Polysaccharider: stivelse, cellulose
Polysaccharider er højmolekylære forbindelser, der indeholder hundreder og tusinder af monosacchariderester. Fælles for strukturen af polysaccharider er, at monosaccharid-rester er forbundet af hemiacetal-hydroxyl fra et molekyle og alkohol-hydroxyl af et andet, osv. Hver monosaccharidrest er bundet til tilstødende rester af glykosidbindinger.
Polyglykosider kan indeholde forgrenede og uforgrenede kæder. Monosaccharidresterne, der udgør molekylet, kan være ens eller forskellige. De vigtigste af de højere polysaccharider er stivelse, glykogen (animalsk stivelse), fiber (eller cellulose). Alle tre af disse polysaccharider er opbygget af glukosemolekyler forbundet med hinanden på forskellige måder. Sammensætningen af alle tre forbindelser kan udtrykkes med den almene formel: (C 6 H 10 O 5) n
Stivelse
Stivelse hører til polysacchariderne. Molekylmassen af dette stof er ikke blevet præcist fastlagt, men det er kendt, at den er meget stor (ca. 100.000) og kan variere for forskellige prøver. Derfor er formlen for stivelse, ligesom andre polysaccharider, afbildet som (C 6 H 10 O 5) n. For hvert polysaccharid n har forskellige betydninger.
Fysiske egenskaber
Stivelse er et smagløst pulver, uopløseligt i koldt vand. Det svulmer i varmt vand og danner en pasta.
Stivelse er vidt udbredt i naturen. Det er et reservenæringsstof for forskellige planter og er indeholdt i dem i form af stivelseskorn. De rigeste korn i stivelse er korn: ris (op til 86%), hvede (op til 75%), majs (op til 72%) og kartoffelknolde (op til 24%). I kartoffelknolde flyder stivelseskorn i cellesaft, og i korn er de tæt limet sammen med et proteinstof kaldet gluten. Stivelse er et af produkterne fra fotosyntesen.
Kvittering
Stivelse udvindes fra planter ved at ødelægge cellerne og vaske det med vand. I industriel skala opnås det hovedsageligt fra kartoffelknolde (i form af kartoffelmel) samt fra majs.
Kemiske egenskaber
1) Under påvirkning af enzymer eller ved opvarmning med syrer (hydrogenioner tjener som katalysator), undergår stivelse, ligesom alle komplekse kulhydrater, hydrolyse. I dette tilfælde dannes først opløselig stivelse, derefter mindre komplekse stoffer - dextriner. Slutproduktet af hydrolyse er glucose. Den overordnede reaktionsligning kan udtrykkes som følger:
Der sker en gradvis nedbrydning af makromolekyler. Hydrolyse af stivelse er dens vigtige kemiske egenskab.
2) Stivelse giver ikke "sølvspejl"-reaktionen, men det gør produkterne fra dens hydrolyse. Stivelsesmakromolekyler består af mange molekyler af cyklisk a-glucose. Processen med stivelsesdannelse kan udtrykkes som følger (polykondensationsreaktion):
3) En karakteristisk reaktion er vekselvirkningen mellem stivelse og jodopløsninger. Hvis en jodopløsning tilsættes til en afkølet stivelsespasta, vises en blå farve. Når pastaen opvarmes, forsvinder den, og når den er afkølet, dukker den op igen. Denne egenskab bruges til at bestemme stivelse i fødevarer. For eksempel, hvis en dråbe jod påføres en skåret kartoffel eller en skive hvidt brød, vises en blå farve.
Ansøgning
Stivelse er det vigtigste kulhydrat i menneskeføde; det findes i store mængder i brød, korn, kartofler og grøntsager. Betydelige mængder stivelse forarbejdes til dextriner, melasse og glucose, som bruges i konfektureindustrien. Stivelse bruges som klæbemiddel til efterbehandling af stoffer og stivning af linned. I medicin fremstilles salver, pulvere osv. baseret på stivelse.
Cellulose eller fiber
Cellulose er et endnu mere almindeligt kulhydrat end stivelse. Den består hovedsageligt af plantecellernes vægge. Træ indeholder op til 60%, vat og filterpapir - op til 90% cellulose.
Fysiske egenskaber
Ren cellulose er et hvidt fast stof, uopløseligt i vand og i almindelige organiske opløsningsmidler, meget opløseligt i koncentreret ammoniakopløsning af kobber(II)hydroxid (Schweitzer-reagens). Fra denne sure opløsning udfældes cellulose i form af fibre (hydratiseret cellulose). Fiber har ret høj mekanisk styrke.
Sammensætning og struktur
Sammensætningen af cellulose, såvel som stivelse, er udtrykt ved formlen (C 6 H 10 O 5) n. n-værdien i nogle typer cellulose når 10-12 tusinde, og molekylvægten når flere millioner. Dens molekyler har en lineær (uforgrenet) struktur, som et resultat af hvilken cellulose let danner fibre. Stivelsesmolekyler har både lineære og forgrenede strukturer. Dette er hovedforskellen mellem stivelse og cellulose.
Der er forskelle i strukturen af disse stoffer: Stivelsesmakromolekyler består af rester af a-glukosemolekyler, og cellulosemakromolekyler består af rester af b-glukose. Processen med dannelse af et fragment af et cellulosemakromolekyle kan repræsenteres af diagrammet:
Kemiske egenskaber. Anvendelser af cellulose Små forskelle i strukturen af molekyler forårsager betydelige forskelle i polymerernes egenskaber: stivelse er et fødevareprodukt, cellulose er uegnet til dette formål.
1) Cellulose giver ikke en "sølvspejl"-reaktion (ingen aldehydgruppe). Dette giver os mulighed for at betragte hver C 6 H 10 O 5-enhed som en glucoserest, der indeholder tre hydroxylgrupper. Sidstnævnte i celluloseformlen skelnes ofte:
På grund af hydroxylgrupper kan cellulose danne ethere og estere.
For eksempel er reaktionen for at danne en ester med eddikesyre:
[C 6 H 7 O 2 (OH) 3 ] n +3nCH 3 COOH® [C 6 H 7 O 2 (OSOCH 3) 3 ] n +3nH 2 O
Når cellulose reagerer med koncentreret salpetersyre i nærværelse af koncentreret svovlsyre som vandfjernende middel, dannes en ester - cellulosetrinitrat:
Dette er et eksplosivt stof, der bruges til at fremstille krudt.
Ved almindelige temperaturer reagerer cellulose således kun med koncentrerede syrer.
2) Som stivelse undergår cellulose, når den opvarmes med fortyndede syrer, hydrolyse for at danne glukose:
(С 6 Н 10 0 6) n +nН 2 O®nС b Н 12 O 6
Hydrolyse af cellulose, ellers kaldet forsukring, er en meget vigtig egenskab ved cellulose, den gør det muligt at opnå cellulose fra savsmuld og spåner og ved at gære sidstnævnte ethylalkohol. Ethylalkohol opnået fra træ kaldes hydrolytisk.
På hydrolyseanlæg får man op til 200 liter ethylalkohol fra 1 ton træ, som kan erstatte 1,5 ton kartofler eller 0,7 ton korn.
Råglukose opnået fra træ kan bruges som husdyrfoder.
Dette er blot nogle eksempler på brugen af cellulose. Cellulose i form af bomuld, hør eller hamp bruges til at lave stoffer - bomuld og hør. Store mængder af det bruges på papirproduktion. Billige papirkvaliteter er lavet af nåletræ, de bedste kvaliteter er lavet af affaldspapir af hør og bomuld. Ved at udsætte cellulose for kemisk forarbejdning opnås flere typer kunstsilke, plast, film, røgfrit pulver, lak og meget mere.
22. Polysaccharider (stivelse, cellulose, glykogen): struktur, karakteristiske biologiske funktioner.
Polysaccharider er højmolekylære polykondensationsprodukter af monosaccharider, der er bundet til hinanden ved hjælp af glykosidbindinger og danner lineære eller forgrenede kæder. Den mest almindelige monosaccharidenhed af polysaccharider er D-glucose. Komponenter af polysaccharider kan også omfatte D-mannose, D- og L-galactose, D-xylose og L-arabinose, D-galacturon og D-mannuronsyrer, D-glucosamin, D-galactosamin osv. Hvert monosaccharid inkluderet i sammensætningen af polymermolekylet kan være i pyranose- eller furanoseform. Polysaccharider kan opdeles i 2 grupper: homopolysaccharider og heteropolysaccharider.
Homopolysaccharider består kun af én type monosaccharidenhed. Heteropolysaccharider indeholder to eller flere typer monomerenheder.
Homopolysaccharider. Ifølge deres funktionelle formål kan homopolysaccharider opdeles i 2 grupper: strukturelle (glycogen og stivelse) og reserve (cellulose) polysaccharider.
Stivelse. Dette er en højmolekylær forbindelse, der indeholder hundredtusindvis af glukoserester. Det er planters vigtigste reservepolysaccharid.
Stivelse er en blanding af to homopolysaccharider: lineær - amylose (10-70%) og forgrenet - amylopectin (30-90%). Den generelle formel for stivelse er (C 6 H 10 O 5) n. Som regel er amyloseindholdet i stivelse 10-30%, amylopectin - 70-90%. Stivelsespolysaccharider er bygget af D-glucoserester forbundet i amylose og lineære amylopectinkæder med α-1,4-bindinger og ved forgreningspunkterne af amylopectin med interkæde-α-1,6-bindinger.
Ris. Stivelsesstruktur. a - amylose med dens karakteristiske spiralstruktur, b - amylopectin.
I amylosemolekylet er 200-300 glucoserester lineært forbundet. På grund af α-konfigurationen af glucoseresten har polysaccharidkæden af amylose en spiralformet konfiguration. I vand giver amylose ikke ægte opløsninger; i opløsning, når jod tilsættes, bliver amylose blå.
Amylopectin har en forgrenet struktur. Individuelle lineære sektioner af amylopektinmolekylet indeholder 20-30 glucoserester. I dette tilfælde dannes en trælignende struktur. Amylopectin farves rød-violet med jod.
Stivelse har en molekylvægt på 105 -108 Da. Ved delvis syrehydrolyse af stivelse dannes polysaccharider med en lavere polymerisationsgrad - dextriner, med fuldstændig idolyse - glucose.
Glykogen. Dette er den vigtigste reserve polysaccharid af højere dyr og mennesker, bygget af D-glucoserester. Den generelle formel for glykogen er den samme som for stivelse (C 6 H 10 O 5) n. Det findes i næsten alle organer og væv hos dyr og mennesker, men den største mængde glykogen findes i leveren og musklerne. Molekylvægten af glykogen er 10 5 -10 8 Ja eller mere. Dets molekyle er bygget af forgrenede polyglukosidkæder, hvori glucoserester er forbundet med α-1→4-glykosidbindinger. Ved forgreningspunkter - α-1→6 bindinger. Glykogen er karakteriseret ved en mere forgrenet struktur end amylopectin; lineære segmenter i glykogenmolekylet inkluderer 11-18 a-D-glucoserester.
Under hydrolyse nedbrydes glykogen, ligesom stivelse, til først at danne dextriner, derefter maltose og glucose.
Cellulose (fiber) - det mest udbredte strukturelle polysaccharid i planteverdenen. Den består af β-glucopyranosemonomerer (D-glucose) forbundet med β-(1→4)-bindinger. Ved delvis hydrolyse af cellulose dannes cellodextriner, disaccharidet cellobiose, og ved fuldstændig hydrolyse D-glucose. Molekylvægten af cellulose er ca. 106 Da. Fiber fordøjes ikke af enzymer i fordøjelseskanalen, pga sættet af disse enzymer hos mennesker indeholder ikke hydrolaser, der spalter β-bindinger.
Polysaccharider. Stivelse og cellulose Philon M.V. kemilærer MBOU realskole nr. 266
Sammenlignende egenskaber for stivelse og cellulose
Tegn på sammenligning
Stivelse
Formel
Cellulose
Strukturelt led
Molekyle struktur
Fysiske egenskaber
Kemiske egenskaber
Ansøgning
Strukturel formel for stivelse
a-Glucoserester
Strukturel formel af cellulose
β-Glucoserester
Fysiske egenskaber
stivelse
cellulose
- hårdt, fibrøst hvidt stof
- hvidt amorft pulver
- opløses ikke i koldt vand
- opløses ikke i vand
- svulmer i varmt vand
- har ikke en sød smag
- har ikke en sød smag
Stivelsens kemiske egenskaber
- Kvalitativ reaktion
(C 6 H 10 O 5) n + I 2 → blå farve
2. Hydrolyse
Stivelse → dextriner → maltose → glucose
Kemiske egenskaber af cellulose
1. Hydrolyse
(C6H10O5) n + nH2O → nC6H12O6
2. Dannelse af estere
Lad os tjekke os selv
1. Stivelsesmakromolekylet består af molekylære rester...
α - glukose
fruktose
β - glucose
Lad os tjekke os selv
2. Kvalitativ reaktion på stivelse - interaktion med...
kobber(II)hydroxid
ammoniakopløsning af sølvoxid
Lad os tjekke os selv
3. Hydrolyse af cellulose giver...
Lad os tjekke os selv
4. Cellulosetrinitrat bruges som...
medicin
eksplosiv
til slukning af brande
Stivelse og cellulose er de vigtigste repræsentanter for polysaccharider
Lektion ved hjælp af udviklingsteknologi
kritisk tænkning klasse 10
Teknologien til at udvikle kritisk tænkning gennem læsning og skrivning giver eleverne mulighed for at udvikle kritisk tænkning, når de organiserer deres arbejde med forskellige informationskilder (specielt skrevne tekster, tekstbogsafsnit, videoer, lærerforelæsninger). Eleverne motiveres til at lære nyt stof ved at involvere dem i selvstændig målsætning og refleksion, samt ved at organisere kollektivt, parret og individuelt selvstændigt arbejde i klasseværelset. Brugen af denne teknologi gør det muligt at tage hensyn til de individuelle karakteristika ved elevernes kognitive interesser og at træne alle i zonen med proksimal udvikling*.
I overensstemmelse med denne teknologi består læreprocessen af tre faser. Først - opkaldsstadiet ; den består i at opdatere og opsummere eksisterende viden om det emne, der undersøges, vække interesse for det og motivere eleverne til aktive læringsaktiviteter.
På anden fase - stadier af forståelse – opgaverne er forskellige: at indhente ny information, forstå den og relatere den til egen viden.
Sidste fase - fase af refleksion og refleksion, indebære en helhedsforståelse, appropriering og generalisering af den modtagne information, udvikle sin egen holdning til det studerede materiale, identificere det, der endnu ikke er lært - spørgsmål og problemer til det videre arbejde ("ny udfordring"), analyse af hele processen med studere materialet.
Hvad gør denne teknologi for studerende? For det første øges ansvaret for kvaliteten af egen uddannelse. For det andet udvikles færdigheder i at arbejde med tekster af enhver type og med store mængder information. For det tredje udvikles kreative og analytiske evner, samt evnen til at arbejde effektivt sammen med andre mennesker.
Teknologien til at udvikle kritisk tænkning er mest effektiv, når man studerer materiale, hvorfra en interessant, lærerig tekst kan kompileres. Der er flere mulige former (strategier) for at bruge denne teknologi: "Læsning af en tekst med noter", "Udfylde en tabel med ZKH (jeg ved, jeg vil vide, jeg fandt ud af det)", "Zigzag", "Avanceret foredrag ”.
Positive aspekter af den foreslåede teknologi: selvstændig tilegnelse af viden, forståelse af egne aktiviteter i uddannelsesprocessen, øget ansvar for eleverne. En fuldgyldig lektion opnås med en dobbelt lektion. Det er muligt at tilrettelægge en praktisk lektion og studere nyt materiale. Vanskeligheden ligger i elevernes ulige tempo i læsning og formatering af skriftligt arbejde.
Lektionens mål. Opsummere elevernes viden om klassificering af kulhydrater og forskellene mellem polysaccharider og monosaccharider; studere strukturelle egenskaber, forekomst i naturen, fysiske og kemiske egenskaber af stivelse og cellulose i sammenligning; overveje polysacchariders biologiske rolle.
UNDER UNDERVISNINGEN
Call fase
Lærer. I tidligere lektioner studerede du klassificeringen af kulhydrater og undersøgte detaljeret funktionerne ved monosaccharider. I dag skal du studere strukturen, forekomsten i naturen, fysiske og kemiske egenskaber af polysaccharider. Men først, lad os huske de vigtigste forskelle mellem polysaccharider og monosaccharider. Til dette formål bliver du bedt om at gennemføre en test.(Ark med testen lægges på forhånd på elevernes borde.)
Prøve
Vælg fra de givne udsagn kun dem, der er sande:
I v a r i a n t – for monosaccharider;
Mulighed II – for polysaccharider.
1. Deres repræsentanter er glucose, fructose, galactose, ribose, deoxyribose.
2. Deres repræsentanter er stivelse, glykogen, dextriner, cellulose, kitin.
3. Molekyler er opbygget af mange identiske gentagne grupper af atomer.
4. De er opdelt i trioser, tetroser, pentoser og hexoser.
5. De har en generel formel (C 6 H 10 O 5) n .
6. Molmassen er lille og overstiger normalt ikke flere hundrede g/mol.
7. Molmassen er stor og kan nå flere millioner g/mol.
8. De gennemgår ikke hydrolysereaktioner.
9. I stand til at gennemgå hydrolyse.
10. Rester af molekylerne i nogle af dem er en del af DNA- og RNA-nukleotider.
| Svar. Mulighed I: 1, 4, 6, 8, 10; Mulighed II: 2, 3, 5, 7, 9. |
Eleverne tager testen og tjekker derefter med hinanden i par.
Undfangelsesstadiet
Læreren beder eleverne om 20 minutter. baseret på lærebogen af O.S. Gabrielyan "Chemistry. 10. klasse" (M.: Bustard, 2004) gennemarbejde teksten - § 24, s. 206–210, ved hjælp af specielle blyantmærker:
“V” – jeg ved dette;
"+" - ny information;
"–" - oplysninger, der modsiger min viden;
"?" – oplysninger, der kræver forklaring;
"!" - det er interessant.
Studerende arbejder i grupper på 3-4 personer, udveksler meninger om emnet, der undersøges, hjælper hinanden med at overvinde vanskeligheder, der opstår, og laver de nødvendige forklaringer.
Stadie af refleksion og refleksion
Eleverne går tilbage til par og laver en tabel over stivelse og celluloses egenskaber (tabel) I hvert par udfylder den ene en kolonne om stivelse, og den anden om cellulose, hvorefter de udveksler resultaterne.
Bord
Karakteristika for stivelse og cellulose
Egenskab |
Polysaccharid |
|
Cellulose |
||
| Molekylær formel | (C6H10O5) n | (C6H10O5) n |
| Strukturelle funktioner | Den strukturelle enhed er resten af det cykliske glucosemolekyle. Graden af polymerisation varierer fra flere hundrede til flere tusinde. Molmassen når op på flere hundrede tusinde g/mol. Struktur af makromolekyler: lineær (amylose) og forgrenet (amylopectin). I stivelse udgør amylose 10-20%, og amylopectin udgør 80-90% | Den strukturelle enhed er resten af det cykliske glucosemolekyle. Graden af polymerisation spænder fra flere tusinde til flere titusinder. Molmassen når op på adskillige millioner g/mol. Struktur af makromolekyler: lineær |
| Forekomst i naturen og biologiske funktioner | I cytoplasmaet af planteceller i form af korn af et reservenæringsstof. Indhold (efter vægt): i ris - op til 80%, i hvede og majs - op til 70%, i kartofler - op til 20% | Et væsentligt element i cellemembranen af planter, der udfører en bygning, strukturel funktion. Indhold (efter vægt): i bomuldsfibre - op til 95%, i hør- og hampefibre - op til 80%, i træ - op til 50% |
| Fysiske egenskaber | Hvidt amorft pulver, uopløseligt i koldt vand, kvælder i varmt vand og danner en kolloid opløsning - stivelsespasta (mens amylose, som en komponent af stivelse, opløses i varmt vand, og amylopectin kun kvælder) | Fast fibrøst stof, uopløseligt i vand |
| Kemiske egenskaber | (C6H10O5) n + n H20-> n C6H12O6. 2) Dannelse af estere på grund af hydroxygrupper (ingen praktisk betydning). 3) Kvalitativ reaktion med jod - blå farve |
1) Dannelse af glucose som et resultat af fuldstændig hydrolyse: (C6H10O5) n + n H20-> n C6H12O6. 2) Dannelse af estere på grund af hydroxygrupper: når de interagerer med salpetersyre (i nærvær af svovlsyre) - mononitrater, dinitrater og trinitrater; ved interaktion med eddikesyre (eller eddikesyreanhydrid) - diacetater og triacetater. Alle estere er meget udbredt. 3) Reagerer ikke med jod |
Lektier. Udfyld tabellen med linjerne "Opnåelse" og "Ansøgning", ved hjælp af § 24 i lærebogen og opslagsbøgerne; løse opgave nr. 1, s. 210.
Litteratur
Gabrielyan O.S., Maskaev F.N., Ponomarev S.Yu., Terenin V.I. Kemi. 10. klasse. Lærebog for almene uddannelsesinstitutioner. M.: Bustard, 2004, s. 206-210; Bessudnova N.V., Evdokimova T.A., Klochkova V.A.. Udvikling af elevernes kritiske tænkning i biologitimerne. Biologi i skolen, 2008, nr. 3, s. 24-30.
A.S.GORDEEV,
underviser i kemi og økologi
gymnastiksal nr. 20
(Donskoy, Tula-regionen)
* Et koncept introduceret af L.S. Vygotsky, der angiver uoverensstemmelsen mellem barnets eksisterende udviklingsniveau og det potentiale, som det er i stand til at opnå under vejledning af en lærer og i samarbejde med jævnaldrende.
Stivelse er et amorft pulver med et karakteristisk knas (kartoffelstivelse), uopløseligt i vand under normale forhold. Når stivelseskorn kommer i varmt vand, desvulmer op, deres skaller brister, og der dannes en kolloid opløsning.
Cellulose er et hvidt fibrøst stof, der er uopløseligt i vand. I modsætning til stivelse reagerer cellulose slet ikke med vand, selv når det koges. Ren cellulose findes i vores liv i form af vat.
Strukturen af stivelsesmolekyler og cellulose
Den enkleste formel for stivelse (cellulose og) er (C 6 H 10 O 5) n . I denne formel værdien n - fra flere hundrede til flere tusinde. Så stivelse er en naturlig polymer bestående af gentagne gentagne strukturelle enheder C 6 H 10 O 5 . Den består af to typer molekyler. Af denne grund betragtes stivelse endda som en blanding af to stoffer - amylose og amylopectin. Amylose (20% af det i stivelse) har lineære molekyler og er mere opløseligt. Amylopektinmolekyler (80%) er forgrenede, og det er mindre opløseligt i vand. Disse molekyler adskiller sig også i relativ molekylvægt: for lineære molekyler (amylose) når den hundreder af tusinder, for forgrenede molekyler (amylopectin) - flere millioner.
De enkleste og molekylære formler for cellulose ligner dem for stivelse. Det er klart, at disse stoffer med samme sammensætning adskiller sig væsentligt i egenskaber. Sammenlignet med stivelse har cellulose en højere relativ molekylvægt. Grunden til, at cellulose er stærk og uopløselig, er, at den har en tredimensionel struktur. Imidlertid har cellulose ikke kun ikke en tredimensionel struktur, men har heller ikke en forgrenet struktur. Men det er grunden til, at cellulosemolekyler er stærke, fordi de har en lineær struktur, og de enkelte makromolekyler er arrangeret tæt sammen på en ordnet måde. Som et resultat øges styrken af intermolekylær interaktion mellem individuelle makromolekyler betydeligt. Talrige hydrogenbindinger etableres mellem ordnede cellulosemakromolekyler: Iltatomerne i hydroxylgrupperne i et molekyle interagerer elektrostatisk med hydrogenatomerne i hydroxylgrupperne i et andet molekyle. Af samme grund danner cellulose stærke fibre, hvilket ikke er typisk for stivelse. I mellemtiden har de fleste molekyler i stivelse en forgrenet struktur, så der er muligheder for... mindre hydrogenbinding.
Stivelsesmolekyler er opbygget af resterα -glukose og cellulose - fra rester af molekylerβ Dette er også årsagen til forskellene i de kemiske egenskaber af stivelse og cellulose:
Stivelse
Cellulose
Kemiske egenskaber af stivelse og cellulose
1. Kompleksdannelse af stivelse med jod.
Stivelsens egenskab til at danne en blå farve med jod bruges som en kvalitativ reaktion til påvisning af stivelse. Hovedsageligt reagerer amylose med jod og danner en farvet forbindelse. Amylosemolekylet i form af en spiral omgiver jodmolekylerne, og omkring hvert jodmolekyle er der seks glukoserester. Opvarmning ødelægger et sådant kompleks, og farven forsvinder.
2. Hydrolyse.
Saccharose er karakteriseret ved en hydrolysereaktion. Den samme egenskab er iboende i stivelse. Når stivelse koges i lang tid i nærværelse af en syre (normalt sulfat), gennemgår molekylerne hydrolyse. Desuden er slutproduktet af hydrolyse kunα -glukose. Imidlertid sker hydrolyseprocessen i trin med dannelsen af mellemliggende hydrolyseprodukter. Den trinvise hydrolyseproces kan udtrykkes i følgende skema:
Cellulose har en lignende egenskab. Imidlertid finder cellulosehydrolyse sted under mere alvorlige forhold, og det endelige produkt af hydrolyse erβ-glukose.
Mellemprodukterne fra cellulosehydrolyse er ikke af særlig interesse, så de kan udelades, og reaktionsligningerne kan opsummeres:
3. Termisk nedbrydning.
Når træ opvarmes til høj temperatur uden luftadgang, frigives en ret stor mængde produkter. Udover kulstof og vand dannes der flydende produkter, herunder methylalkohol (det er netop derfor, de kaldes træsprit), acetone og eddikesyre.
4. Esterificering.
Da glucoseresterne, der udgør cellulose, bevarer hydroxylgrupper, er den i stand til at reagere med esterificering med syrer.
Hver celluloseenhed indeholder tre hydroxylgrupper. Alle kan indgå i esterdannelsesreaktioner. I den sædvanlige formel for cellulose er disse hydroxylgrupper adskilt som følger:
De vigtigste er celluloseestere med nitratsyre (nitrocellulose) og eddikesyre (acetylcellulose).
Stivelse er hovedkulhydratet i vores mad; Ligesom fedtstoffer optages det ikke direkte af kroppen. Hydrolyse af stivelse under påvirkning af enzymer begynder i munden, når man tygger mad, og fortsætter i maven og tarmene. Dannet som følge af hydrolyse absorberes glucose i blodet og kommer ind i leveren og derfra til alle kroppens væv. Overskydende glukose lagres i leveren i form af kulhydratglykogen med høj molekylvægt, som igen hydrolyseres til glukose, når det indtages i kroppens celler.
For at producere glukose opvarmes stivelse med fortyndet svovlsyre i flere timer. Når hydrolyseprocessen er afsluttet, neutraliseres syren med kridt, det resulterende bundfald af calciumsulfat filtreres fra, og opløsningen inddampes. Når den er afkølet, krystalliserer glucose fra opløsningen.
Hvis hydrolyseprocessen ikke er afsluttet, er resultatet en tyk sød masse - en blanding af dextriner og glucose - melasse.
Dextriner, udvundet af stivelse, bruges som lim. Stivelse bruges til stivning af linned; når det opvarmes med et varmt strygejern, bliver det til dextriner, som limer stoffibre sammen og danner en tæt film, der beskytter stoffet mod hurtig forurening. Derudover gør dette den næste vask lettere, da smudspartikler forbundet med dextriner er meget nemmere at vaske af med vand.
Stivelse bruges til at fremstille ethylalkohol. Under denne proces hydrolyseres det først af et enzym indeholdt i malten, og derefter gæres hydrolyseproduktet i nærvær af gær til alkohol.
Ethylalkohol, som bruges til industrielle behov (gummisyntese), fremstilles syntetisk af ethylen og hydrolyse af cellulose.
På grund af sin mekaniske styrke bruges cellulose i træ i byggeriet, og alle slags snedkerprodukter fremstilles af det. I form af fibrøse materialer (bomuld, hør, hamp) bruges det til at fremstille tråde, stoffer og reb. Cellulose isoleret fra træ (frigjort for medfølgende stoffer) bruges til at fremstille papir.
Celluloseestere bruges til fremstilling af nitrofernish, film, medicinsk kollodium, kunstige fibre og sprængstoffer.