Formula celuloze. Lastnosti celuloze. Aplikacija celuloze

Vse življenje nas obdaja veliko število predmetov - kartonske škatle, ofsetni papir, plastične vrečke, oblačila iz viskoze, bambusove brisače in še veliko več. Toda malo ljudi ve, da se v svoji proizvodnji aktivno uporablja celuloza. Kaj je ta resnično čarobna snov, brez katere praktično nobeno sodobno industrijsko podjetje ne more storiti? V tem članku bomo povedali o lastnostih celuloze, njeni uporabi na različnih področjih, pa tudi o tem, kaj je izkopana in kakšna je njena kemijska formula. Začnimo z začetkom.

Detekcija snovi

Formulo celuloze je francoski kemik Anselm Payen odkril med poskusi ločevanja lesa na sestavne dele. Po obdelavi dušikova kislina, Znanstvenik je odkril, da se med kemično reakcijo tvori vlaknasta snov, podobna bombažu. Po skrbni analizi materiala, ki ga je pridobil Payen, smo dobili kemijsko formulo celuloze - C6H10O5. Opis postopka je bil objavljen leta 1838, snov pa je dobila svoje znanstveno ime leta 1839.

Darila narave

Zdaj je znano, da skoraj vsi mehki deli rastlin in živali vsebujejo določeno količino celuloze. Na primer, rastline potrebujejo to snov za normalno rast in razvoj, oziroma za nastanek novih celičnih membran. Sestava se nanaša na polisaharide.

V industriji se praviloma naravna celuloza koplje iz iglavcev in listavcev - do 60% te snovi najdemo v suhem lesu, kot tudi s predelavo bombažnih odpadkov, ki vsebujejo približno 90% celuloze.

Znano je, da če se les segreva v vakuumu, to je brez dostopa zraka, pride do termične razgradnje celuloze, zaradi katere nastane aceton, metilni alkohol, voda, ocetna kislina in oglje.

Kljub bogati flori planeta gozdovi niso več dovolj za proizvodnjo potrebne količine kemičnih vlaken za industrijo - uporaba celuloze je prevelika. Zato je vedno bolj izkopan iz slame, trsa, koruznih stebel, bambusa in trstičja.

Sintetična celuloza z različnimi tehnološkimi postopki je pridobljena iz premoga, olja, zemeljskega plina in skrilavca.

Iz gozda - v trgovini

Poglejmo pridobivanje tehnične kaše iz lesa - to je kompleksen, zanimiv in dolg proces. Prvič, les se pripelje v proizvodnjo, žagan v velike delce in odstrani lubje.

Nato se olupljene palice predelajo v čips in razvrstijo, nato pa kuhajo v tekočini. Tako pridobljeno celulozo se loči od alkalij, nato posuši, razreže in pakira za pošiljanje.

Kemija in fizika

Kakšne so kemijske in fizikalne skrivnosti, ki vsebujejo lastnosti celuloze, poleg dejstva, da je to polisaharid? Najprej je bela snov. Je vnetljiv in dobro požari. Raztopi se v kompleksnih spojinah vode s hidroksidi nekaterih kovin (baker, nikelj), z amini in z žveplom in fosforjeva kislina, koncentrirane raztopine cinkovega klorida.

Celuloza se ne raztopi v razpoložljivih gospodinjskih topilih in navadni vodi. To je zato, ker so dolge, podobne molekule te snovi povezane v nenavadne snope in so razporejene vzporedno. Poleg tega je ta celotna "konstrukcija" okrepljena z vodikovimi vezmi, zaradi katerih molekule šibkega topila ali vode preprosto ne morejo priti v notranjost in uničiti tega močnega pleksusa.

Najtanjše niti, katerih dolžina se giblje od 3 do 35 milimetrov, povezane v snope - tako lahko shematično predstavite strukturo celuloze. Dolga vlakna se uporabljajo v tekstilni industriji, kratka vlakna se uporabljajo pri izdelavi, na primer, papirja in kartona.

Celuloza se ne topi in se ne spremeni v paro, vendar se pri segrevanju nad 150 stopinj Celzija začne slabšati, pri tem pa sprošča spojine z nizko molekulsko maso - vodik, metan in ogljikov monoksid. (ogljikov monoksid). Pri temperaturi 350 ° C in več se celuloza zoglenel.

Spremenite se na bolje

Tako kemijski simboli opisujejo celulozo, katere strukturna formula jasno prikazuje dolgoročno vezano polimerno molekulo, ki je sestavljena iz ponavljajočih se glukozidnih ostankov. Bodite pozorni na "n", ki označuje veliko število.

Mimogrede, formula celuloze, ki jo je ustvaril Anselm Payen, je doživela nekaj sprememb. Leta 1934 je angleški organski kemik, dobitnik Nobelove nagrade Walter Norman Houors, preučil lastnosti škroba, laktoze in drugih sladkorjev, vključno s celulozo. Ko je ugotovil, da je ta snov sposobna hidrolizirati, je opravil lastne popravke za raziskavo Payena, formula celuloze pa je bila dopolnjena z vrednostjo "n", kar pomeni prisotnost glikozidnih ostankov. Trenutno izgleda takole: (C ₅ H ₁₀ O ₅ ) _n .

Celulozni estri

Pomembno je, da celulozna molekula vsebuje hidroksilne skupine, ki jih lahko alkiliramo in aciliramo, tako da tvorimo različne estre. To je še ena izmed najpomembnejših lastnosti celuloze. Strukturna formula različnih spojin lahko izgleda takole:

Celulozni etri so preprosti in kompleksni. Enostavne so metil-, hidroksipropil-, karboksimetil-, etil-, metilhidroksipropil- in cianoetilceluloza. Kompleksne so nitrati, sulfati in celulozni acetati, kot tudi acetopropionati, acetilftalilceluloza in acetobutirati. Vsi ti etri so proizvedeni v skoraj vseh državah sveta več sto tisoč ton na leto.

Od filma do zobne paste

Za kaj so? Praviloma se celulozni etri pogosto uporabljajo za proizvodnjo umetnih vlaken, različnih plastike, različnih filmov (vključno s fotografskimi), lakov, barv in se uporabljajo tudi v vojaški industriji za proizvodnjo trdnega raketnega goriva, brezdimnega prahu in eksplozivov.

Poleg tega so celulozni etri del mešanic mavca in cementa, barvil za tkanine, zobne paste, različna lepila, sintetična čistila, parfumi in kozmetika. Skratka, če formulacije kaše ni bilo odkritih v oddaljeni 1838, sodobni ljudje ne bi imeli veliko koristi civilizacije.

Skoraj dvojčka

Le redki ljudje vedo, da ima celuloza nekakšno protipostavko. Formula celuloze in škroba je enaka, vendar sta dve popolnoma različni snovi. Kakšna je razlika? Kljub dejstvu, da sta obe snovi naravni polimeri, je stopnja polimerizacije škroba veliko manjša kot pri celulozi. In če greste še dlje in primerjate strukture teh snovi, lahko ugotovite, da so makromolekule celuloze razporejene linearno in samo v eni smeri, tako da tvorijo vlakna, medtem ko so mikrodelci škroba nekoliko drugačni.

Področja uporabe

Eden najboljših vizualnih vzorcev praktično čiste celuloze je običajna medicinska vata. Kot veste, je izdelan iz skrbno očiščenega bombaža.

Drugi, ne manj uporabljen izdelek iz celuloze je papir. Pravzaprav je najtanjši sloj celuloznih vlaken, previdno stisnjen in zlepljen.

Poleg tega celuloza proizvaja viskozno perilo, ki se pod vestnimi rokami rokodelcev magično spremeni v čudovite obleke, oblazinjenje za oblazinjeno pohištvo in različne dekorativne draperije. Viskoza se uporablja tudi za izdelavo tehničnih pasov, filtrov in kablov za pnevmatike.

Ne pozabite na celofan, ki je izdelan iz viskoze. Brez nje si je težko predstavljati supermarkete, trgovine, oddelke za pakiranje pošt. Celofan je povsod: v njem so oviti bonbone, v njej so pakirane žitarice in pekarski izdelki, tablete, hlačne nogavice in vsa oprema, od mobilnega telefona do daljinskega upravljalnika televizorja.

Poleg tega je čista mikrokristalna celuloza vključena v tablete za hujšanje. Ko so v želodcu, nabreknejo in ustvarijo občutek polnosti. Količina zaužite hrane na dan se znatno zmanjša, zmanjša se masa.

Kot lahko vidite, je odkritje celuloze naredilo pravo revolucijo, ne samo v kemični industriji, ampak tudi v medicini.