Celuloza- eden najpogostejših naravnih polisaharidov, glavna sestavina in glavni strukturni material celičnih sten rastlin. Vsebnost celuloze v vlaknih semen bombaža je 95-99,5%, v ličnih vlaknih (lan, juta, ramija) 60-85%, v lesnih tkivih (odvisno od vrste drevesa, njegove starosti, pogojev gojenja) 30-55% , v zelenih listih, travi, nižjih rastlinah 10-25%. Skoraj v posameznem stanju se celuloza nahaja v bakterijah rodu Acetobacter... Celulozni sateliti v celičnih stenah večine rastlin so drugi strukturni polisaharidi, ki se med seboj razlikujejo in se imenujejo hemiceluloze- ksilan, manan, galaktan, araban itd. (glej poglavje "Hemiceluloze"), pa tudi snovi brez ogljikovih hidratov (lignin je prostorski polimer aromatične strukture, silicijev dioksid, smolnate snovi itd.).
Celuloza določa mehansko trdnost celične stene in rastlinskega tkiva kot celote. Porazdelitev in usmerjenost celuloznih vlaken glede na os rastlinske celice sta prikazana na sliki 1 za primer lesa. Tam je predstavljena tudi submikronska organizacija celične stene.
Stena zrele lesene celice praviloma vključuje primarne in sekundarne membrane (slika 1). Slednji vsebuje tri plasti - zunanjo, srednjo in notranjo.
V primarni lupini so naravna celulozna vlakna naključno razporejena in tvorijo mrežno strukturo ( razpršena tekstura). Celulozna vlakna v sekundarnem ohišju so usmerjena predvsem vzporedno, kar ima za posledico visoko natezno trdnost rastlinskega materiala. Stopnja polimerizacije in kristaliničnosti celuloze v sekundarni lupini je višja kot v primarni.
V plast S 1 sekundarna lupina (slika 1, 3 ) smer celuloznih vlaken je skoraj pravokotna na celično os, v plast S 2 (slika 1, 4 ) s celično osjo tvorijo oster (5-30 °) kot. Usmeritev vlaken v plast S 3 je zelo spremenljiv in se lahko razlikuje tudi v sosednjih traheidah. Tako se pri smrekovih traheidah kot med prevladujočo orientacijo celuloznih vlaken in celično osjo giblje med 30-60, v vlaknih večine listavcev pa 50-80. Med sloji R in S 1 , S 1 in S 2 , S 2 in S 3 so prehodna območja (lamele) z drugačno mikro orientacijo vlaken kot v glavnih plasteh sekundarne lupine.
Tehnična celuloza je vlaknast polizdelek, pridobljen s čiščenjem rastlinskih vlaken iz neceluloznih sestavin. Celulozo običajno imenujemo po vrsti surovine ( les, bombaž), način pridobivanja iz lesa ( sulfit, sulfat), pa tudi po namenu ( viskoza, acetat itd.).
Prejemanje
1.Tehnologija proizvodnje lesne kaše vključuje naslednje operacije: odstranjevanje lubja z lesa (odkoščanje); pridobivanje sekancev; kuhanje čipsa (v industriji se kuhanje uporablja po sulfatni ali sulfitni metodi); razvrščanje; beljenje; sušenje; rezanje.
Sulfitna metoda. Smrekov les obdelamo z vodno raztopino kalcijevega, magnezijevega, natrijevega ali amonijevega bisulfita, nato pa temperaturo v 1,5-4 urah povišamo na 105-110C in pri tej temperaturi kuhamo 1-2 uri. Nato se temperatura dvigne na 135-150 ° C in kuha 1-4 ure. V tem primeru vse necelulozne sestavine lesa (predvsem lignin in hemiceluloze) preidejo v topno stanje, deglignizirana celuloza pa ostane.
Metoda sulfata. Sekance katere koli lesne vrste (pa tudi trstike) obdelamo s kuhano tekočino, ki je vodna raztopina natrijevega hidroksida in natrijevega sulfida (NaOH + Na 2 S). V 2-3 urah se temperatura dvigne na 165-180 ° C in pri tej temperaturi kuhamo 1-4 ure. Necelulozne komponente, pretvorjene v topno stanje, odstranimo iz reakcijske mešanice, celuloza, očiščena iz nečistoč, pa ostane.
2.Bombažna kaša pridobljeno iz bombažnih vlaken. Tehnologija proizvodnje vključuje mehansko čiščenje, alkalno kuhanje (v 1-4% vodni raztopini NaOH pri temperaturi 130-170С) in beljenje. Elektronske mikrografije bombažnih celuloznih vlaken so prikazane na sliki 2.
3. Bakterijska celuloza sintetizirajo bakterije iz rodu Acetobacter... Nastala bakterijska celuloza ima visoko molekulsko maso in ozko porazdelitev molekulske mase.
Ozka porazdelitev molekulske mase je razložena na naslednji način. Ker ogljikovi hidrati enakomerno vstopijo v bakterijsko celico, se povprečna dolžina nastalih celuloznih vlaken sčasoma sorazmerno poveča. V tem primeru ne pride do opaznega povečanja prečnih dimenzij mikrovlaken (mikrovlaken). Povprečna stopnja rasti bakterijskih celuloznih vlaken je ~ 0,1 μm / min, kar ustreza polimerizaciji 10 7 -10 8 ostankov glukoze na uro na eno bakterijsko celico. Posledično se v povprečju v vsaki bakterijski celici na sekundo na rastoče konce netopnih celuloznih vlaken pritrdi 10 3 enote glukopiranoze.
Mikrovlakna bakterijske celuloze rastejo z obeh koncev fibrile na oba konca z enako hitrostjo. Makromolekularne verige v mikrovlaken so nameščene antiparalelno. Za druge vrste celuloze takšni podatki niso bili pridobljeni. Elektronska mikrofotografija bakterijskih celuloznih vlaken je prikazana na sliki 3. Videti je, da imajo vlakna približno enako dolžino in površino prereza.
Ki je sestavljen iz ostankov molekule glukoze in je nujen element za nastanek lupine vseh rastlinskih celic. Njegove molekule imajo in vsebujejo tri hidroksilne skupine. Zaradi tega ima lastnosti.
Fizikalne lastnosti celuloze
Celuloza je bela trdna snov, ki lahko doseže temperaturo 200 ° C, ne da bi se razgradila. Ko pa se temperatura dvigne na 275 ° C, se začne vžigati, kar kaže, da spada v vnetljive snovi.
Če pod mikroskopom pregledate celulozo, boste opazili, da njeno strukturo tvorijo vlakna z dolžino največ 20 mm. Celulozna vlakna so povezana z mnogimi vodikovimi vezmi, vendar nimajo vej. To daje celulozi največjo trdnost in elastičnost.
Kemijske lastnosti celuloze
Ostanki molekul glukoze, ki sestavljajo celulozo, nastanejo, ko. Žveplova kislina in jod v procesu hidrolize obarvajo celulozno modro, samo jod pa rjavo.
Obstaja veliko reakcij s celulozo, pri katerih nastajajo nove molekule. Z reakcijo z dušikovo kislino se celuloza pretvori v nitrocelulozo. V procesu ocetne kisline nastane celulozni triacetat.
Celuloza je netopna v vodi. Njegovo najučinkovitejše topilo je ionska tekočina.
Kako se pridobiva celuloza?
Les je sestavljen iz 50% celuloze. S podaljšanim kuhanjem čipsa v raztopini reagentov in nato čiščenjem nastale raztopine jo lahko dobite v čisti obliki.
Metode kuhanja celuloze se razlikujejo glede na vrsto reagentov. Lahko so kisle ali alkalne. Kisli reagenti vsebujejo žveplovo kislino in se uporabljajo za pridobivanje celuloze z dreves z nizko smolo. Obstajata dve vrsti alkalnih reagentov: natrijev in sulfatni. Zahvaljujoč natrijevim reagentom lahko celulozo dobimo iz listavcev in enoletnic. Toda z uporabo tega reagenta je celuloza zelo draga, zato se natrijevi reagenti redko uporabljajo ali pa se sploh ne uporabljajo.
Najpogostejša metoda za proizvodnjo celuloze je metoda, ki temelji na sulfatnih reagentih. Natrijev sulfat je osnova za belo tekočino, ki se uporablja kot reagent in je primerna za pridobivanje celuloze iz katerega koli rastlinskega materiala.
Uporaba celuloze
Celuloza in njeni estri se uporabljajo za ustvarjanje umetnih vlaken, rajona in acetata. Lesna kaša se uporablja za izdelavo različnih stvari: papirja, plastike, eksplozivnih naprav, lakov itd.
Celuloza (vlakna) ima številne koristne lastnosti. Mikrokristalna celuloza (MCC), pridobljena iz bombažnih vlaken s čiščenjem in finim mletjem, se ne razgradi s prebavnimi encimi in je zelo higroskopična. Ko pride v prebavila, zmanjša apetit, absorbira toksine, očisti in stimulira črevesje. To je privedlo do uporabe celuloze za hujšanje in čiščenje telesa. S pomočjo MCC lahko izgubite težo na naslednji način.
Boste potrebovali
- Tablete iz mikrokristalne celuloze
Navodila
Izračunajte potrebno število tablet MCC glede na dnevni odmerek in trajanje jemanja zdravila. V prvih dneh odmerek ne sme biti večji od 10 tablet, razdeljen na 3 odmerke, nato pa postopoma povečan na 20-30 tablet. Ne prekoračite 50 tablet MCC na dan. Za opazen učinek je treba zdravilo uporabljati vsaj 3 do 4 tedne.
Celuloza v želodcu in črevesju absorbira ne le škodljive, ampak tudi koristne snovi, kar povzroča pomanjkanje vitaminov in mikroelementov. Zato kupite multivitamine in v lekarni. Vzemite jih v skladu s pripisom ves čas MCC.
Poiščite pravo nizkokalorično prehrano zase s skupno največ 1000 do 1500 kilokalorijami na dan. Razvijte vsaj minimalno telesno vadbo. Na primer, naredite lahke jutranje vaje in več hodite. Hujšanje samo na mikrokristalinični celulozi, uživanje maščobnega in sladkega ter valovanje na mehkem kavču vam ne bo uspelo.
Celuloza izhaja iz dveh naravnih snovi: lesa in bombaža. V rastlinah opravlja pomembno funkcijo in jim daje prožnost in moč.
Kje najdemo snov?
Celuloza je naravna snov. Rastline ga lahko pridelajo same. Sestava vsebuje: vodik, kisik, ogljik.
Rastline proizvajajo sladkor pod vplivom sončne svetlobe, predelajo ga celice in omogoča vlaknom, da prenesejo velike obremenitve vetra. Celuloza je snov, vključena v proces fotosinteze. Če sladkorno vodo poškropite na kos svežega lesa, se tekočina hitro vpije.
Začne se proizvodnja celuloze. Ta naravni način pridobivanja je podlaga za proizvodnjo bombažne tkanine v industrijskem obsegu. Obstaja več metod, s katerimi se pridobiva kaša različnih kakovosti.
Metoda izdelave # 1
Celulozo pridobivamo po naravni metodi - iz bombažnih semen. Dlake se zbirajo z avtomatiziranimi mehanizmi, vendar je rastlina dolga. Tako proizvedena tkanina velja za najčistejšo.
Hitreje lahko celulozo dobimo iz lesnih vlaken. Vendar pa je s to metodo kakovost veliko slabša. Ta material je primeren samo za izdelavo nevlaknate plastike, celofana. Iz takega materiala je mogoče izdelati tudi umetna vlakna.
Naravno pridobivanje
Proizvodnja celuloze iz bombažnih semen se začne z ločevanjem dolgih vlaken. Ta material se uporablja za izdelavo bombažne tkanine. Imenujejo se majhni deli, manjši od 1,5 cm
Primerni so za proizvodnjo celuloze. Sestavljeni deli se segrejejo pod visokim pritiskom. Postopek lahko traja do 6 ur. Preden začnemo segrevati material, mu dodamo natrijev hidroksid.
Nastalo snov je treba sprati. Za to se uporablja klor, ki tudi beli. Sestava celuloze s to metodo je najčistejša (99%).
Način izdelave # 2 iz lesa
Za pridobivanje 80-97% celuloze se uporabljajo sekači iglavcev in kemikalije. Celotno maso premešamo in izpostavimo temperaturni obdelavi. Zaradi kuhanja se sprosti potrebna snov.
Mešajo se kalcijev bisulfit, žveplov dioksid in lesna kaša. Celuloza v nastali mešanici ne presega 50%. Kot rezultat reakcije se v tekočini raztopijo ogljikovodiki in lignini. Trdni material gre skozi fazo čiščenja.
Dobimo maso, ki spominja na papir slabe kakovosti. Ta material služi kot podlaga za proizvodnjo snovi:
- Efirov.
- Celofan.
- Viskozna vlakna.
Kaj je narejeno iz dragocenega materiala?
Vlaknasta, kar omogoča izdelavo oblačil iz nje. Bombažni material je 99,8% naraven, pridobljen z zgornjo naravno metodo. Uporablja se lahko tudi za izdelavo eksploziva kot posledica kemične reakcije. Celuloza je aktivna, če nanjo nanesemo kisline.
Lastnosti celuloze veljajo za proizvodnjo tkanin. Torej so iz njega izdelana umetna vlakna, ki po videzu in na otip spominjajo na naravne tkanine:
- viskoza in;
- umetno krzno;
- bakro-amonijačna svila.
Lesna kaša se uporablja predvsem za izdelavo:
- laki;
- fotografski film;
- izdelki iz papirja;
- plastika;
- gobice za pomivanje posode;
- brezdimni prah.
Kot rezultat kemične reakcije dobimo celulozo:
- trinitroceluloza;
- dinitroceluloza;
- glukoza;
- tekoče gorivo.
Celulozo lahko uporabimo tudi v hrani. Nekatere rastline (zelena, solata, otrobi) vsebujejo njegova vlakna. Služi tudi kot material za proizvodnjo škroba. Že smo se naučili, kako iz nje narediti tanke niti - umetno mrežo je zelo močno in se ne razteza.
Kemična formula celuloze je C6H10O5. Je polisaharid. Uporablja se za izdelavo:
- medicinska vata;
- povoji;
- tamponi;
- lepenka, iverna plošča;
- aditiv za živila E460.
Prednosti snovi
Celuloza lahko prenese visoke temperature do 200 stopinj. Molekule se ne uničijo, kar omogoča izdelavo plastičnih posod za večkratno uporabo. Hkrati se ohrani pomembna kakovost - elastičnost.
Celuloza lahko prenese dolgotrajno izpostavljenost kislinam. Absolutno netopen v vodi. Človeško telo ga ne prebavi, uporablja se kot sorbent.
Mikrokristalna celuloza se v alternativni medicini uporablja za čiščenje prebavnega sistema. Snov v prahu deluje kot aditiv za živila, da zmanjša vsebnost kalorij v zaužitih obrokih. To pomaga odstraniti toksine, znižati krvni sladkor in holesterol.
Metoda izdelave # 3 - industrijska
Na mestih proizvodnje se celuloza pripravi s kuhanjem v različnih okoljih. Uporabljeni material je odvisen od vrste reagenta - vrste lesa:
- Smolnate kamnine.
- Listopadno drevje.
- Rastline.
Obstaja več vrst reagentov za kuhanje:
- V nasprotnem primeru se metoda imenuje sulfitna. Kot raztopina se uporablja sol žveplove kisline ali njena tekoča mešanica. Pri tej možnosti pridelave se celuloza izolira iz iglavcev. Jelka in smreka sta dobro predelani.
- Metoda alkalnega medija ali sode temelji na uporabi natrijevega hidroksida. Raztopina dobro ločuje celulozo od rastlinskih vlaken (koruzna stebla) in dreves (večinoma listavcev).
- Hkratna uporaba natrijevega hidroksida in sulfida se uporablja pri sulfatni metodi. Široko se uporablja pri proizvodnji belega likerja sulfida. Tehnologija je zaradi nastalih kemijskih reakcij tretjih oseb precej negativna za naravo v okolici.
Slednja metoda je zaradi svoje vsestranskosti najpogostejša: celulozo lahko dobimo iz skoraj katerega koli drevesa. Čistost materiala po enem zvarku ni povsem visoka. Nečistoče se odstranijo z dodatnimi reakcijami:
- hemiceluloze odstranimo z alkalnimi raztopinami;
- makromolekule lignina in produkte njihovega uničenja odstranimo s klorom, čemur sledi obdelava z alkalijami.
Hranilna vrednost
Škrob in celuloza imata podobno strukturo. Kot rezultat poskusov je bilo mogoče dobiti izdelek iz neužitnih vlaken. Človek to potrebuje ves čas. Porabljena hrana je sestavljena iz več kot 20% škroba.
Znanstvenikom je uspelo pridobiti amilozo iz celuloze, ki pozitivno vpliva na stanje človeškega telesa. Hkrati se med reakcijo sprošča glukoza. Izkazalo se je, da je proizvodnja brez odpadkov - zadnja snov se pošlje v proizvodnjo etanola. Amiloza služi tudi kot sredstvo za preprečevanje debelosti.
Kot rezultat reakcije celuloza ostane v trdnem stanju in se usede na dno posode. Preostale komponente odstranimo s pomočjo magnetnih nanodelcev ali pa se raztopijo in odstranimo s tekočino.
Vrste snovi v prodaji
Dobavitelji ponujajo kašo različnih kakovosti po razumnih cenah. Naštejmo glavne vrste materiala:
- Bela sulfatna celuloza iz dveh vrst lesa: mehkega in trdega. V embalažnem materialu se uporablja nebeljen material, papir za izolacijo in druge namene.
- Na prodaj je tudi bel sulfit, izdelan iz iglavcev.
- Beli praškasti material je primeren za proizvodnjo medicinskih snovi.
- Vrhunska celuloza se proizvaja z beljenjem brez klora. Iglavci se jemljejo kot surovina. Lesna kaša je sestavljena iz kombinacije smrekove in borove sekance v razmerju 20/80%. Čistost pridobljenega materiala je najvišja. Primeren je za izdelavo sterilnih medicinskih materialov.
Za izbiro ustrezne celuloze se uporabljajo standardna merila: čistost materiala, natezna trdnost, dolžina vlaken, indeks odpornosti na trganje. Kvantitativno je prikazano tudi kemijsko stanje ali agresivnost vodnega ekstrakta in vlažnost. Za celulozo, dobavljeno kot beljeno celulozo, veljajo drugi kazalniki: specifična prostornina, svetlost, velikost mletja, natezna trdnost, stopnja čistosti.
Pomemben pokazatelj mase celuloze je indeks odpornosti na trganje. Od tega je odvisen namen izdelanih materialov. Upoštevajte uporabljene surovine in vsebnost vlage. Pomembna je tudi raven katrana in maščob. Enotnost prahu je pomembna za nekatere proizvodne procese. Za podobne namene se ocenjuje žilavost in trdnost pločevine.
Celuloza (C 6 H 10 O 5) n - naravni polimer, polisaharid, sestavljen iz ostankov β-glukoze, imajo molekule linearno strukturo. Vsak ostanek molekule glukoze vsebuje tri hidroksilne skupine, zato izkazuje lastnosti polihidričnega alkohola.
Fizične lastnosti
Celuloza je vlaknasta snov, netopna niti v vodi niti v običajnih organskih topilih in je higroskopična. Ima odlično mehansko in kemično odpornost.
1. Celuloza ali celuloza je del rastlin, ki v njih tvorijo celične membrane.
2. Od tu prihaja njeno ime (iz lat. "Cellula" - celica).
3. Celuloza daje rastlinam potrebno moč in elastičnost in je tako rekoč njihovo okostje.
4. Bombažna vlakna vsebujejo do 98% celuloze.
5. Tudi lanena in konopljina vlakna so v glavnem celuloza; v lesu je približno 50%.
6. Papir, bombažne tkanine so izdelki iz celuloze.
7. Posebno čisti vzorci celuloze so vata in filtrirni papir (nelepljen).
8. Celuloza, izolirana iz naravnih materialov, je trdna vlaknasta snov, ki se ne raztopi v vodi ali v običajnih organskih topilih.
Kemijske lastnosti
1. Celuloza je polisahirid, ki se podvrže hidrolizi, da tvori glukozo:
(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6
2. Celuloza je polihidrični alkohol, ki vstopi v reakcije esterifikacije s tvorbo estrov
(С 6 Н 7 О 2 (ОN) 3) n + 3nCH 3 COOH → 3nH 2 O + (С 6 Н 7 О 2 (ОCOCH 3) 3) n
celulozni triacetat
Celulozni acetat - umetni polimeri, ki se uporabljajo pri proizvodnji acetatne svile, filma (filma), lakov.
Uporaba
Uporaba celuloze je zelo raznolika. Uporablja se za izdelavo papirja, tkanin, lakov, filmov, eksplozivov, umetne svile (acetat, viskoza), plastike (celuloid), glukoze in še veliko več.
Iskanje celuloze v naravi.
1. V naravnih vlaknih se celulozne makromolekule nahajajo v eni smeri: orientirane so vzdolž osi vlaken.
2. Nastale številne vodikove vezi med hidroksilnimi skupinami makromolekul so odgovorne za visoko trdnost teh vlaken.
3. V procesu predenja bombaža, lana itd. So te nitke tkane v daljše niti.
4. To je razloženo z dejstvom, da imajo makromolekule v njej linearno strukturo, vendar so nameščene bolj naključno in niso usmerjene v eno smer.
Konstrukcija škroba in celuloznih makromolekul iz različnih cikličnih oblik glukoze pomembno vpliva na njihove lastnosti:
1) škrob je pomemben izdelek za prehrano ljudi, celuloze v ta namen ni mogoče uporabiti;
2) razlog je, da encimi, ki spodbujajo hidrolizo škroba, ne delujejo na vezi med ostanki celuloze.
Vse življenje nas obdaja ogromno predmetov - kartonske škatle, offset papir, celofanske vrečke, oblačila iz viskoze, bambusove brisače in še veliko več. Toda malo ljudi ve, da se celuloza aktivno uporablja pri njihovi proizvodnji. Kaj je ta resnično čarobna snov, brez katere praktično nobeno sodobno industrijsko podjetje ne zmore? V tem članku vam bomo povedali o lastnostih celuloze, njeni uporabi na različnih področjih, pa tudi o tem, iz česa se pridobiva, in kakšna je njena kemijska formula. Začnimo s poreklom.
Odkrivanje snovi
Formulo celuloze je med poskusi ločevanja lesa na sestavine odkril francoski kemik Anselm Payen. Po obdelavi z dušikovo kislino je znanstvenik odkril, da med kemično reakcijo nastane vlaknasta snov, podobna bombažu. Po skrbni analizi pridobljenega materiala je Payen dobil kemijsko formulo celuloze - C 6 H 10 O 5. Opis postopka je bil objavljen leta 1838, snov pa je leta 1839 dobila svoje znanstveno ime.
Darila narave
Zdaj je zagotovo znano, da skoraj vsi mehki deli rastlin in živali vsebujejo določeno količino celuloze. Na primer, rastline potrebujejo to snov za normalno rast in razvoj ali bolje rečeno za ustvarjanje membran na novo nastalih celic. Po sestavi spada med polisaharide.
V industriji praviloma naravno celulozo pridobivajo iz iglavcev in listavcev - suh les vsebuje do 60% te snovi, pa tudi s predelavo bombažnih odpadkov, ki vsebujejo okoli 90% celuloze.
Znano je, da se pri segrevanju lesa v vakuumu, torej brez dostopa do zraka, celuloza termično razgradi, kar povzroči nastanek acetona, metilnega alkohola, vode, ocetne kisline in oglja.
Kljub bogati flori planeta gozdovi ne zadoščajo več za proizvodnjo količine kemičnih vlaken, potrebnih za industrijo - uporaba celuloze je preobsežna. Zato ga vse pogosteje nabirajo iz slame, trstike, koruznih stebel, bambusa in trstike.
Sintetična celuloza se pridobiva z različnimi tehnološkimi postopki iz premoga, nafte, zemeljskega plina in skrilavca.
Od gozda do delavnic
Poglejmo si pridobivanje tehnične celuloze iz lesa - to je kompleksen, zanimiv in dolgotrajen postopek. Najprej se les pripelje v proizvodnjo, razžaga na velike drobce in odstrani lubje.
Nato olupljene palice predelamo v žetone in jih razvrstimo, nato jih skuhamo v lugu. Tako pridobljeno kašo ločimo od lužine, nato posušimo, razrežemo in zapakiramo za odpremo.
Kemija in fizika
Katere kemične in fizikalne skrivnosti skrivajo lastnosti celuloze poleg dejstva, da je polisaharid? Najprej je ta snov bela. Lahko vnetljivo in dobro gori. Raztopi se v kompleksnih spojinah vode s hidroksidi nekaterih kovin (baker, nikelj), z amini, pa tudi v žveplovi in ortofosforni kislini, koncentrirani raztopini cinkovega klorida.
Celuloza se ne raztopi v razpoložljivih gospodinjskih topilih in navadni vodi. To je zato, ker so dolge nitaste molekule te snovi povezane v svojevrstne snope in se nahajajo vzporedno med seboj. Poleg tega je vsa ta "struktura" okrepljena z vodikovimi vezmi, zato molekule šibkega topila ali vode preprosto ne morejo prodreti v notranjost in uničiti ta močan pleksus.
Najtanjše niti, katerih dolžina se giblje od 3 do 35 milimetrov, so povezane v snope - tako lahko shematično predstavite strukturo celuloze. Dolga vlakna se uporabljajo v tekstilni industriji, kratka v proizvodnji, na primer papirja in lepenke.
Celuloza se ne topi in ne pretvori v paro, vendar se pri segrevanju nad 150 stopinj Celzija začne razgrajevati, pri tem pa se sproščajo nizkomolekularne spojine - vodik, metan in ogljikov monoksid (ogljikov monoksid). Pri temperaturah 350 ° C in več se celuloza oglene.
Spremenite se na bolje
Tako je celuloza opisana v kemijskih simbolih, katerih strukturna formula jasno prikazuje molekulo polimera z dolgo verigo, sestavljeno iz ponavljajočih se glukozidnih ostankov. Upoštevajte "n", ki označuje veliko število njih.
Mimogrede, celulozna formula Anselma Payena je doživela nekaj sprememb. Leta 1934 je angleški organski kemik in dobitnik Nobelove nagrade Walter Norman Howors preučeval lastnosti škroba, laktoze in drugih sladkorjev, vključno s celulozo. Ko je odkril sposobnost te snovi za hidrolizo, je sam prilagodil Payenovo raziskavo, celulozno formulo pa so dopolnili z vrednostjo "n", ki kaže na prisotnost glikozidnih ostankov. Trenutno izgleda tako: (C 5 H 10 O 5) n.
Celulozni etri
Pomembno je, da molekula celuloze vsebuje hidroksilne skupine, ki jih je mogoče alkilirati in acilirati, da tvorijo različne estre. To je še ena najpomembnejših lastnosti celuloze. Strukturna formula različnih spojin je lahko videti tako:
Celulozni etri so preprosti in zapleteni. Enostavne so metil, hidroksipropil, karboksimetil, etil, metil hidroksipropil in cianoetil celuloza. Kompleksni so nitrati, sulfati in celulozni acetati, pa tudi acetopropionati, acetilftalil celuloza in acetobutirati. Vsi ti etri se proizvajajo v skoraj vseh državah sveta v več sto tisoč tonah na leto.
Od filma do zobne paste
Za kaj so? Praviloma se celulozni etri pogosto uporabljajo za proizvodnjo umetnih vlaken, različne plastike, vseh vrst filmov (tudi fotografskih), lakov, barv, uporabljajo pa se tudi v vojaški industriji za izdelavo trdnega raketnega goriva, brez dima prah in eksploziv.
Poleg tega so celulozni etri vključeni v mavčne in mavčno-cementne mešanice, barvila za tkanine, zobne paste, različna lepila, sintetična detergenta, parfume in kozmetiko. Skratka, če celulozne formule ne bi odkrili že leta 1838, sodobni ljudje ne bi uživali številnih koristi civilizacije.
Skoraj dvojčka
Le redki ljudje vedo, da ima celuloza neke vrste dvojnik. Formuli celuloze in škroba sta enaki, vendar sta dve popolnoma različni snovi. Kaj je razlika? Kljub temu, da sta obe snovi naravni polimeri, je stopnja polimerizacije škroba veliko nižja od stopnje celuloze. In če greste globlje in primerjate zgradbo teh snovi, lahko ugotovite, da so celulozne makromolekule razporejene linearno in samo v eni smeri ter tako tvorijo vlakna, medtem ko so mikrodelci škroba videti nekoliko drugače.
Aplikacije
Eden najboljših vizualnih primerov praktično čiste celuloze je navadna medicinska vata. Kot veste, je pridobljen iz temeljito rafiniranega bombaža.
Drugi, enako uporabljen izdelek iz celuloze je papir. Pravzaprav je najtanjša plast celuloznih vlaken, skrbno stisnjena in zlepljena.
Poleg tega je iz celuloze proizvedena viskozna tkanina, ki se pod spretnimi rokami obrtnikov čarobno spremeni v lepa oblačila, oblazinjenje za oblazinjeno pohištvo in različne dekorativne draperije. Viskoza se uporablja tudi za izdelavo tehničnih pasov, filtrov in vrvic za pnevmatike.
Ne pozabimo na celofan, ki ga dobimo iz viskoze. Težko si je predstavljati supermarkete, trgovine, oddelke za pakiranje pošt brez tega. Celofan je povsod: vanje so zaviti sladkarije, vanje so zapakirane žitarice in pekovski izdelki ter tablete, nogavice in vsa oprema, od mobilnega telefona do daljinskega upravljalnika televizorja.
Poleg tega je v tabletah za hujšanje vključena čista mikrokristalna celuloza. Ko pridejo v želodec, nabreknejo in ustvarijo občutek sitosti. Količina hrane, ki jo zaužijemo na dan, se znatno zmanjša, teža se zmanjša.
Kot lahko vidite, je odkritje celuloze naredilo pravo revolucijo ne le v kemični industriji, ampak tudi v medicini.