Phương pháp giải bài tập về phản ứng thủy phân tinh bột và xenlulozo

1. Kiến thức cơ bản cần nắm

1. Tinh bột (C6H10O5)n

Tính chất vật lý:

- Là chất rắn vô định hình, màu trắng, không hòa tan trong nước lạnh nhưng khi gặp nước nóng sẽ chuyển thành dung dịch keo dính gọi là hồ tinh bột

- Tinh bột có mặt nhiều trong các loại gạo, khoai tây, sắn, và các loại thực phẩm khác

Tính chất hóa học:

- Phản ứng thủy phân: Trong môi trường axit, tinh bột bị phân hủy thành glucozo

(C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6

Lưu ý: Với sự hỗ trợ của enzim, tinh bột có thể bị phân hủy thành: dextrin ⇒ mantozo ⇒ glucozo

- Phản ứng với dung dịch iot:

Dung dịch tinh bột tiếp xúc với I2 trong dung dịch iot sẽ tạo ra màu xanh tím, thường được dùng để nhận diện dung dịch hồ tinh bột và ngược lại

2. Xenlulozo (C6H10O5)

Tính chất vật lý:

- Là chất rắn dạng sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không hòa tan trong nước khi đun nóng và cũng không hòa tan trong các dung môi hữu cơ thông thường.

- Là thành phần chủ yếu cấu tạo nên lớp màng tế bào thực vật, có mặt nhiều trong bông, đay, gai, và tre nứa.

Tính chất hóa học:

- Phản ứng thủy phân trong môi trường axit:

(C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6

- Phản ứng của ancol đa chức:

a. Phản ứng với HNO3 và H2SO4 đặc

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3n H2O

⇒ Xenlulozo trinitrat là một chất dễ cháy và nổ mạnh, thường được sử dụng làm thuốc súng không khói

b. Xenlulozo phản ứng với andehit axetic để tạo ra xenlulozo triaxetat

c. Xenlulozo phản ứng với CS2 và NaOH (dung dịch visco) để tạo ra sợi visco

Lưu ý: xenlulozo không tương tác với Cu(OH)2 nhưng có thể hòa tan trong dung dịch [Cu(NH3)4](OH)2

Ứng dụng:

- Các vật liệu chứa nhiều xenlulozo như tre, gỗ, nứa thường được sử dụng làm vật liệu xây dựng và đồ dùng gia đình

- Xenlulozo nguyên chất và gần nguyên chất được chế tạo thành sợi, tơ, giấy viết, giấy bao bì, và xenlulozo trinitrat được dùng làm thuốc súng

- Khi thủy phân xenlulozo, sẽ thu được glucozo, được dùng làm nguyên liệu để sản xuất etanol

Lưu ý: Xenlulozo và tinh bột không phải là đồng phân của nhau

2. Bài tập về phản ứng thủy phân tinh bột hoặc xenlulozo

Câu 1: Khi thủy phân 1 kg gạo có chứa 80% tinh bột, khối lượng glucozo thu được sẽ là bao nhiêu? Giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn

Hướng dẫn giải bài tập:

Khối lượng tinh bột trong 1 kg gạo là:

m = 180 / 100 = 0,8 kg

(C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6

Câu 2: Từ 150 g tinh bột, sẽ thu được bao nhiêu ml rượu etylic 46 độ qua phương pháp lên men? Biết hiệu suất phản ứng là 81% và mật độ là 0,8 g/ml

Hướng dẫn giải bài tập:

Khối lượng của (C6H12O5)n là 150 g x 81% = 121,5 gam

(1) (C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6

(2) C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2

Tính toán: n C2H5OH = 2 x n C6H12O6 = 2 x (n / (162n)) = 1,5 mol

Thể tích C2H5OH = m / D = (1,5 x 46) / 0,8 = 86,25 ml

Do đó, thể tích dung dịch = (86,25 x 46) / 100 = 187,5 ml

Câu 3: Khi thủy phân hỗn hợp chứa 0,2 mol saccarozo và 0,1 mol mantozo trong một thời gian, thu được dung dịch X với hiệu suất phản ứng thủy phân của mỗi chất là 75%. Khi cho toàn bộ dung dịch X phản ứng với dung dịch AgNO3 trong NH3, lượng Ag thu được sẽ là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải bài tập:

Với hiệu suất phản ứng thủy phân là 75%, tổng số mol mantozo và saccarozo tham gia phản ứng là (0,2 + 0,1) x 75% = 0,225 mol

Số mol mantozo còn lại sau phản ứng thủy phân là 0,1 x 25% = 0,025 mol

Sơ đồ phản ứng như sau:

C12H22O11 (gồm mantozo và saccarozo) → 2 C6H12O6 → 4 Ag (1)

C12H22O11 (mantozo dư) → 2 Ag (2)

Saccarozo dư không tham gia phản ứng tráng gương

Theo sơ đồ (1) và (2), tổng số mol Ag thu được là 0,95 mol

3. Bài tập luyện tập

Câu 1: Khi thủy phân 1 kg khoai chứa 20% tinh bột trong môi trường axit với hiệu suất 75%, khối lượng glucozo thu được sẽ là bao nhiêu?

Câu 2: Tính khối lượng tinh bột cần thiết để sản xuất 5 lít rượu etylic 46 độ qua quá trình lên men với hiệu suất 72% và khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml

Câu 3: Thủy phân 300 gam tinh bột với hiệu suất phản ứng 75%, khối lượng glucozo thu được là bao nhiêu gam?

Câu 4: Cho m gam tinh bột lên men thành rượu etylic với hiệu suất 78%. Toàn bộ CO2 sinh ra được hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)2, thu được 700 gam kết tủa trong dung dịch X. Đun thêm dung dịch X cho thêm 200 gam kết tủa. Tính khối lượng tinh bột đã sử dụng?

Câu 5: Trong một nhà máy sản xuất rượu, để chế tạo 1000 lít rượu etylic 96 độ từ mùn cưa chứa 50% xenlulozo với hiệu suất toàn bộ quá trình là 70%, cần bao nhiêu khối lượng mùn cưa? Biết khối lượng rượu etylic là 0,8 g/cm³

Câu 6: Khi thủy phân m gam tinh bột và đem sản phẩm đi lên men để tạo rượu etylic, toàn bộ khí CO2 sinh ra được hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 850 gam kết tủa. Hiệu suất của cả giai đoạn thủy phân và lên men đều là 85%. Tính giá trị của m.

Câu 7: Khi cho m gam tinh bột lên men thành rượu etylic với hiệu suất 80%, khí CO2 sinh ra được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2, thu được 500 gam kết tủa và dung dịch X. Đun kỹ dung dịch X, thu thêm 100 gam kết tủa. Tính giá trị của m.

Câu 8: Thủy phân m gam tinh bột và sản phẩm thu được đem lên men để tạo rượu etylic. Toàn bộ khí CO2 sinh ra được hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 394 gam kết tủa. Hiệu suất của cả giai đoạn thủy phân và lên men đều là 80%. Tính giá trị của m.

Câu 9: Thủy phân hoàn toàn a gam tinh bột thành glucozo, sau đó lên men glucozo để tạo rượu etylic với hiệu suất 80%. Toàn bộ khí CO2 sinh ra được hấp thụ vào dung dịch chứa 8,5 gam Ba(OH)2, thu được kết tủa và dung dịch X. Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch X đến khi kết tủa đạt tối đa, cần ít nhất 10 ml dung dịch NaOH 1 M. Tính giá trị của a.

Câu 10: Chọn các câu trả lời đúng từ những lựa chọn sau:

(1) Xenlulozo không phản ứng với Cu(OH)2 nhưng có thể hòa tan trong dung dịch [Cu(NH3)4](OH)2

(2) Glucozo trong dung dịch chủ yếu tồn tại dưới dạng mạch thẳng

(3) Dẫn khí H2 vào dung dịch glucozo và đun nóng với xúc tác Ni sẽ thu được poliancol

(4) Glucozo có thể được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột với sự hỗ trợ của HCl hoặc enzym

(5) Dung dịch saccarozo không có phản ứng tráng gương và không bị oxi hóa bởi nước brom, điều này cho thấy phân tử saccarozo không chứa nhóm - CHO

(6) Một loại thực phẩm giàu glucozo là quả nho

(7) Tinh bột là một hỗn hợp của hai polisaccarit, amilozo và amilopectin

Số câu đúng là:

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

Câu 11: Trong các ứng dụng dưới đây, đâu là ứng dụng không thuộc về glucozo?

A. Dùng làm thực phẩm bổ dưỡng và thuốc tăng lực

B. tráng gương, tráng phích

C. nguyên liệu để chế tạo ancol etylic

D. nguyên liệu để sản xuất PVC

Câu 12: Xem xét các phát biểu sau:

(1) xenlulozo không phản ứng với Cu(OH)2 nhưng có thể hòa tan trong dung dịch [Cu(NH3)4] (OH)2

(2) glucozo còn được gọi là đường từ cây mía

(3) khi dẫn khí H2 vào dung dịch glucozo và đun nóng với xúc tác Ni, sẽ thu được poliancol

(4) glucozo được tạo ra bằng cách thủy phân tinh bột dưới tác dụng của HCl hoặc enzim

(5) dung dịch saccarozo không phản ứng với Ag và không bị oxi hóa bởi nước brom, điều này chứng minh phân tử saccarozo không chứa nhóm - CHO

(6) saccarozo là một loại đường disacarit không có tính oxi hóa và khử

(7) tinh bột là sự kết hợp của hai polisaccarit là amilozo và amilopectin

Số lượng phát biểu đúng là:

A. 3

B. 4

C. 5

C. 6

Bài viết trên Mytour đã cung cấp cho bạn đọc bài tập liên quan đến tinh bột và xenlulozo. Cảm ơn bạn đọc đã chú ý theo dõi bài viết chi tiết.