Giải Thí nghiệm trang 23 SGK Hoá học 12
Đề bài
Thí nghiệm: Tính chất aldehyde của glucose
Chuẩn bị:
Hoá chất: dung dịch CuSO$_4$ 5%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch AgNO$_3$ 1%, dung dịch ammonia 5%, nước bromine loãng, dung dịch glucose 2%, nước nóng.
Dụng cụ: ống nghiệm, cốc thuỷ tinh, đèn cồn.
Tiến hành:
1. Oxi hoá glucose bằng Cu(OH)$_2$:
– Cho khoảng 2 mL dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm. Sau đó, thêm khoảng 0,5 mL dung dịch CuSO$_4$ 5% vào, lắc nhẹ.
– Cho tiếp khoảng 3 mL dung dịch glucose 2% vào ống nghiệm và lắc đều.
– Đun nóng ống nghiệm bằng ngọn lửa đèn cồn trong vài phút.
2. Phản ứng của glucose với thuốc thử Tollens:
– Cho khoảng 2 mL dung dịch AgNO$_3$ 1% vào ống nghiệm, thêm từ từ dung dịch ammonia 5%, lắc đều đến khi kết tủa tan hết. Dung dịch thu được là thuốc thử Tollens.
– Thêm vào ống nghiệm khoảng 2 mL dung dịch glucose 2%, lắc đều. Sau đó, ngâm ống nghiệm vào cốc thuỷ tinh chứa nước nóng trong vài phút.
3. Phản ứng của glucose với nước bromine
– Cho khoảng 1 mL nước bromine loãng vào ống nghiệm.
– Thêm tiếp từ từ 2 mL dung dịch glucose 2%, lắc đều.
Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra trong mỗi ống nghiệm, giải thích và viết phương trình hoá học.
Lời giải
## Thí nghiệm: Tính chất aldehyde của glucose
Glucose ở dạng mạch hở có công thức cấu tạo $CH_2OH[CHOH]_4CHO$, trong phân tử có một nhóm chức aldehyde $-CHO$ và nhiều nhóm $-OH$ liền kề. Nhóm $-CHO$ làm cho glucose có tính khử đặc trưng của aldehyde: bị oxi hoá bởi $Cu(OH)_2$ (trong môi trường kiềm, đun nóng), bởi thuốc thử Tollens và bởi nước bromine.
### 1. Oxi hoá glucose bằng $Cu(OH)_2$
Hiện tượng: Khi cho dung dịch $CuSO_4$ vào dung dịch $NaOH$ xuất hiện kết tủa màu xanh của $Cu(OH)_2$. Thêm dung dịch glucose vào, lắc đều thì kết tủa tan, tạo dung dịch phức màu xanh lam (vì glucose có nhiều nhóm $-OH$ liền kề hoà tan được $Cu(OH)_2$ ở nhiệt độ thường). Khi đun nóng, xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch của $Cu_2O$.
Giải thích: Trong môi trường kiềm và khi đun nóng, nhóm $-CHO$ của glucose bị $Cu(OH)_2$ oxi hoá thành nhóm carboxylate $-COONa$ (muối sodium gluconate); đồng thời $Cu(II)$ bị khử thành $Cu(I)$ trong $Cu_2O$ màu đỏ gạch.
Phương trình hoá học:
$$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$$
$$CH_2OH[CHOH]_4CHO + 2Cu(OH)_2 + NaOH \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH[CHOH]_4COONa + Cu_2O\downarrow + 3H_2O$$
### 2. Phản ứng của glucose với thuốc thử Tollens (phản ứng tráng bạc)
Hiện tượng: Khi nhỏ từ từ dung dịch ammonia vào dung dịch $AgNO_3$, ban đầu có kết tủa, sau đó kết tủa tan hết tạo dung dịch trong suốt (thuốc thử Tollens). Thêm glucose rồi ngâm ống nghiệm trong nước nóng, sau một thời gian thấy có lớp bạc kim loại sáng bám trên thành ống nghiệm.
Giải thích: Nhóm $-CHO$ của glucose bị thuốc thử Tollens oxi hoá thành nhóm $-COONH_4$ (muối ammonium gluconate); đồng thời $Ag^+$ (trong phức $[Ag(NH_3)_2]^+$) bị khử thành $Ag$ kim loại bám trên thành ống nghiệm.
Phương trình hoá học:
$$2AgNO_3 + 2NH_3 + H_2O \rightarrow Ag_2O\downarrow + 2NH_4NO_3$$
$$Ag_2O + 4NH_3 + H_2O \rightarrow 2[Ag(NH_3)_2]OH$$
$$CH_2OH[CHOH]_4CHO + 2[Ag(NH_3)_2]OH \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH[CHOH]_4COONH_4 + 2Ag\downarrow + 3NH_3 + H_2O$$
### 3. Phản ứng của glucose với nước bromine
Hiện tượng: Khi thêm dung dịch glucose vào nước bromine và lắc đều, màu của nước bromine nhạt dần rồi mất màu.
Giải thích: Nhóm $-CHO$ của glucose bị nước bromine oxi hoá thành nhóm $-COOH$ (tạo gluconic acid); đồng thời $Br_2$ bị khử nên nước bromine mất màu. Phản ứng này dùng để phân biệt glucose với fructose (fructose không làm mất màu nước bromine).
Phương trình hoá học:
$$CH_2OH[CHOH]_4CHO + Br_2 + H_2O \rightarrow CH_2OH[CHOH]_4COOH + 2HBr$$
Kết luận: Cả ba thí nghiệm đều chứng minh glucose có tính khử đặc trưng của aldehyde nhờ nhóm $-CHO$.
Đáp số
Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.