Tinh bột và xenlulozơ

Tinh bột và xenlulozơ nội dung đưa ra các tính chất vật lí, tính chất hóa học đặc trưng của tinh bột và xenlulozơ. Bên cạnh đó kèm theo các câu hỏi luyện tập, giúp bạn học củng cố, vận dụng kiến thức sau mỗi nội dung. 

I. Tinh bột

1. Tính chất vật lí

Tinh bột là chất rắn, ở dạng bột vô định hình, màu trắng, không tan trong nước lạnh. Trong nước nóng, hạt tinh bột sẽ ngậm nước và trương phồng lên tạo thành dung dịch keo, gọi là hồ tinh bột.

2. Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử (C₆H₁₀O₅)_n.

Công thức cấu tạo: do các gốc α-glucozơ liên kết với nhau tạo thành hai dạng: amilozơ và amilopectin.

Amilozơ hình thành từ các gốc α-glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết α- 1-4- glicozit tạo thành mạch dài không phân nhánh, xoắn lại. Amilozơ có phân tử khối lớn, vào khoảng 200000.​

Amilopectin có cấu trúc mạch phân nhánh do các đoạn mạch α-glucozơ tạo nên. Mỗi đoạn mạch gồm 20 đến 30 mắt xích α-glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết α- 1-4- glicozit. Còn các đoạn mạch thì liên kết với nhau bằng liên kết α- 1-6- glicozit.

Tinh bột (trong các hạt ngũ cốc, các loại củ) là hỗn hợp của amilozơ và amilopectin, trong đó amilopectin thường chiếm tỉ lệ cao hơn.

Một số loại tinh bột

Tinh bột được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp. Từ khí cacbonic và nước, dưới tác dụng cua ánh sáng mặt trời và chất diệp lục, tinh bột dược tạo thành theo sơ đồ phản ứng sau:

3. Tính chất hóa học

3.1. Phản ứng thủy phân

Tinh bột bị thủy phân thành glucozơ nhờ các enzim.

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O  nC₆H₁₂O₆

3.2. Phản ứng màu với iot

Do cấu tạo mạch ở dạng xoắn có lỗ rỗng, tinh bột hấp phụ iot cho màu xanh tím.

Phản ứng giữa hồ tinh bột với dung dịch iot tạo màu xanh lam đặc trưng (còn được gọi là phản ứng màu của iot với hồ tinh bột).

Đây là phản ứng dùng để nhận biết tinh bột.

Phân tử tinh bột hấp phụ iot tạo ra dung dịch có màu xanh. Khi đun nóng, iot bị giải phóng ra khỏi phân tử tinh bột làm mất màu xanh tím.

4. Ứng dụng

Tinh bột là một trong những chất dinh dưỡng cơ bản của con người và một số động vật.

• Trong công nghiệp: dùng để sản xuất bánh kẹo, glucozơ và hồ dán.
• Trong cơ thể người, tinh bột bị thủy phân thành glucozo nhờ các enzim trong nước bọt và ruột non

III. Xenlulozơ

1. Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên

• Là chất rắn, dạng sợi, màu trắng, không mùi vị.
• Không tan trong nước và nhiều trong dung môi hữu cơ như etanol, ete, benzen,... nhưng tan trong nước Svayde (dung dịch thu được khi hòa tan Cu(OH)₂ trong amoniac).
• Là thành phần chính tạo nên màng tế bào thực vật, bộ khung của cây cối.
• Trong bông nõn có gần 98% là xenlulozơ, trong cây cối xenlulozơ chiếm 40 - 50% khối lượng.

2. Cấu trúc phân tử

Xenlulozơ là một polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc β-glucozơ liên kết với nhau thành mạch kéo dài.

Xenlulozơ có cấu tạo mạch không phân nhánh, mỗi gốc C₆H₁₀O₅ có 3 nhóm OH, nên có thể viết: (C₆H₁₀O₅)n hay [C₆H₇O₂(OH)₃]n.

3. Tính chất hóa học

a) Phản ứng thủy phân

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O  nC₆H₁₂O₆

Phản ứng thủy phân xelulozo cũng xảy ra trong dạ dày của động vật ăn cỏ nhờ enzim xelulaza

b) Phản ứng với axit nitric

Đun nóng xenlulozơ trong hỗn hợp axit nitric đặc và axit sunfuric đặc thu được xenlulozơ trinitrat.

[C₆H₇O₂(OH)₃]n + 3nHNO₃  [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]n + 3nH₂O

Xenlulozơ trinitrat rất dễ cháy và nổ mạnh không sinh khói nên được dùng làm thuốc súng không khói.

4. Ứng dụng

Những nguyên liệu chứa xenlulozo (bông, đay, gỗ,...) thường được dùng trực tiếp hoặc chế biến thành giấy.

Xenlulozo là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo như tơ visco, tơ axetat, chế tạo thuốc súng không khói và chế tạo phim ảnh.