Phương Trình Lên Men Glucozo đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp và đời sống. Bạn muốn tìm hiểu chi tiết về phương trình này, ứng dụng thực tế và các bài tập liên quan? Hãy cùng Xe Tải Mỹ Đình khám phá tất tần tật về phương trình lên men glucozo, từ định nghĩa cơ bản đến các ứng dụng nâng cao, giúp bạn nắm vững kiến thức và tự tin giải quyết mọi bài tập. Tại XETAIMYDINH.EDU.VN, chúng tôi cung cấp thông tin chính xác, dễ hiểu và luôn cập nhật để bạn có trải nghiệm học tập tốt nhất.
1. Phương Trình Hóa Học Của Phản Ứng Lên Men Glucozo Là Gì?
Phương trình hóa học của phản ứng lên men glucozo là:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Trong đó:
- C6H12O6 là glucozo (đường đơn).
- C2H5OH là etanol (cồn).
- CO2 là khí cacbonic.
Phản ứng này còn được gọi là phản ứng lên men rượu, xảy ra dưới tác dụng của enzyme từ vi sinh vật (như nấm men) trong điều kiện kỵ khí (không có oxy).
2. Điều Kiện Cần Thiết Để Thực Hiện Phản Ứng Lên Men Glucozo Là Gì?
Để phản ứng lên men glucozo xảy ra hiệu quả, cần đảm bảo các điều kiện sau:
- Enzyme: Cần có enzyme từ vi sinh vật, thường là nấm men Saccharomyces cerevisiae. Enzyme này đóng vai trò xúc tác, giúp phản ứng diễn ra nhanh hơn. Theo nghiên cứu của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Khoa Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, vào tháng 5 năm 2023, việc sử dụng các chủng nấm men chọn lọc có thể tăng hiệu suất lên men lên đến 15%.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men thường nằm trong khoảng 30-35°C. Ở nhiệt độ này, enzyme hoạt động tốt nhất. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều có thể làm giảm hiệu suất phản ứng.
- Môi trường kỵ khí: Quá trình lên men cần diễn ra trong môi trường thiếu oxy. Nếu có oxy, nấm men sẽ ưu tiên sử dụng oxy để tạo năng lượng thay vì lên men glucozo.
- Độ pH: Độ pH thích hợp cho quá trình lên men thường là khoảng 4.0-6.0. Điều này giúp enzyme hoạt động ổn định.
3. Kiến Thức Mở Rộng Về Glucozo Cần Biết?
3.1. Tính Chất Vật Lý Và Trạng Thái Tự Nhiên Của Glucozo Là Gì?
- Glucozo là chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía (saccharose).
- Glucozo có trong hầu hết các bộ phận của cây như lá, hoa, rễ,… và nhất là trong quả chín. Đặc biệt, glucozo có nhiều trong quả nho chín nên còn được gọi là đường nho.
- Trong mật ong có nhiều glucozo (khoảng 30%). Glucozo cũng có trong cơ thể người và động vật. Trong máu người có một lượng nhỏ glucozo, hầu như không đổi (khoảng 0,1%). Theo thống kê của Bộ Y tế năm 2022, nồng độ glucozo trong máu là một chỉ số quan trọng để đánh giá sức khỏe.
3.2. Cấu Tạo Phân Tử Của Glucozo Như Thế Nào?
Glucozo có công thức phân tử là C6H12O6. Để xác định cấu tạo của glucozo, người ta căn cứ vào các thí nghiệm sau:
- Glucozo có phản ứng tráng bạc, khi tác dụng với nước brom tạo thành axit gluconic, chứng tỏ trong phân tử có nhóm CH=O.
- Glucozo tác dụng với Cu(OH)2 tạo thành dung dịch màu xanh lam, chứng tỏ phân tử glucozo có nhiều nhóm OH ở vị trí kề nhau.
- Glucozo tạo ester chứa 5 gốc CH3COO, vậy trong phân tử có 5 nhóm OH.
- Khử hoàn toàn glucozo thì thu được hexan. Vậy 6 nguyên tử C của phân tử glucozo tạo thành một mạch không nhánh.
=> Glucozo là hợp chất tạp chức, ở dạng mạch hở phân tử có cấu tạo của andehit và ancol 5 chức. Công thức cấu tạo dạng mạch hở như sau:
CH2OH–CHOH–CHOH–CHOH–CHOH–CH=O
Hoặc viết gọn là: CH2OH[CHOH]4CHO
Trong thực tế, glucozo tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vòng: α – glucozo và β – glucozo.
3.3. Tính Chất Hóa Học Của Glucozo Ra Sao?
Glucozo có các tính chất của andehit đơn chức và ancol đa chức (poliol).
Tính chất của ancol đa chức
a. Tác dụng với Cu(OH)2
Ở nhiệt độ thường, dung dịch glucozo hòa tan Cu(OH)2 cho dung dịch phức đồng-glucozo có màu xanh lam:
2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O
phức đồng – glucozo
=> Phản ứng này chứng minh glucozo có nhiều nhóm OH ở vị trí kề nhau.
b. Phản ứng tạo ester
Glucozo có thể tạo ester chứa 5 gốc acetic acid trong phân tử khi tham gia phản ứng với anhiđrit axetic, có mặt piridin.
CH2OH(CHOH)4CHO + 5(CH3CO)2O → CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO + 5CH3COOH
=> Phản ứng này dùng để chứng minh trong phân tử glucozo có 5 nhóm OH.
Tính chất của andehit
a. Oxi hóa glucozo bằng dung dịch AgNO3/ NH3 (phản ứng tráng bạc).
Dung dịch AgNO3 trong NH3 có thể oxi hóa glucozo tạo thành muối amoni gluconat và bạc kim loại:
HOCH2[CHOH]4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O →to HOCH2[CHOH]4COONH4 + 2Ag↓ + 2NH4NO3
b. Oxi hóa glucozo bằng Cu(OH)2
Trong môi trường kiềm, Cu(OH)2 oxi hóa glucozo tạo thành muối natri gluconat, đồng(I) oxit và nước.
CH2OH[CHOH]4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH →to CH2OH[CHOH]4COONa + Cu2O (↓ đỏ gạch) + 3H2O
Lưu ý: glucozo có thể làm mất màu dung dịch brom:
CH2OH[CHOH]4CHO + Br2+ H2O → CH2OH[CHOH]4COOH+ 2HBr
c. Khử glucozo bằng hiđro
Khi dẫn khí hiđro vào dung dịch glucozo đun nóng (xúc tác Ni), thu được một poliol có tên là sobitol:
CH2OH[CHOH]4CHO + H2 →Ni,to CH2OH[CHOH]4CH2OH
Sorbitol
Phản ứng lên men
Khi có enzyme xúc tác, glucozo trong dung dịch bị lên men cho ethyl alcohol và khí carbonic:
C6H12O6 →enzim,30–35oC 2C2H5OH + 2CO2↑
3.4. Điều Chế Và Ứng Dụng Của Glucozo Trong Đời Sống?
a. Điều chế
Trong công nghiệp, glucozo được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột với xúc tác là HCl loãng hoặc enzyme.
(C6H10O5)n + nH2O →to,H+ nC6H12O6
Ngoài ra cũng thủy phân Cellulose (trong vỏ bào, mùn cưa, … nhờ xúc tác HCl đặc) thành glucozo để làm nguyên liệu sản xuất ethyl alcohol.
b. Ứng dụng
- Glucozo là chất dinh dưỡng và được dùng làm thuốc tăng lực cho người già, trẻ em và người ốm.
- Trong công nghiệp, glucozo được chuyển hóa từ saccharose để tráng gương, tráng ruột phích và là sản phẩm trung gian trong sản xuất ethyl alcohol từ các nguyên liệu có tinh bột và Cellulose. Theo báo cáo của Tổng cục Thống kê năm 2021, sản lượng glucozo sản xuất trong nước đạt khoảng 500.000 tấn, đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu.
4. Bài Tập Vận Dụng Liên Quan Đến Phương Trình Lên Men Glucozo?
Câu 1: Lên men dung dịch chứa 300 gam glucozo thu được 92 gam ethyl alcohol.
Hiệu suất quá trình lên men tạo thành ethyl alcohol là:
A. 54%.
B. 40%.
C. 80%.
D. 60%.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
C6H12O6→lenmen2C2H5OH+2CO2
180 92
300gam→ 4603gam
H=924603.100%=60%
Câu 2: Lên men glucozo thành ethyl alcohol. 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 glucozo cần dùng là:
A. 45,00 gam.
B. 36,00 gam.
C. 56,25 gam.
D. 112,50 gam.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
C6H12O6 →30–350Cenzim 2C2H5OH + 2CO2
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
n↓=nCaCO3=50100=0,5 mol
→nC6H12O6=12nCaCO3=0,25 mol
→mC6H12O6=0,25.180=45g
Hiệu suất phản ứng là 80% → mC6H12O6cần dùng=45.10080=56,25 g
Câu 3: Lên men m kg glucozo chứa trong nước quả nho được 100 lít rượu vang 100. Biết hiệu suất của phản ứng lên men là 95%, ethyl alcohol nguyên chất có khối lượng riêng là 0,8g/ml. Giả thiết rằng trong nước quả nho chỉ có đường glucozo. Giá trị m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 17,0
B. 17,5
C. 16,5
D. 15,0
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Vruou=100.0,1=10 lít→mruou=10.103.0,8=8kg→nruou=423.103mol
C6H12O6→lenmen2C2H5OH+2CO2
223.103 ←423.103
→mglucozo=180.223.103.10095=16,47 .103 gam→mglucozo=16,47kg
Câu 4: Từ 81 gam tinh bột, bằng phương pháp lên men rượu, thu được a gam ethanol (hiệu suất 80%). Oxi hóa 0,1a gam ethanol 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
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
C6H12O6 →lenmen 2C2H5OH + 2CO2
C2H5OH + O2 →lenmenCH3COOH +H2O
CH3COOH + NaOH →toCH3COONa + H2O
nC6H10O5=0,5mol→H=80%nC2H5OH=0,5.0,8.2=0,8mol
Tính trong 0,1 a gam ethanol
nC2H5OH=0,08mol;nCH3COOH=nNaOH=0,06mol→H=0,060,08.100%=75%.
Câu 5: Glucozo lên men thành ethyl alcohol theo phương trình phản ứng sau:
C6H12O6→men,30–3502C2H5OH+2CO2
Để thu được 92 gam C2H5OH cần dùng m gam glucozo. Biết hiệu suất của quá trình lên men là 60%. Giá trị của m là:
A. 360
B. 300
C. 108
D. 270
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
nC2H5OH=2mol→nglucozo=1mol
Khối lượng glucozo tính theo lý thuyết là mglucose = 1.180 = 180 gam
Do hiệu suất phản ứng 60% → khối lượng thực mà glucozo cần dùng là: 180.10060=300g
Câu 6: Trong điều kiện thích hợp glucozo lên men tạo thành khí CO2 và:
A. HCOOH
B. CH3CHO
C. CH3COOH
D. C2H5OH
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
C6H12O6 →lenmen2CO2 + 2C2H5OH
Câu 7: Cho lên men 45 gam glucozo để điều chế ethyl alcohol, hiệu suất phản ứng 80%, thu được V lít CO2 (đktc). Giá trị của V là:
A. 4,48
B. 11,20
C. 8,96
D. 5,60
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
C6H12O6 →lenmen2CO2 + 2C2H5OH
nglucose = 0,25 mol
→nCO2=0,25.2.80%=0,4mol
→VCO2=8,96lít
Câu 8: Cho 360 gam glucozo lên men thành ethyl alcohol, 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%
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
C6H12O6 →lenmen2CO2 + 2C2H5OH
nglucose ban đầu = 2 mol
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
nNa2CO3=318106=3mol→nCO2=3mol
Số mol glucozo tính theo phương trình là nCO22=1,5mol
→H=1,52.100%=75%
Câu 9: Ứng dụng nào sau đây không phải của glucozo?
A. Sản xuất ethylic alcohol
B. Tráng gương, tráng ruột phích
C. Nhiên liệu cho động cơ đốt trong
D. Thuốc tăng lực trong y tế
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Ứng dụng của glucozo: tráng gương, tráng ruột phích, sản xuất ethylic alcohol, thuốc tăng lực trong y tế,…
Câu 10: Phản ứng nào không thể hiện tính khử của glucozo?
A. Phản ứng tráng gương glucozo.
B. Cho glucozo cộng H2 (Ni, t0).
C. Cho glucozo cháy hoàn toàn trong oxi dư.
D. Cho glucozo tác dụng với nước brôm.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Phản ứng cộng H2 (Ni,t0) của glucozo là phản ứng thể hiện tính oxi hóa của glucozo → phản ứng này sinh ra sobitol.
Câu 11: 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. glucozo.
B. saccharose.
C. amino acid.
D. amin.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Chất trong dịch truyền là glucozo.
Câu 12: Chất nào sau đây chiếm khoảng 30% trong mật ong?
A. saccharose
B. fructose
C. glucose
D. maltose
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Trong mật ong thì glucose chiếm khoảng 30%.
5. FAQ Về Phương Trình Lên Men Glucozo?
Câu 1: Phương trình lên men glucozo có ứng dụng gì trong thực tế?
Phương trình lên men glucozo được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất rượu, bia, cồn công nghiệp và nhiều sản phẩm thực phẩm khác.
Câu 2: Tại sao cần điều kiện kỵ khí cho phản ứng lên men glucozo?
Điều kiện kỵ khí giúp nấm men tập trung vào quá trình lên men để tạo ra etanol thay vì sử dụng oxy để sinh trưởng.
Câu 3: Enzyme nào thường được sử dụng trong quá trình lên men glucozo?
Enzyme từ nấm men Saccharomyces cerevisiae là phổ biến nhất trong quá trình này.
Câu 4: Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men glucozo là bao nhiêu?
Nhiệt độ tối ưu thường nằm trong khoảng 30-35°C.
Câu 5: Glucozo có những tính chất hóa học đặc trưng nào?
Glucozo có tính chất của cả andehit và ancol đa chức, tham gia phản ứng tráng bạc, tác dụng với Cu(OH)2 và tạo ester.
Câu 6: Làm thế nào để điều chế glucozo trong công nghiệp?
Glucozo được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột hoặc cellulose.
Câu 7: Glucozo có vai trò gì trong cơ thể người?
Glucozo là nguồn năng lượng chính cho cơ thể và được sử dụng trong y học để tăng lực cho người bệnh.
Câu 8: Tại sao glucozo còn được gọi là đường nho?
Vì glucozo có nhiều trong quả nho chín.
Câu 9: Điều gì xảy ra nếu nhiệt độ quá cao trong quá trình lên men glucozo?
Nhiệt độ quá cao có thể làm enzyme bị biến tính và giảm hiệu suất phản ứng.
Câu 10: Làm thế nào để tăng hiệu suất của quá trình lên men glucozo?
Bằng cách kiểm soát chặt chẽ các điều kiện như nhiệt độ, pH, môi trường kỵ khí và sử dụng các chủng nấm men chọn lọc.
Bạn đang tìm kiếm thông tin chi tiết và đáng tin cậy về xe tải ở Mỹ Đình? Bạn muốn được tư vấn lựa chọn xe phù hợp với nhu cầu và ngân sách của mình? Hãy truy cập ngay XETAIMYDINH.EDU.VN để khám phá thế giới xe tải đa dạng và nhận được sự hỗ trợ tận tâm từ đội ngũ chuyên gia của chúng tôi. Tại Xe Tải Mỹ Đình, chúng tôi cam kết mang đến cho bạn những giải pháp vận tải tối ưu và hiệu quả nhất. Liên hệ ngay hotline 0247 309 9988 hoặc đến trực tiếp địa chỉ Số 18 đường Mỹ Đình, phường Mỹ Đình 2, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội để được phục vụ tốt nhất!
