Целлюлоза — урок. Химия, 10 класс.

Целлюлоза, как и крахмал, является природным полисахаридом. Она образуется в клетках растений из глюкозы и входит в состав клеточных стенок.

Молекулярная формула целлюлозы:

{{{{(C}_{6} H}_{10} O}_{5})}_{n}

. Её макромолекула образована остатками

β

-глюкозы. В каждом структурном звене есть три гидроксильные группы.

Рис. \(1\). Структурное звено целлюлозы

Степень полимеризации целлюлозы намного выше по сравнению с крахмалом (\(100000\)–\(140000\)), а средняя молекулярная масса больше миллиона.

Все макромолекулы целлюлозы имеют линейное строение. Целлюлоза образует растительные волокна (льняное, хлопковое и др.).

Целлюлоза не растворяется в воде и в других растворителях.

Химические свойства

1. Гидролиз.

Гидролиз целлюлозы протекает с трудом и только при длительном кипячении с серной кислотой. Его продукт — глюкоза:

{{{{(C}_{6} H}_{10} O}_{5})}_{n} + n H_{2} O \overset{{H_{2} SO}_{4}, t}{\to} n {{C_{6} H}_{12} O}_{6} .

2. Реакции этерификации.

Реакции этерификации целлюлозы находят практическое применение для получения эфиров уксусной и азотной кислот.

В реакции целлюлозы с азотной кислотой в зависимости от количеств реагирующих веществ образуются мононитроцеллюлоза, динитроцеллюлоза и тринитроцеллюлоза:

{[{{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH)}_{3}]}_{n} + {nHNO}_{3} \to {[{{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH)}_{2} (ON O_{2})]}_{n} + {nH}_{2} O;

{[{{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH)}_{3}]}_{n} + 2 n {HNO}_{3} \to {[{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH) ({ON O_{2})}_{2}]}_{n} + 2 n H_{2} O;

{[{{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH)}_{3}]}_{n} + 3 n {HNO}_{3} \to {[{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH) ({ON O_{2})}_{3}]}_{n} + 3 n H_{2} O .

Эфиры уксусной кислоты можно получить, если использовать для реакции уксусную кислоту или уксусный ангидрид. Также в зависимости соотношения количеств использованных реагентов образуются разные эфиры: моноацетилцеллюлоза, диацетилцеллюлоза, триацетилцеллюлоза:

{[{{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH)}_{3}]}_{n} + {nCH}_{3} COOH \to {[{{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH)}_{2} (OCO {CH}_{3})]}_{n} + {n H}_{2} O;

{[{{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH)}_{3}]}_{n} + {2 nCH}_{3} COOH \to {[{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH) ({OCO {CH}_{3})}_{2}]}_{n} + 2 n H_{2} O;

{[{{{C_{6} H}_{7} O}_{2} (OH)}_{3}]}_{n} + {3 nCH}_{3} COOH \to {[{{C_{6} H}_{7} O}_{2} ({OCO {CH}_{3})}_{3}]}_{n} + 3 n H_{2} O .

3. Горение и разложение.

Целлюлоза горит:

{{{{{(C}_{6} H}_{10} O}_{5})}_{n} + 6 nO}_{2} \to {{6 n CO}_{2} + 5 nH}_{2} O .

При нагревании без доступа воздуха целлюлоза разлагается, образуются древесный уголь и смесь органических веществ, в которой содержатся метан, метанол, этанол, ацетон, уксусная кислота.

Получение и применение целлюлозы

Целлюлозу получают из древесины. В больших количествах чистая целлюлоза используется для производства бумаги.

Из целлюлозы производят искусственные волокна (ацетатное и вискозное), а также плёнки и взрывчатые вещества.

Из целлюлозы получают также технический этиловый спирт. Он содержит вредные примеси и используется в качестве растворителя или для получения каучука.

Источники:

Рис. 1. Структурное звено целлюлозы. By NEUROtiker — Own work. Public domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2951910.

Предыдущая теория

Вернуться в тему

Следующее задание

Отправить отзыв

Нашёл ошибку?

Сообщи нам!

2. Целлюлоза

Теория: