Saccarozơ có phản ứng tráng bạc không? Đáp án là 4 mol Ag

Câu hỏi: Trong công nghiệp, saccharose được sử dụng làm nguyên liệu trong kĩ thuật tráng gương, tráng ruột phích theo sơ đồ: Đisaccarit →(H₂O, axit, t°)→ Monosaccarit →([Ag(NH₃)₂]OH, t°)→ Bạc kim loại. Trong quá trình trên, từ 1 mol saccharose tạo được tối đa bao nhiêu mol bạc kim loại?

Đáp án đúng là 4 mol Ag. Vì 1 mol saccarozơ sau khi thủy phân cho 1 mol glucozơ và 1 mol fructozơ, mà mỗi monosaccarit này phản ứng với dung dịch [Ag(NH₃)₂]OH tạo tối đa 2 mol Ag, nên tổng là 2 + 2 = 4 mol Ag. Kết quả này cũng giải đáp thắc mắc “saccarozơ có phản ứng tráng bạc không”: phải thủy phân trước, sản phẩm thu được mới tráng gương được.

Vì sao 1 mol saccarozơ tạo tối đa 4 mol bạc?

Quá trình trong sơ đồ gồm hai bước nối tiếp: thủy phân saccarozơ rồi tráng gương, và cả hai monosaccarit sau thủy phân đều tạo ra bạc kim loại.

1. Thủy phân saccarozơ: Saccarozơ (C₁₂H₂₂O₁₁) là một đisaccarit gồm hai monosaccarit là glucozơ và fructozơ liên kết với nhau. Trong môi trường axit, đun nóng, liên kết này bị cắt, saccarozơ bị phân hủy hoàn toàn: C₁₂H₂₂O₁₁ (saccarozơ) + H₂O → C₆H₁₂O₆ (glucozơ) + C₆H₁₂O₆ (fructozơ). Như vậy 1 mol saccarozơ cho 1 mol glucozơ và 1 mol fructozơ.
2. Phản ứng tráng gương: Glucozơ có nhóm anđehit (-CHO) trực tiếp bị oxi hóa bởi Ag⁺ trong dung dịch thuốc thử Tollens. Fructozơ tuy là xeton nhưng trong môi trường kiềm của [Ag(NH₃)₂]OH bị chuyển hóa thành glucozơ nên cũng tham gia phản ứng. Phương trình (viết cho glucozơ, fructozơ tương tự): C₆H₁₂O₆ + 2[Ag(NH₃)₂]OH → 2Ag↓ + C₆H₁₂O₇ + 4NH₃ + H₂O.
3. Tính số mol bạc: Mỗi mol glucozơ hoặc fructozơ tạo tối đa 2 mol Ag. Từ 1 mol saccarozơ, glucozơ cho 2 mol Ag và fructozơ cho 2 mol Ag, tổng cộng 2 + 2 = 4 mol Ag.

Chữ “tối đa” trong đề nghĩa là phản ứng tráng gương xảy ra hoàn toàn ở cả hai monosaccarit, nên không thể thu được nhiều hơn 4 mol Ag.

Vì sao không phải 0 mol hoặc 2 mol bạc?

Kết quả 0 mol và 2 mol là hai đáp án sai thường gặp, sinh ra từ hai lỗi khác nhau.

Trả lời 0 mol vì cho rằng saccarozơ không có nhóm -CHO tự do nên không phản ứng với [Ag(NH₃)₂]OH. Nhận định “saccarozơ không phải đường khử” là đúng, nhưng chỉ áp dụng khi cho saccarozơ nguyên chất tác dụng trực tiếp với thuốc thử Tollens. Ở đây đề đã cho sơ đồ thủy phân trước, nên sau thủy phân hai sản phẩm đều có khả năng tráng gương.

Trả lời 2 mol vì chỉ tính glucozơ có nhóm anđehit và bỏ qua fructozơ. Đây là kết quả dễ nhầm nhất: fructozơ là xeton nhưng trong môi trường kiềm của thuốc thử Tollens, nó bị đồng phân hóa thành glucozơ nên vẫn cho phản ứng tráng gương y như glucozơ.

Hệ thống kiến thức liên quan

Câu hỏi này củng cố hai mảng kiến thức về cacbohiđrat: phản ứng thủy phân và phản ứng oxi hóa — khử.

• Saccarozơ là đisaccarit, khi thủy phân trong môi trường axit hoặc enzyme cho hai monosaccarit là glucozơ và fructozơ theo tỉ lệ mol 1 : 1.
• Glucozơ có nhóm chức anđehit nên có phản ứng tráng gương với dung dịch [Ag(NH₃)₂]OH: nhóm -CHO bị oxi hóa lên đồng, còn Ag⁺ bị khử thành Ag kim loại bám onto mặt gương, ruột phích.
• Fructozơ là xeton nhưng vẫn tráng gương được: trong môi trường kiềm của thuốc thử Tollens, fructozơ chuyển hóa thành glucozơ rồi mới bị oxi hóa.
• Bản thân saccarozơ không có nhóm -CHO tự do nên không phản ứng tráng gương trực tiếp — đó chính là lí do trong kĩ thuật tráng gương phải thủy phân saccarozơ trước. Như vậy, với câu hỏi “saccarozơ có phản ứng tráng bạc không”, cần phân biệt: trực tiếp thì không, sau thủy phân thì có.
• Tỉ lệ mol cần nhớ: 1 mol glucozơ → tối đa 2 mol Ag; 1 mol fructozơ → tối đa 2 mol Ag; 1 mol saccarozơ (đã thủy phân hết) → tối đa 4 mol Ag.

Mẹo ghi nhớ và nhận diện nhanh

Ghi nhớ quy tắc “một đơn vị tráng gương cho 2 Ag”: mỗi phân tử có nhóm chức bị oxi hóa như anđehit sẽ tạo tối đa 2 nguyên tử Ag. Muốn tính bạc từ đisaccarit, chỉ cần đếm số đơn vị monosaccarit sau thủy phân: saccarozơ cho 2 đơn vị (glucozơ + fructozơ) nên tối đa 4 Ag.

Khi đề có chữ “tối đa”, hiểu là thủy phân hoàn toàn và phản ứng tráng gương hoàn toàn. Ngược lại, nếu đề chỉ cho saccarozơ tác dụng trực tiếp với [Ag(NH₃)₂]OH mà không có bước thủy phân thì không tạo Ag. So sánh thêm với mantozơ: vì là đường khử nên 1 mol mantozơ cho trực tiếp 2 mol Ag mà không cần thủy phân — điểm khác biệt này hay xuất hiện trong đề kiểm tra.