơ sợi, giấy.
Nếu bạn cần mình giải đúng trang 33–34 (phần bài tập cuối bài), bạn chụp lại trang có số 33 và 34 nhé, mình sẽ làm chi tiết từng câu cho bạn.