C6H12O6 trở thành C2H5OH: Hiểu rõ về phản ứng lên men rượu

Bạn đã từng tự hỏi về quá trình nào khiến chất C6H12O6 biến thành C2H5OH? Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu một cách chi tiết và chính xác nhất về phản ứng lên men rượu. Bên cạnh đó, chúng ta cũng sẽ khám phá một số bài tập liên quan đến C6H12O6 có lời giải.

C6H12O6 trở thành 2CO2 + 2C2H5OH

1. Phương trình hoá học của phản ứng C6H12O6 trở thành C2H5OH

C6H12O6→enzim, 30−35°C 2C2H5OH + 2CO2↑

Phản ứng này được gọi là phản ứng lên men rượu.

2. Điều kiện của phản ứng lên men rượu

• Xúc tác enzim;
• Nhiệt độ: 30 – 35°C;
• Lên men kị khí.

3. Mở rộng kiến thức về glucozơ

3.1. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên

• Glucozơ là chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía.
• Glucozơ có trong hầu hết các bộ phận của cây như lá, hoa, rễ,… và đặc biệt nhiều trong quả chín. Đồng thời, glucozơ cũng được tìm thấy trong mật ong và cơ thể người và động vật.
• Trong máu người có một lượng nhỏ glucozơ, hầu như không đổi (khoảng 0,1%).

3.2. Cấu tạo phân tử

Glucozơ có công thức phân tử là C6H12O6. Theo các thí nghiệm, cấu tạo của glucozơ có các đặc điểm sau:

• Glucozơ có phản ứng tráng bạc với nước brom, tạo thành axit gluconic, chứng tỏ trong phân tử có nhóm CH=O.
• Glucozơ tác dụng với Cu(OH)2 tạo thành dung dịch màu xanh lam, chứng tỏ glucozơ có nhiều nhóm OH ở vị trí kề nhau.
• Glucozơ tạo este chứa 5 gốc CH3COO, chứng tỏ trong phân tử có 5 nhóm OH.
• Khử hoàn toàn glucozơ sẽ thu được hexan, tức là 6 nguyên tử C của phân tử glucozơ tạo thành một mạch không nhánh.
• Glucozơ tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vòng: α – glucozơ và β – glucozơ.

3.3. Tính chất hóa học

Glucozơ có các tính chất của anđehit đơn chức và ancol đa chức (poli ancol).

*Tính chất của ancol đa chức:

• Tác dụng với Cu(OH)2: Dung dịch glucozơ hòa tan Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường, tạo thành dung dịch phức đồng-glucozơ có màu xanh lam. Đây là phản ứng cho thấy glucozơ có nhiều nhóm OH ở vị trí kề nhau.
• Phản ứng tạo este: Glucozơ có thể tạo este chứa 5 gốc axit axetic trong phân tử khi tham gia phản ứng với anhiđrit axetic, có mặt piriđin.

*Tính chất của anđehit:

• Oxi hóa glucozơ bằng dung dịch AgNO3/NH3 (phản ứng tráng bạc): Dung dịch AgNO3 trong NH3 có thể oxi hóa glucozơ, tạo thành muối amoni gluconat và bạc kim loại.
• Oxi hóa glucozơ bằng Cu(OH)2: Trong môi trường kiềm, glucozơ bị oxi hóa bởi Cu(OH)2, tạo thành muối natri gluconat, đồng(I) oxit và nước.

4. Điều chế và ứng dụng

a. Điều chế:
Trong công nghiệp, glucozơ được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột với xúc tác là HCl loãng hoặc enzim.
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

b. Ứng dụng:

• Glucozơ được sử dụng làm thuốc tăng lực cho người già, trẻ em và người ốm.
• Trong công nghiệp, glucozơ được sử dụng để tráng gương, tráng ruột phích và là sản phẩm trung gian trong sản xuất ancol etylic từ các nguyên liệu có tinh bột và xenlulozơ.

4. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Lên men dung dịch chứa 300 gam glucozơ thu được 92 gam ancol etylic. Hiệu suất quá trình lên men tạo thành ancol etylic là:
A. 54%
B. 40%
C. 80%
D. 60%

Đáp án: D
Giải thích: Molar ratio giữa glucozơ và ancol etylic là 1:2, nên nếu có 92g ancol etylic thì khối lượng glucozơ ban đầu cần làm việc là 46g. Từ đó, hiệu suất của phản ứng lên men là 92/46 x 100% = 200%.

Câu 2: Lên men glucozơ thành ancol etylic. Toàn bộ khí CO2 sinh ra trong quá trình này được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư tạo ra 50 gam kết tủa. Biết hiệu suất quá trình lên men đạt 80%. Vậy khối lượng glucozơ cần dùng là:
A. 45,00 gam.
B. 36,00 gam.
C. 56,25 gam.
D. 112,50 gam.

Đáp án: C
Khối lượng kết tủa CaCO3 là 50g, thí nghiệm cho thấy molar ratio giữa CO2 và glucozơ là 2:1, nên khối lượng glucozơ ban đầu cần làm việc là 56,25g.

Câu 3: Lên men m kg glucozơ chứa trong nước quả nho được 100 lít rượu vang. Biết hiệu suất phản ứng là 95%. Vậy giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 17,0
B. 17,5
C. 16,5
D. 15,0

Đáp án: C
Với hiệu suất phản ứng là 95%, khối lượng glucozơ ban đầu cần làm việc là 16,47kg.

Câu 4: Từ 81 gam tinh bột, bằng phương pháp lên men rượu, thu được a gam etanol (hiệu suất 80%). Oxi hóa 0,1a gam etanol bằng phương pháp lên men giấm với hiệu suất H% thu được hỗn hợp X. Để trung hòa hỗn hợp X cần vừa đủ 60 ml dung dịch NaOH 1M. Giá trị của H là:
A. 80
B. 75
C. 45
D. 60

Đáp án: B
Hiệu suất của phản ứng oxi hóa etanol là 0,06a/0,08a x 100% = 75%.

Câu 5: Phản ứng nào không thể hiện tính khử của glucozơ?
A. Phản ứng tráng gương glucozơ.
B. Cho glucozơ cộng H2 (Ni, t0).
C. Cho glucozơ cháy hoàn toàn trong oxi dư.
D. Cho glucozơ tác dụng với nước brôm.

Đáp án: B
Phản ứng cộng H2 (Ni, t0) của glucozơ là phản ứng oxi hóa, không phản ánh tính khử của glucozơ. Phản ứng này dẫn đến sự hình thành sobitol.

Câu 6: Khi bị ốm, mất sức hoặc sau các ca phẫu thuật, nhiều người bệnh thường được truyền dịch “đạm” để cơ thể sớm hồi phục. Chất trong dịch truyền có tác dụng trên là:
A. Glucozơ.
B. Saccarozơ.
C. Amino axit.
D. Amin.

Đáp án: A
Chất trong dịch truyền là glucozơ.

Câu 7: Chất nào sau đây chiếm khoảng 30% trong mật ong?
A. Saccarozơ.
B. Fructozơ.
C. Glucozơ.
D. Mantoza.

Đáp án: C
Trong mật ong, glucozơ chiếm khoảng 30%.

Câu 8: Cho 360 gam glucozơ lên men thành ancol etylic, toàn bộ khí CO2 sinh ra hấp thụ vào dung dịch NaOH dư, thu được 318 gam muối khan. Hiệu suất phản ứng lên men là:
A. 50,00%
B. 62,50%
C. 75,00%
D. 80,00%

Đáp án: C
Hiệu suất phản ứng lên men là 318/360 x 100% = 88,33%.