Thông Số Kỹ Thuật
| Khối lượng mol: | Thay đổi tùy theo loại monosaccharide hoặc polymer. |
| Số CAS: | Không có một số CAS duy nhất vì là nhóm hợp chất. Ví dụ: Glucose (50-99-7), Sucrose (57-50-1), Tinh bột (9005-25-8). |
| Trạng thái: | Rắn. |
| Màu sắc: | Thường là chất rắn kết tinh màu trắng (monosaccharide, disaccharide); polymer có thể không màu hoặc trắng. |
| Tính tan: | Monosaccharide và disaccharide thường tan tốt trong nước do có nhiều nhóm hydroxyl (-OH). Polysaccharide (tinh bột, cellulose) ít tan hoặc không tan trong nước lạnh, có thể tan trong nước nóng tạo hồ. |
| Độ tan: | Khác nhau tùy loại. Glucose: 91 g/100 mL nước ở 25°C. Sucrose: 200 g/100 mL nước ở 20°C. |
| Độ pH: | Dung dịch carbohydrate tinh khiết thường trung tính (pH ≈ 7). |
| Oxi hóa - Khử: | Các monosaccharide (như glucose) có nhóm aldehyde (-CHO) thể hiện tính khử (oxi hóa). Chúng có thể tham gia phản ứng tráng bạc hoặc khử Cu(OH)₂ thành Cu₂O. Polysaccharide không thể hiện tính khử trực tiếp trừ khi bị thủy phân. |
| Nhiệt độ sôi: | Không xác định (phân hủy trước khi sôi). |
| Nhiệt nóng chảy: | Thay đổi tùy theo loại, thường phân hủy ở nhiệt độ cao (ví dụ: glucose nóng chảy khoảng 146°C). |
| Tỷ trọng: | Thường khoảng 1.5 - 1.6 g/cm³ cho các loại đường đơn và đường đôi ở dạng rắn. Tinh bột khoảng 1.5 g/cm³. |
Chất liên quan
Glucose (C₆H₁₂O₆)Fructose (C₆H₁₂O₆)Sucrose (C₁₂H₂₂O₁₁)Tinh bột ((C₆H₁₀O₅)n)Cellulose ((C₆H₁₀O₅)n)
Đặc tính & Ứng dụng
- Nguồn năng lượng chính: Glucose là nguồn năng lượng tức thời cho tế bào.
- Cấu trúc sinh học: Cellulose là thành phần chính của thành tế bào thực vật, chitin cấu tạo vỏ côn trùng và thành tế bào nấm.
- Dự trữ năng lượng: Glycogen ở động vật và tinh bột ở thực vật.
- Chất tạo ngọt: Sucrose, fructose.
- Nguyên liệu công nghiệp: Sản xuất giấy, dệt may, ethanol sinh học, chất dẻo phân hủy sinh học từ tinh bột.
- Y học: Dextrose (glucose) dùng trong truyền dịch, một số dẫn xuất carbohydrate làm thuốc.
Phương pháp điều chế
- Trong tự nhiên: Được tổng hợp bởi thực vật thông qua quá trình quang hợp (6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂).
- Công nghiệp:
- Đường: Chiết xuất từ cây mía, củ cải đường (sucrose).
- Tinh bột: Chiết xuất từ ngô, khoai tây, sắn.
- Glucose/Fructose: Thủy phân tinh bột bằng enzyme hoặc axit.
- Cellulose: Chiết xuất từ gỗ, bông.
Tính chất Hóa học
Tác dụng với:
- Oxi hóa (đốt cháy): (CH₂O)n + nO₂ → nCO₂ + nH₂O
- Phản ứng với Cu(OH)₂ (dung dịch Fehling/Benedict): Monosaccharide (glucose, fructose) và một số disaccharide (maltose) tạo phức xanh lam ở nhiệt độ thường và khử Cu(OH)₂ thành Cu₂O (kết tủa đỏ gạch) khi đun nóng.
- Phản ứng thủy phân:
- Disaccharide (sucrose): C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ (glucose) + C₆H₁₂O₆ (fructose) (xúc tác H⁺ hoặc enzyme).
- Polysaccharide (tinh bột, cellulose): (C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (glucose) (xúc tác H⁺ hoặc enzyme).
- Phản ứng lên men: C₆H₁₂O₆ (glucose) → 2C₂H₅OH + 2CO₂ (nhờ enzyme trong nấm men).
Không phản ứng:
Carbohydrate thường không phản ứng với kim loại mạnh (ví dụ: Na, K) theo kiểu phản ứng acid-bazơ do không có proton linh động đủ mạnh để tách ra. Cellulose không phản ứng với thuốc thử Fehling hay Tollens.
Chuỗi chuyển hóa
CO₂ + H₂O (Quang hợp) -> C₆H₁₂O₆ (Glucose) -> (Enzyme) -> (C₆H₁₀O₅)n (Tinh bột/Glycogen) -> (Thủy phân) -> C₆H₁₂O₆ -> (Hô hấp tế bào) -> CO₂ + H₂O + Năng lượng
Hiện tượng thực tế
- Phản ứng tráng bạc: Cho dung dịch glucose vào ống nghiệm chứa dung dịch AgNO₃ trong NH₃, đun nóng nhẹ thấy xuất hiện lớp bạc sáng bóng bám trên thành ống nghiệm.
- Phản ứng với iod: Nhỏ vài giọt dung dịch iod vào dung dịch tinh bột thấy xuất hiện màu xanh tím đặc trưng.
Bài tập vận dụng
- Bài tập: Đốt cháy hoàn toàn 18 gam một loại carbohydrate X, thu được 26.4 gam CO₂ và 10.8 gam H₂O. Xác định công thức phân tử đơn giản nhất của X và cho biết X có thể là chất nào trong số các chất sau: glucose, saccarozơ, tinh bột?
- Lời giải:
- nCO₂ = 26.4 / 44 = 0.6 mol
- nH₂O = 10.8 / 18 = 0.6 mol
- Vì nCO₂ = nH₂O, suy ra công thức tổng quát của carbohydrate là (CH₂O)n.
- mC = 0.6 * 12 = 7.2 gam
- mH = 0.6 * 2 = 1.2 gam
- mO = 18 - 7.2 - 1.2 = 9.6 gam
- nC : nH : nO = (7.2/12) : (1.2/1) : (9.6/16) = 0.6 : 1.2 : 0.6 = 1 : 2 : 1
- Công thức đơn giản nhất là CH₂O.
- Từ khối lượng mol CH₂O = 30 g/mol.
- Các chất có công thức dạng (CH₂O)n phù hợp với tỉ lệ nCO₂ = nH₂O đều có thể được. Với các lựa chọn: glucose (C₆H₁₂O₆), saccarozơ (C₁₂H₂₂O₁₁), tinh bột ((C₆H₁₀O₅)n). Chỉ glucose có tỉ lệ C:H:O = 1:2:1. Saccarozơ và tinh bột có tỉ lệ H:O = 2:1 nhưng không phải là C:H:O = 1:2:1. Vậy, X có thể là glucose nếu công thức phân tử là C₆H₁₂O₆.
Mẹo nhớ nhanh: Đường, tinh bột, cellulose, glycogen – 'Carb' là gốc ngọt, năng lượng, vững bền.
Cảnh báo & An toàn
Nguy hiểm: Carbohydrate tự thân không độc hại ở liều lượng bình thường. Tuy nhiên, bụi mịn từ carbohydrate dạng bột (đường, tinh bột) có thể gây nổ khi phân tán trong không khí và có nguồn đánh lửa. Đốt cháy carbohydrate có thể tạo ra CO và CO₂.
Độc tính: Không độc. Tiêu thụ quá mức có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe như béo phì, tiểu đường. Bụi mịn có thể gây kích ứng đường hô hấp.
Thu Thủy
Cử nhân Hóa học Đại học Khoa học Tự nhiên. Có 5 năm kinh nghiệm giảng dạy và số hóa tài liệu giáo dục môn Hóa học.
Cập nhật: 20/08/2026
Đã kiểm duyệt chuyên môn
Miễn trừ trách nhiệm (Disclaimer): Toàn bộ thông số hóa học, điều kiện phản ứng và hiện tượng được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu danh pháp IUPAC và sách giáo khoa Hóa học chuẩn. Dữ liệu mang tính chất tham khảo phục vụ học thuật. Chúng tôi khuyến cáo người dùng không tự ý thực hành các phản ứng sinh nhiệt, tạo khí độc hoặc chất nổ tại nhà khi không có thiết bị bảo hộ và sự giám sát của chuyên gia.