Подготовка на целулоза. Формула за целулоза

Целиот наш живот сме опкружени со огромен број предмети - картонски кутии, офсет хартија, пластични кеси, облека од вискоза, крпи од бамбус и многу повеќе. Но, малкумина знаат дека целулозата активно се користи во нивното производство. Што е оваа навистина магична супстанција, без која речиси и да нема модерна индустриско претпријатие? Во оваа статија ќе зборуваме за својствата на целулозата, нејзината употреба во различни области, како и од што е извлечено и што е тоа хемиска формула. Да почнеме, можеби, од почеток.

Откривање на супстанција

Формулата на целулоза е откриена Француски хемичарАнселм Пајен за време на експериментите за одвојување на дрвото во неговите компоненти. Откако го третираше со азотна киселина, научникот откри дека за време на хемиска реакцијасе формира влакнеста материја слична на памукот. По внимателна анализа на добиениот материјал, Пајен ја добил хемиската формула на целулоза - C 6 H 10 O 5. Опис на процесот беше објавен во 1838 година, а супстанцијата го доби своето научно име во 1839 година.

Подароци на природата

Сега со сигурност е познато дека скоро сите меки делови на растенијата и животните содржат одредена количина целулоза. На пример, на растенијата им е потребна оваа супстанца за нормален раст и развој, или поточно, за создавање на мембраните на новоформираните клетки. Во составот припаѓа на полисахариди.

Во индустријата, по правило, природната целулоза се извлекува од иглолисни и листопадни дрвја - сувото дрво содржи до 60% од оваа супстанца, како и со преработка на отпад од памук, кој содржи околу 90% целулоза.

Познато е дека ако дрвото се загрева во вакуум, односно без воздушен пристап, тоа ќе се случи термичко распаѓањецелулоза, што резултира со формирање на ацетон, метил алкохол, вода, оцетна киселинаи јаглен.

И покрај богатата флора на планетата, веќе нема доволно шуми за да се произведе количината на хемиски влакна потребни за индустријата - употребата на целулоза е премногу обемна. Затоа, сè повеќе се извлекува од слама, трска, стебленца од пченка, бамбус и трска.

Синтетичката целулоза се произведува од јаглен, нафта, природен гас и шкрилци користејќи различни технолошки процеси.

Од шумата до работилниците

Ајде да погледнеме во екстракција на техничка целулоза од дрво - ова е сложен, интересен и долг процес. Пред сè, дрвото се доведува до производство, се сече на големи фрагменти и се отстранува кората.

Исчистените шипки потоа се преработуваат во чипс и се сортираат, по што се варат во луга. Добиената целулоза се одвојува од алкали, потоа се суши, се сече и се пакува за испорака.

Хемија и физика

Кои хемиски и физички тајни се кријат во својствата на целулозата покрај тоа што е полисахарид? Прво на сите, оваа супстанца бело. Лесно се запали и добро гори. Се раствора во сложени соединенија на вода со хидроксиди на одредени метали (бакар, никел), со амини, како и во сулфурна и ортофосфорна киселина, концентриран раствор на цинк хлорид.

Целулозата не се раствора во достапни растворувачи за домаќинство и обична вода. Ова се случува затоа што долгите молекули на оваа супстанца слични на нишки се поврзани во чудни снопови и се наоѓаат паралелно едни со други. Покрај тоа, целата оваа „структура“ е зајакната со водородни врски, поради што молекулите на слаб растворувач или вода едноставно не можат да навлезат внатре и да го уништат овој силен плексус.

Најтенките нишки, чија должина се движи од 3 до 35 милиметри, поврзани во снопови - вака шематски можете да ја претставите структурата на целулозата. Долгите влакна се користат во текстилната индустрија, кратки влакна се користат во производството на, на пример, хартија и картон.

Целулозата не се топи и не се претвора во пареа, туку почнува да се распаѓа кога ќе се загрее над 150 Целзиусови степени, со што се ослободуваат соединенија со мала молекуларна тежина - водород, метан и јаглерод моноксид (јаглерод моноксид). На температури од 350 o C и повеќе, целулозата се јагленисува.

Променете се на подобро

Вака во хемиски симболија опишува целулозата, чија структурна формула јасно покажува полимерна молекула со долг ланец што се состои од повторувачки гликозидни остатоци. Забележете го „n“ што означува голем број од нив.

Патем, формулата за целулоза, изведена од Анселм Пајен, претрпе одредени промени. Во 1934 година, англискиот органски хемичар, лауреат Нобелова наградаВолтер Норман Хаворт ги проучувал својствата на скроб, лактоза и други шеќери, вклучувајќи ја и целулозата. Откако ја открил способноста на оваа супстанца да се хидролизира, тој направил свои прилагодувања на истражувањето на Пајен, а формулата на целулоза била дополнета со вредноста „n“, што укажува на присуство на гликозидни остатоци. На овој моментизгледа вака: (C 5 H 10 O 5) n.

Целулозни етери

Важно е молекулите на целулоза да содржат хидроксилни групи, кои можат да се алкилираат и ацилираат, формирајќи различни естри. Ова е уште еден од најважните својствашто ја има целулозата. Структурна формуларазлични врски може да изгледаат вака:

Целулозните етери се или едноставни или сложени. Едноставни се метил-, хидроксипропил-, карбоксиметил-, етил-, метилхидроксипропил- и цијаноетилцелулоза. Сложените се нитрати, сулфати и целулозни ацетати, како и ацетопропионати, ацетилфталилцелулоза и ацетобутирати. Сите овие етери се произведуваат во речиси сите земји во светот во стотици илјади тони годишно.

Од фотографски филм до паста за заби

За што се тие? Како по правило, целулозните етери се широко користени за производство на вештачки влакна, разни пластики, сите видови филмови (вклучувајќи фотографски), лакови, бои, а се користат и во воената индустријаза производство на цврсто ракетно гориво, прашок без чад и експлозиви.

Покрај тоа, целулозните етери се дел од гипс и гипс-цементни мешавини, бои за ткаенини, пасти за заби, разни лепила, синтетички детергенти, парфеми и козметика. Со еден збор, ако формулата на целулоза не беше откриена уште во 1838 година, модерни луѓенема да има многу од придобивките на цивилизацијата.

Скоро близнаци

Неколку од нив обичните луѓезнае дека целулозата има еден вид близнак. Формулата на целулоза и скроб е идентична, но овие две се целосно различни супстанции. Која е разликата? И покрај фактот дека и двете од овие супстанции се природни полимери, степенот на полимеризација на скроб е многу помал од оној на целулозата. И ако истражувате понатаму и ги споредите структурите на овие супстанции, ќе откриете дека макромолекулите на целулоза се распоредени линеарно и само во една насока, со што се формираат влакна, додека микрочестичките на скроб изгледаат малку поинаку.

Области на примена

Еден од најдобрите визуелни примери на практично чиста целулоза е обичната медицинска памучна волна. Како што знаете, се добива од внимателно прочистен памук.

Вториот, не помалку користен производ од целулоза е хартијата. Всушност, тоа е тенок слој од целулозни влакна, внимателно притиснати и залепени заедно.

Покрај тоа, вискозната ткаенина се произведува од целулоза, која под вештите раце на занаетчиите, магичносе претвора во убава облека, тапацир за тапациран мебели разни украсни драперии. Вискозата се користи и за производство на технички ремени, филтри и жици за гуми.

Да не заборавиме на целофанот, кој е направен од вискоза. Тешко е да се замислат супермаркети, продавници, одделенија за пакување на пошти без него. Целофанот е насекаде: во него се завиткани бонбони, во него се спакувани житарки, пекарски производи, како и таблети, хулахопки и секаква опрема, почнувајќи од мобилен телефони завршувајќи со далечинскиот управувач далечински управувачза ТВ.

Покрај тоа, чистата микрокристална целулоза е вклучена во таблетите за губење на тежината. Откако ќе влезат во стомакот, тие отекуваат и создаваат чувство на ситост. Количината на консумирана храна дневно е значително намалена, а соодветно на тоа, тежината паѓа.

Како што можете да видите, откривањето на целулоза предизвика вистинска револуција не само во хемиската индустрија, но и во медицината.

Структура.

Молекуларната формула на целулозата е (-C 6 H 10 O 5 -) n, како онаа на скробот. Целулозата е исто така природен полимер. Неговата макромолекула се состои од многу остатоци од молекули на гликоза. Може да се појави прашањето: зошто скробот и целулозните супстанции се исти молекуларна формула- имаат различни својства?

Кога ги разгледуваме синтетичките полимери, веќе откривме дека нивните својства зависат од бројот на елементарни единици и нивната структура. Истата ситуација важи и за природните полимери. Излегува дека степенот на полимеризација на целулозата е многу поголем од оној на скробот. Дополнително, со споредување на структурите на овие природни полимери, беше утврдено дека макромолекулите на целулоза, за разлика од скробот, се состојат од остатоци од молекулата на b-гликоза и имаат само линеарна структура. Макромолекулите на целулоза се наоѓаат во една насока и формираат влакна (лен, памук, коноп).

Секој остаток од молекула на гликоза содржи три хидроксилни групи.

Физички својства .

Целулозата е фиброзна супстанција. Не се топи и не оди во состојба на пареа: кога ќе се загрее на приближно 350 o C, целулозата се распаѓа - се јаглени. Целулозата е нерастворлива во вода или во повеќето други неоргански и органски растворувачи.

Неможноста целулозата да се раствори во вода е неочекувана особина за супстанца која содржи три хидроксилни групи на секои шест јаглеродни атоми. Добро е познато дека полихидроксилните соединенија се лесно растворливи во вода. Нерастворливоста на целулозата се објаснува со фактот што нејзините влакна се како „снопови“ од паралелни молекули слични на нишки поврзани со многу водородни врски, кои се формираат како резултат на интеракцијата на хидроксилните групи. Растворувачот не може да навлезе во таков „сноп“, и затоа молекулите не се одвојуваат едни од други.

Растворувачот за целулоза е Швајцеров реагенс - раствор на бакар (II) хидроксид со амонијак, со кој истовремено комуницира. Концентрирани киселини(сулфурна, фосфорна) и концентриран раствор на цинк хлорид, исто така, ја раствораат целулозата, но во овој случај доаѓа до нејзино делумно распаѓање (хидролиза), придружено со намалување на молекуларната тежина.

Хемиски својства .

Хемиските својства на целулозата се одредуваат првенствено од присуството на хидроксилни групи. Со дејство со метален натриум, можно е да се добие целулоза алкоксид n. Под влијание на концентрирани водени раствориалкали, се јавува таканаречената мерцеризација - делумно формирање на целулозни алкохолати, што доведува до отекување на влакната и зголемување на неговата подложност на бои. Како резултат на оксидација, одреден број на карбонилни и карбоксилни групи се појавуваат во макромолекулата на целулоза. Под влијание на силни оксидирачки агенси, макромолекулата се распаѓа. Хидроксилните групи на целулоза се способни за алкилирање и ацилирање, давајќи етери и естри.

Еден од повеќето карактеристични својствацелулоза - способност да се подложи на хидролиза во присуство на киселини за да се формира гликоза. Слично на скроб, хидролизата на целулоза се јавува во фази. Накратко, овој процес може да се прикаже на следниов начин:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O H2SO4_ nC6H12O6

Бидејќи молекулите на целулоза содржат хидроксилни групи, таа се карактеризира со реакции на естерификација. Од нив практично значењеимаат реакции на целулоза со азотна киселинаи оцетен анхидрид.

Кога целулозата реагира со азотна киселина во присуство на концентрирана сулфурна киселина, во зависност од условите, се формираат динитроцелулоза и тринитроцелулоза, кои се естри:

Кога целулозата реагира со оцетна анхидрид (во присуство на оцетна и сулфурна киселина), се добива триацетилцелулоза или диацетилцелулоза:

Пулпата гори. Ова произведува јаглерод моноксид (IV) и вода.

Кога дрвото се загрева без пристап до воздух, целулозата и другите супстанции се распаѓаат. Ова произведува јаглен, метан, метил алкохол, оцетна киселина, ацетон и други производи.

Потврда.

Пример за речиси чиста целулоза е памучната волна добиена од исцеден памук. Најголемиот дел од целулозата е изолирана од дрво, во кое е содржана заедно со други супстанции. Најчестиот метод за производство на целулоза кај нас е таканаречениот сулфитен метод. Според овој метод, смачканото дрво во присуство на раствор од калциум хидросулфит Ca(HSO 3) 2 или натриум хидросулфит NaHSO 3 се загрева во автоклави на притисок од 0,5–0,6 MPa и температура од 150 o C. Во овој случај , сите други супстанции се уништуваат, а целулозата се ослободува компаративно чиста форма. Се мие со вода, се суши и се испраќа на понатамошна обработка, во поголемиот делза производство на хартија.

Апликација.

Целулозата ја користеле луѓето уште од античко време. Во почетокот, дрвото се користело како гориво и градежен материјал; потоа како текстилни суровини почнале да се користат памук, лен и други влакна. Првите индустриски методи за хемиска обработка на дрво се појавија во врска со развојот на индустријата за хартија.

Хартијата е тенок слој од влакна, компресирана и залепена за да се создаде механичка сила, мазна површина и да се спречи крварење на мастилото. Во почетокот за изработка на хартија се користеле растителни материјали од кои чисто механички можело да се добијат потребните влакна, се користеле и оризови стебленца (т.н. оризова хартија), памук и дотраени ткаенини. Меѓутоа, со развојот на печатењето наведени извориНемаше доволно суровини за да се задоволи зголемената побарувачка за хартија. Особено многу хартија се троши за печатење весници, а прашањето за квалитетот (белина, цврстина, издржливост) на хартијата за весници не е важно. Знаејќи дека дрвото се состои од приближно 50% влакна, тие почнаа да додаваат мелено дрво во хартиената маса. Таквата хартија е кревка и брзо пожолтува (особено на светлина).

За да се подобри квалитетот на дрвените адитиви на хартиената маса, различни начинихемиска обработка на дрво, што овозможува да се добие од него повеќе или помалку чиста целулоза, ослободена од придружните супстанции - лигнин, смоли и други. Предложени се неколку методи за изолација на целулоза, од кои ќе го разгледаме методот на сулфит.

Според методот на сулфит, кршеното дрво се „готви“ под притисок со калциум хидросулфит. Во овој случај, придружните супстанции се раствораат, а целулозата ослободена од нечистотии се одвојува со филтрација. Добиените сулфитни алкохоли се отпад во производството на хартија. Меѓутоа, поради фактот што тие содржат, заедно со други супстанции, моносахариди способни за ферментација, тие се користат како суровини за производство етил алкохол(т.н. хидролитички алкохол).

Целулозата не се користи само како суровина во производството на хартија, туку се користи и за понатамошна хемиска обработка. Највисока вредностимаат целулозни етери и естри. Така, кога целулозата се третира со мешавина од азотни и сулфурни киселини, се добиваат целулозни нитрати. Сите тие се запаливи и експлозивни. Максимален бројОстатоците од азотна киселина кои можат да се внесат во целулоза се еднакви на три за секоја единица на гликоза:

Н HNO3_ n

Производот на целосна естерификација - целулоза тринитрат (тринитроцелулоза) - мора да содржи 14,1% азот во согласност со формулата. Во пракса, се добива производ со малку помала содржина на азот (12,5/13,5%), познат во уметноста како пирокселин. Кога се третира со етер, пироксилинот се желатинизира; по испарувањето на растворувачот, останува компактна маса. Ситно исечканите парчиња од оваа маса се прашок без чад.

Производите за нитрација кои содржат околу 10% азот одговараат во составот на целулоза динитрат: во технологијата, таков производ е познат како колоксилин. Кога се изложени на мешавина од алкохол и етер, се формира вискозен раствор, таканаречен колодион, кој се користи во медицината. Ако додадете камфор во таков раствор (0,4 делови камфор на 1 дел колоксилин) и испарите растворувач, ќе останете со проѕирен флексибилен филм - целулоид. Историски, ова е прв познат типпластика. Од минатиот век, целулоидот е широко користен како пригоден термопластичен материјал за производство на многу производи (играчки, галантерија и сл.). Употребата на целулоид во производството на филм и нитро лакови е особено важна. Сериозен недостаток на овој материјал е неговата запаливост, па целулоидот сега се повеќе се заменува со други материјали, особено целулозни ацетати.

Секојдневни предмети кои ни станаа познати и ги има насекаде во нашата Секојдневниот живот, би било невозможно да се замисли без користење на производите органска хемија. Долго пред Анселм Пеј, како резултат на кој успеал да открие и опише полисахарид во 1838 година, кој добил „целулоза“ (дериват на францускиот целулоза и латинскиот cellula, што значи „клетка, клетка“), имотот од оваа супстанца активно се користеше во производството на најнезаменливите работи.

Проширувањето на знаењето за целулозата доведе до појава на широк спектар на работи направени од неа. Хартија од разни видови, картон, делови од пластика и вештачка вискоза, бакар-амонијак), полимерни филмови, емајли и лакови, детергенти, адитиви за храна (E460) па дури и прашок без чад се производи од производство и преработка на целулоза.

Во својата чиста форма, целулозата е бела солиднасо доста атрактивни својства, покажува висока отпорност на разни хемиски и физички влијанија.

Природата ја избра целулозата (влакна) како главен градежен материјал. ВО флораја формира основата за дрвјата и друго виши растенија. Во природата, целулозата се наоѓа во својата најчиста форма во влакната на семките од памук.

Уникатни својствана оваа супстанца се одредуваат според неговата оригинална структура. Формулата на целулоза има општ влез(C6 H10 O5)n од која гледаме изразена полимерна структура. Остатокот од β-гликоза, кој се повторува огромен број пати и има попроширена форма како -[C6 H7 O2 (OH)3]-, се комбинира во долга линеарна молекула.

Молекуларната формула на целулоза ја одредува нејзината единствена Хемиски својстваиздржат ефекти агресивни средини. Целулозата е исто така многу отпорна на топлина, дури и на 200 степени Целзиусови, супстанцијата ја задржува својата структура и не се колабира. Самозапалувањето се јавува на температура од 420°C.

Целулозата не е помалку привлечна за нејзините физички својства. целулозата во форма на долги нишки кои содржат од 300 до 10.000 остатоци од гликоза без странични гранки во голема мера ја одредува високата стабилност на оваа супстанца. Формулата на гликоза покажува колку им даваат на целулозните влакна не само голема механичка сила, туку и висока еластичност. Резултат на аналитичка обработка на комплетот хемиски експериментиа истражувањето беше создавање на модел на макромолекулата на целулоза. Тоа е цврста спирала со чекор од 2-3 елементарни единици, која се стабилизира со интрамолекуларни водородни врски.

Не е формулата на целулозата, туку степенот на нејзината полимеризација која е главна карактеристика за многу супстанции. Така, кај необработениот памук бројот на остатоци од гликозид достигнува 2500-3000, кај прочистениот памук - од 900 до 1000, прочистената дрвна маса има индикатор од 800-1000, во регенеративната целулоза нивниот број е намален на 200-40 клетка, ацетат се движи од 150 до 270 „врски“ во една молекула.

Производот што се користи за добивање на целулоза е главно дрво. Основни технолошки процеспроизводството вклучува готвење дрвени чипсови со различни хемиски реагенси, проследено со чистење, сушење и сечење на готовиот производ.

Последователната обработка на целулоза овозможува да се добијат различни материјали со одредени физички и хемиски својства, што овозможува производство на најмногу разни производи, без кои животот модерен човектешко е да се замисли. Уникатната формула на целулоза, прилагодена со хемиска и физичка обработка, стана основа за производство на материјали кои немаат аналози во природата, што им овозможи да бидат широко користени во хемиската индустрија, медицината и другите гранки на човековата активност.

Целулозата е природен полимергликоза (имено, бета-гликозни остатоци) растително потеклосо линеарна молекуларна структура. Целулозата на друг начин се нарекува и влакна. Овој полимер содржи повеќе од педесет проценти од јаглеродот што се наоѓа во растенијата. Целулозата е рангирана на прво место меѓу органските соединенија на нашата планета.

Чистата целулоза е памучни влакна (до деведесет и осум проценти) или ленени влакна (до осумдесет и пет проценти). Дрвото содржи до педесет проценти целулоза, а сламата содржи триесет проценти целулоза. Има многу во конопот.

Целулозата е бела. Сулфурна киселинаГо претвора во сино, а јодот покафеав. Целулозата е тврда и фиброзна, без вкус и мирис, не се урива на температура од двесте степени Целзиусови, туку се запали на температура од двесте седумдесет и пет Целзиусови степени (односно е запалива материја), а кога се загрева до триста шеесет степени Целзиусови, тоа chars. Не може да се раствори во вода, но може да се раствори во раствор од амонијак и бакар хидроксид. Влакната се многу цврст и еластичен материјал.

Важноста на целулозата за живите организми

Целулозата е полисахарид јаглехидрат.

Во жив организам, функциите на јаглехидратите се како што следува:

Функцијата на структурата и поддршката, бидејќи јаглехидратите учествуваат во изградбата на носечките структури, а целулозата е главна компонентаструктури на ѕидовите на растителните клетки.
Заштитна функција карактеристична за растенијата (трње или трње). Ваквите формации на растенијата се состојат од ѕидови на мртви растителни клетки.
Пластична функција (друго име е анаболна функција), бидејќи јаглехидратите се компоненти на сложени молекуларни структури.
Функцијата на обезбедување енергија, бидејќи јаглехидратите се извор на енергија за живите организми.
Функција на складирање, бидејќи живите организми складираат јаглехидрати во нивните ткива како хранливи материи.
Осмотска функција, бидејќи јаглехидратите учествуваат во регулирањето на осмотскиот притисок во живиот организам (на пример, крвта содржи од сто милиграми до сто и десет милиграми гликоза, а осмотскиот притисок на крвта зависи од концентрацијата на овој јаглехидрат во крвта). Транспортот на осмоза испорачува хранливи материи во високите стебла, бидејќи капиларниот транспорт во овој случај е неефикасен.
Функцијата на рецепторите, бидејќи некои јаглехидрати се дел од рецептивниот дел на клеточните рецептори (молекули на површината на клетката или молекули кои се растворени во клеточна цитоплазма). Рецепторот реагира на посебен начин на поврзување со одредено хемиска молекула, кој пренесува надворешен сигнал и го пренесува овој сигнал во самата ќелија.

Биолошката улога на целулозата е:

Влакната се клучни структурен дел клеточната мембранарастенијата. Формирана како резултат на фотосинтеза. Растителната целулоза е храна за тревопасни животни (на пример, преживари); во нивните тела влакната се разградуваат со помош на ензимот целулаза. Тој е доста редок, па целулозата во чиста форма не се консумира во човечката храна.
Влакната во храната му даваат на човекот чувство на ситост и ја подобруваат подвижноста (перисталтиката) на неговите црева. Целулозата е способна да врзува течност (до нула точка четири грама течност по грам целулоза). Во дебелото црево се метаболизира од бактерии. Влакната се заваруваат без учество на кислород (во телото има само еден анаеробен процес). Резултатот од варењето е формирање на цревни гасови и летање масни киселини. Голема количинаОвие киселини се апсорбираат од крвта и се користат како енергија за телото. А количината на киселини кои не се апсорбираат и цревните гасови го зголемуваат обемот на изметот и го забрзуваат неговото влегување во ректумот. Исто така, енергијата на овие киселини се користи за да се зголеми количината на корисна микрофлора во дебелото црево и да се одржи нејзиниот живот таму. Кога се зголемува количината на диетални влакна во храната, се зголемува и количината на корисни хранливи материи. цревни бактериисе подобрува синтезата на витаминските материи.
Ако на храната додадете триесет до четириесет и пет грама трици (содржи влакна) направени од пченица, тогаш изметот се зголемува од седумдесет и девет грама на двесте дваесет и осум грама дневно, а периодот на нивното движење се намалува од педесет. -Осум часа до четириесет часа. Кога влакната редовно се додаваат во храната, столицата станува помека, што помага да се спречи запек и хемороиди.
Кога има многу влакна во храната (на пример, трици), тогаш телото здрава личност, а телото на пациент со дијабетес тип 1 станува поотпорно на гликоза.
Влакната, како четка, ги отстрануваат валканите наслаги од ѕидовите на цревата и се впиваат токсични материи, зема холестерол и сето тоа го отстранува од телото природно. Лекарите заклучиле дека луѓето кои јадат ржан леб и трици имаат помала веројатност да заболат од рак на дебелото црево.

Најмногу растителни влакна се наоѓаат во трици од пченица и 'рж, во леб направен од крупно мелено брашно, во леб од протеини и трици, во сушено овошје, моркови, житарки и цвекло.

Примени на целулоза

Луѓето веќе користат целулоза за долго време. Пред сè, дрвениот материјал се користел како гориво и даски за изградба. Потоа се користеле влакна од памук, лен и коноп за изработка на разни ткаенини. За прв пат во индустријата почна да се практикува хемиска обработка на дрвен материјал поради развојот на производството на производи од хартија.

Во моментов, целулозата се користи во различни индустриски области. А токму за индустриски потреби се добива главно од дрвени суровини. Целулозата се користи во производството на пулпа и производи од хартија, во производството на разни ткаенини, во медицината, во производството на лакови, во производството на органско стакло и во други области од индустријата.

Да ја разгледаме неговата примена подетално

Свилата ацетат се добива од целулоза и нејзините естри, се прават неприродни влакна и филм од целулоза ацетат, кој не гори. Барутот без чад е направен од пироксилин. Целулозата се користи за правење густ медицински филм (колодон) и целулоид (пластика) за играчки, филм и фотографски филм. Прават конци, јажиња, памучна вата, различни видовикартон, градежен материјал за бродоградба и изградба на куќи. Добиваат и гликоза (за медицински цели) и етил алкохол. Целулозата се користи и како суровина и како супстанца за хемиска обработка.

Потребна е многу гликоза за да се направи хартија. Хартијата е тенок влакнест слој од целулоза што е димензиониран и притиснат со помош на специјална опрема за да се добие тенка, густа, мазна површина на хартиениот производ (мастилото не треба да протекува над него). Отпрвин, за создавање хартија се користеше само материјал од растително потекло, од него беа извлечени потребните влакна механички (стебленца ориз, памук, партали).

Но, печатењето книги се развило со многу брзо темпо, почнале да се издаваат и весници, па вака произведената хартија веќе не била доволна. Луѓето откриле дека дрвото содржи многу влакна, па почнале да додаваат мелени дрвени суровини во растителната маса од која се прави хартија. Но, оваа хартија брзо се искина и стана жолта за многу долго време. кратко време, особено кога се изложени на светлина долго време.

Затоа, тие почнаа да се развиваат различни методипреработка на дрвени материјали хемикалии, кои овозможуваат да се изолира од него прочистен разни нечистотиицелулоза

За да се добие целулоза, дрвените чипови се варат во раствор од реагенси (киселина или алкали) долго време, а потоа добиената течност се прочистува. Така се произведува чиста целулоза.

Киселините реагенси вклучуваат сулфурна киселина; се користи за производство на целулоза од дрво со мала количина смола.

Алкалните реагенси вклучуваат:

сода реагенси обезбедуваат производство на целулоза од дрвени предмети и едногодишни растенија (таквата целулоза е прилично скапа);
сулфатни реагенси, од кои најзастапен е натриум сулфатот (основа за производство на бел пијалак, а веќе се користи како реагенс за производство на целулоза од било кое растение).

По сите фази на производство, хартијата се користи за производство на амбалажа, книги и канцелариски производи.

Од сето горенаведено, можеме да заклучиме дека целулозата (влакна) има важна прочистувачка и лековита вредност за човековите црева, а се користи и во многу области од индустријата.

Сложените јаглени хидрати од групата полисахариди кои се дел од клеточниот ѕид на растенијата се нарекуваат целулоза или влакна. Супстанцијата била откриена во 1838 година од францускиот хемичар Анселме Пајен. Формулата на целулоза е (C 6 H 10 O 5) n.

Структура

И покрај заедничките карактеристики, целулозата се разликува од друг растителен полисахарид - скроб. Молекулата на целулоза е долг, исклучиво неразгранет ланец на сахариди. За разлика од скробот, кој се состои од остатоци од α-гликоза, тој вклучува многу остатоци од β-гликоза поврзани едни со други.

Поради густата линеарна структура на молекулите, тие формираат влакна.

Ориз. 1. Структурата на молекулата на целулоза.

Целулозата има поголем степенполимеризација отколку скроб.

Потврда

Во индустриски услови, целулозата се вари од дрво (чипс). За таа цел се користат кисели или алкални реагенси. На пример, натриум хидросулфит, натриум хидроксид, луга.

Како резултат на готвењето, се формира целулоза со додаток органски соединенија. За да го исчистите, користете алкален раствор.

Физички својства

Влакната се невкусна, бела, цврста влакнеста супстанција. Целулозата е слабо растворлива во вода и органски растворувачи. Се раствора во Швајцеров реагенс - раствор на амонијакбакар (II) хидроксид.

Основни физички својства:

уништени на 200°C;
гори на 275 ° C;
се самозапали на 420°C;
се топи на 467°C.

Во природата, целулозата се наоѓа во растенијата. Се формира за време на фотосинтезата и врши структурна функција кај растенијата. Е адитив за храна E460.

Ориз. 2. Растителен клеточен ѕид.

Хемиски својства

Поради присуството на три хидроксилни групи во еден сахарид, влакната ги покажуваат својствата полихидрични алкохолии е способен да влезе во реакции на естерификација за да се формира естри. Кога се распаѓа без кислород, се распаѓа на јаглен, вода и испарливи органски соединенија.

Главните хемиски својства на влакната се претставени во табелата.

*Реакција*	*Опис*	*Равенката*
Хидролиза	Се јавува кога се загрева во кисела средина со формирање на гликоза	(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O (t °, H 2 SO 4) → nC 6 H 12 O 6
Со оцетен анхидрид	Формирање на триацетилцелулоза во присуство на сулфурна и оцетна киселина	(C 6 H 10 O 5) n + 3nCH 3 COOH (H 2 SO 4) → (C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3) 3) n + 3nH 2 O
Нитрација	Реагира со концентрирана азотна киселина на обична температура. Се формира естер - целулоза тринитрат или пироксилин, кој се користи за правење прашок без чад	(C 6 H 10 O 5) n + nHNO 3 (H 2 SO 4) → n
	Настанува целосна оксидација на јаглерод диоксиди вода	(C 6 H 10 O 5) n + 6nO 2 (t °) → 6nCO 2 + 5nH 2 O

Ориз. 3. Пироксилин.

Целулозата главно се користи за правење хартија, како и за производство на естри, алкохоли и гликоза.

Што научивме?

Целулозата или влакното е полимер од класата на јаглени хидрати, кој се состои од остатоци од β-гликоза. Вклучено во растението клеточните ѕидови. Тоа е бела, невкусна супстанца која формира влакна кои се слабо растворливи во вода и органски растворувачи. Целулозата се изолира од дрво со готвење. Соединението се подложува на реакции на естерификација и хидролиза и може да се распадне во отсуство на воздух. На целосно распаѓањеформира вода и јаглерод диоксид.