Tính chất hóa học
a – phản ứng thủy phân
Đun nóng xenlulozơ trong dung dịch axit khoáng đặc [như H2SO4 70%] sẽ tạo ra sản phẩm là glucozơ.
Trong những điều kiện nhất định, xenlulozơ có thể phản ứng với nước. Trong quá trình phản ứng, oxy bị phá hủy và các phân tử nước được thêm vào đồng thời, cellulose chuyển từ phân tử mạch dài sang phân tử mạch ngắn cho đến khi tất cả các liên kết oxy bị phá vỡ và trở thành glucose.
Phương trình thủy phân xenluloza
[C6H10O5] n + H2O → nC6H12O6 b – phản ứng với axit nitric
Đun nóng xenlulozơ trong hỗn hợp axit nitric đặc và axit sunfuric tạo ra xenlulozơ trinitrat.
phương trình phản ứng
[C6H7O2 [OH] 3] n + 3nHNO3 → [C6H7O2 [ONO2] 3] n + 3nH2O
Xenlulozơ trinitrat cực kỳ dễ cháy, nổ và không tạo khói nên được dùng làm bột không khói.
c – Tính oxi hoá của xenlulozơ
Vì là hợp chất hữu cơ nên xenlulozơ có thể tham gia phản ứng oxi hóa với oxi để tạo ra khí cacbonic và nước.
6nO2 + [C6H10O5] n → 5nH2O + 6nCO2 d – Chất lỏng có thể hòa tan xenlulozơ là chất gì?
Chất lỏng có lẫn xenlulozơ là nước Svayde [Cu [NH3] 4] [OH] 2 là dung dịch sau phản ứng của hai hợp chất Cu [OH] 2 và amoniac [NH3]
Phương trình phản ứng nước Svayde
Cu [OH] 2 + 4NH3 → [Cu [NH3] 4] [OH] 2
Các hợp chất như etanol, ete, axeton và benzen không hòa tan được xenlulozơ.
Cách điều chế xenlulozơ
phương pháp một:
Xenlulo là hợp chất polyme tự nhiên phong phú nhất trên thế giới, và nguyên liệu để sản xuất là gỗ, bông, sợi bông, rơm, rạ, sậy, cây gai dầu, vỏ cây dâu tằm, vỏ cây dâu tằm và bã mía.
Phương pháp sản xuất xenlulo trong công nghiệp là dùng dung dịch sulfit hoặc dung dịch kiềm để nấu nguyên liệu thực vật, chủ yếu để loại bỏ lignin, chúng được gọi là phương pháp sunfua hóa và phương pháp kiềm hóa.
Các vật liệu tạo thành được gọi là bột giấy sulfit và bột giấy kiềm. Sau khi tẩy trắng để loại bỏ thêm lignin còn sót lại, bột giấy đã tẩy trắng có thể được sử dụng để làm giấy. Sau khi loại bỏ thêm hemicellulose, nó có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho các dẫn xuất cellulose.
Phương pháp hai:
Alpha-cellulose được sản xuất bằng cách nghiền nguyên liệu thực vật thành chất xơ và axit khoáng, sau đó được xử lý với cellulose để phân ly một phần, và sau đó phần không kết tinh được loại bỏ và tinh chế.
Phương pháp ba:
Sau khi phân hủy ván gỗ công nghiệp, cho vào ấm phản ứng và thêm axit clohydric 1% -10% [liều lượng 5% -10%] để đun nóng và thủy phân, nhiệt độ là 90-100 ℃. Thời gian thủy phân là 0,5-2 giờ, sau khi phản ứng xong, được làm nguội đến bể trung hòa, điều chỉnh về độ trung tính bằng xút lỏng, lọc, sấy khô ở 80-100 ° C, cuối cùng nghiền thành sản phẩm tương tự.
Tác dụng và công dụng của xenlulozơ
Xenlulo được sử dụng chủ yếu trong sản xuất bìa cứng và giấy. Một lượng nhỏ của nó được chuyển đổi thành các dẫn xuất của nó, chẳng hạn như giấy bóng kính. như một chất bổ sung chất xơ. Ngoài ra, nó cũng giúp như một chất phụ gia trong các loại thực phẩm khác nhau. Được sử dụng như một chất bảo quản trong pho mát vì nó hoạt động như một chất chống đóng cục. Xenlulo có thể được sử dụng để làm thuốc nổ và sản xuất nitrocellulose. Giảm cân và điều trị béo phì: Chất xơ thay thế hàm lượng các chất dinh dưỡng nhất định trong thực phẩm, làm giảm lượng thức ăn tổng thể. Chất xơ giúp thúc đẩy quá trình tiết nước bọt và dịch tiêu hóa, làm no bụng, đồng thời hút nước làm trương nở, tạo cảm giác no lâu, ức chế cảm giác thèm ăn. Chất xơ liên kết với một số axit béo nhất định và sự liên kết này ngăn không cho axit béo được hấp thụ khi chúng đi qua đường tiêu hóa, do đó làm giảm tốc độ hấp thụ chất béo.
Chất xơ trong thực phẩm có thể hấp thụ các ion trong ruột và trao đổi với các ion natri và kali, do đó làm giảm tỷ lệ natri và kali trong máu, do đó làm giảm huyết áp.
>> Xem thêm: Sông mê kông chảy qua bao nhiêu quốc gia, gồm những nước nào
I. Saccarozơ
Saccarozơ [C12H22O11] là loại đường phổ biến nhất, có trong nhiều loài thực vật: cây mía, củ cải đường, hoa thốt nốt, …
1. Tính chất vật lí
- Saccarozơ là chất rắn kết tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, nóng chảy ở 185oC.
- Saccarozơ tan tốt trong nước, độ tan tăng nhanh theo nhiệt độ.
2. Cấu tạo phân tử
- Saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc glucozơ và một gốc fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi.
- Trong phân tử saccarozơ không có nhóm anđehit [CH=O], chỉ có các nhóm ancol [OH].
3. Tính chất hóa học
Saccarozơ không có tính khử như glucozơ nhưng có tính chất của ancol đa chức và có phản ứng thủy phân.
- Phản ứng với Cu[OH]2 cho dung dịch đồng saccarat màu xanh lam.
$2{C_{12}}{H_{22}}{O_{11}} + Cu{\left[ {OH} \right]_2} \to {\left[ {{C_{12}}{H_{21}}{O_{11}}} \right]_2}Cu + 2{H_2}O$
- Phản ứng thủy phân
4. Sản xuất và ứng dụng
- Sản xuất: Quy trình sản xuất saccarozơ:
- Ứng dụng:
+ Là nguyên liệu để làm bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp.
+ Dùng để pha chế thuốc.
+ Là nguyên liệu để thủy phân thành glucozơ và fructozơ dùng trong kĩ thuật tráng gương, tráng ruột phích.
II. Tinh bột
1. Tính chất vật lí
Tinh bột là chất rắn, ở dạng bột vô định hình, màu trắng, không tan trong nước lạnh. Trong nước nóng, hạt tinh bột sẽ ngậm nước và trương phồng lên tạo thành dung dịch keo, gọi là hồ tinh bột.
2. Cấu trúc phân tử
Tinh bột thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xích α - glucozơ liên kết với nhau và có công thức phân tử là [C6H10O5]n. Các mắt xích α - glucozơ liên kết với nhau tạo thành hai dạng: amilozơ và amilopectin.
Tinh bột [trong các hạt ngũ cốc, các loại củ] là hỗn hợp của amilozơ và amilopectin, trong đó amilopectin thường chiếm tỉ lệ cao hơn.
Tinh bột được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp.
3. Tính chất hóa học
- Phản ứng thủy phân
Tinh bột bị thủy phân thành glucozơ nhờ các enzim.
${[{C_6}{H_{10}}{O_5}]_n} + n{H_2}O\xrightarrow[{}]{{{H^+},\ {t^o}}}n{C_6}{H_{12}}{O_6}$
- Phản ứng màu với iot
Do cấu tạo mạch ở dạng xoắn có lỗ rỗng, tinh bột hấp phụ iot cho màu xanh tím.
4. Ứng dụng
- Là chất dinh dưỡng cơ bản của con người và một số động vật.
- Được dùng để sản xuất bánh kẹo, glucozơ và hồ dán.
- Ở gan [người], glucozơ được tổng hợp lại nhờ enzim thành glicogen dự trữ cho cơ thể.
III. Xenlulozơ
1. Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên
Xenlulozơ là chất rắn dạng sợi, màu trắng, không có mùi vị. Xenlulozơ không tan trong nước và nhiều dung môi hữu cơ như etanol, ete, benzen,... nhưng tan trong nước Svayde [dung dịch thu được khi hòa tan Cu[OH]2 trong amoniac].
Xenlulozơ là thành phần chính tạo nên màng tế bào thực vật, tạo nên bộ khung của cây cối.
2. Cấu trúc phân tử
Xenlulozơ là một polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc β-glucozơ liên kết với nhau thành mạch kéo dài.
Xenlulozơ có cấu tạo mạch không phân nhánh, mỗi gốc C6H10O5 có 3 nhóm OH, nên có thể viết: [C6H10O5]n hay [C6H7O2[OH]3]n.
3. Tính chất hóa học
- Phản ứng thủy phân
${[{C_6}{H_{10}}{O_5}]_n} + n{H_2}O\xrightarrow[{}]{{{H^+},\ {t^o}}}n{C_6}{H_{12}}{O_6}$
- Phản ứng với axit nitric
Đun nóng xenlulozơ trong hỗn hợp axit nitric đặc và axit sunfuric đặc thu được xenlulozơ trinitrat.
${[{C_6}{H_7}{O_2}{[OH]_3}]_n} + 3nHN{O_3}\ [đặc]\xrightarrow[{}]{{{H_2}S{O_4}\ [đặc],\ {t^o}}}{[{C_6}{H_7}{O_2}{[ON{O_2}]_3}]_n} + 3n{H_2}O$
Xenlulozơ trinitrat được dùng làm thuốc súng không khói.
4. Ứng dụng
- Thường được dùng trực tiếp hoặc chế biến thành giấy.
- Là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo như tơ visco, tơ axetat, chế tạo thuốc súng không khói và chế tạo phim ảnh.
Page 2
SureLRN
Bài viết này cần thêm chú thích nguồn gốc để kiểm chứng thông tin. Xen-lu-lô-zơ [bắt nguồn từ tiếng Pháp: cellulose],[3] còn gọi là xenlulôzơ, xenlulôza, là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ các liên kết các mắt xích β-D-Glucose, có công thức cấu tạo là [C6H10O5]n hay [C6H7O2[OH]3]n trong đó n có thể nằm trong khoảng 5000-14000, là thành phần chủ yếu cấu tạo nên vách tế bào thực vật. Trong gỗ cây lá kim, cellulose chiếm khoảng 41-49%, trong gỗ cây lá rộng nó chiếm 44-50% thể tích.
Cellulose, a linear polymer of D-glucose units [two are shown] linked by β[1→4]-glycosidic bonds Three-dimensional structure of cellulose
6H
10O
5]
nKhối lượng mol162.1406 g/mol per glucose unitBề ngoàiwhite powderKhối lượng riêng1.5 g/cm³Điểm nóng chảy 260–270 °C; 533–543 K; 500–518 °F Decomposes[2]Điểm sôi Độ hòa tan trong nướcnoneNhiệt hóa họcEntanpi
hình thành ΔfHo298−963,000 kJ/mol[cần giải thích]DeltaHc−2828,000 kJ/mol[cần giải thích]Các nguy hiểmNFPA 704
1
1
0
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng [ở 25 °C [77 °F], 100 kPa].
Tham khảo hộp thông tin
Ứng dụng:
Trong ngành dệt may: được dùng làm sợi để chế biến thành vải khác nhau như rayon, satin, acetate và triacetate. Nó nổi bật với chi phí thấp, độ sáng và vẻ đẹp mà nó mang lại cho quần áo. Cellulose acetate thường dùng dùng làm áo sơ mi, áo thun, váy đầm, cà vạt, đồ lót. Ngoài ra còn dùng làm áo mưa và làm dù che.
Trong y tế: được sử dụng trong các thiết bị hình trụ đáp ứng chức năng của một thiết bị chạy thận nhân tạo.
Trong sản xuất công nghiệp: Nó được sử dụng trong sản xuất hộp đựng thuốc lá, dây cáp điện, sơn mài, sản xuất đồ vật bằng nhựa, giấy và các tông, sản xuất các bộ phận động cơ và khung gầm của các loại xe khác nhau trong ngành công nghiệp ô tô.
Trong sản xuất kính: dùng để làm chất liệu lót kính màn hình máy tinh, màn hình điện thoại di động và các loại màn hình khác. Cellulose acetate còn là chất liệu làm nên các gọng kính đeo mắt khá bền và đẹp.
Trong ngành nghệ thuật và phim ảnh: sử dụng làm phim mỏng cho phim, nhiếp ảnh và băng từ.
Trong nghiên cứu: sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm khoa học và nghiên cứu giúp sản xuất các bộ lọc xốp, như là một hỗ trợ cho màng cellulose acetate để thực hiện quá trình điện di hoặc trao đổi thẩm thấu. Nó còn dùng để làm giấy lọc trong thí nghiệm.
Là chất màu trắng, không mùi, không vị. Cellulose không tan trong nước ngay cả khi đun nóng và các dung môi hữu cơ thông thường. Tan trong một số dung dịch acid vô cơ mạnh như: HCl, HNO3,... một số dung dịch muối: ZnCl2, PbCl2,...
Là thành phần chính tạo nên lớp thành tế bào thực vật, giúp cho các mô thực vật có độ bền cơ học và tính đàn hồi. Cellulose có nhiều trong bông [95-98%], đay, gai, tre, nứa, gỗ... [Cellulose chiếm khoảng 40-45% trong gỗ].
Các mắt xích β-D-Glucose trong cellulose
Cellulose do các mắt xích β-D-Glucose liên kết với nhau bằng liên kết 1.4 Glycoside do vậy liên kết này thường không bền trong các phản ứng thủy phân.
Cellulose được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp của cây: 6nCO2+5nH2O-Clorophin,as->[C6H10O5]n +6nO2
Phản ứng thủy phân
Đun nóng lâu xenlulozơ với dung dịch axit sunfuric, các liên kết β-glicozit bị đứt tạo thành sản phẩm cuối cùng là glucozơ:
[C6H10O5]n + nH2O → nC6H12O6 [xúc tác H+, to]
Phản ứng này áp dụng trong sản xuất alcohol etylic công nghiệp, xuất phát từ nguyên liệu chứa xenlulozơ [vỏ bào, mùn cưa, tre, nứa, v.v...].
Phản ứng thủy phân xenlulozơ có thể xảy ra nhờ tác dụng xúc tác của enzim xenlulaza có trong cơ thể động vật nhai lại [trâu, bò...]. Cơ thể người không có enzim này nên không thể tiêu hóa được xenlulozơ.
Tác dụng với một số tác nhân base
- Phản ứng với NaOH và CS2. Sản xuất tơ visco:
Cho cellulose tác dụng với NaOH người ta thu được sản phẩm gọi là "cellulose kiềm", đem chế hóa tiếp với carbon disulfide sẽ thu được dung dịch xenlulozo xantogenat:
[C6H7O2[OH]3]n [Cellulose] → [C6H7O2[OH]2ONa]n [Cellulose kiềm] → [C6H7O2[OH]2O-CS2Na]n [Xenlulozo xantogenat]
Xenlulozo xantogenat tan trong kiềm tại thành dung dịch rất nhớt gọi là visco. Khi bơm dung dịch nhớt này qua những ống có các lỗ rất nhỏ [φ < 0,1mm] ngâm trong dung dịch H2SO4, xenlulozo xantogenat sẽ bị thủy phân cho ta xenlulozo hidrat ở dạng óng nuột gọi là tơ visco:
[C6H7O2[OH]2O-CS2Na]n [Xenlulozo xantogenat] + n/2H2SO4 → [C6H7O2[OH]3]n [Cellulose hydrate] + nCS2 + Na2SO4
Cellulose hydrate có công thức hóa học tương tự cellulose, nhưng do quá trình chế biến hóa học như trên, mạch polymer trở nên ngắn hơn, độ bền hóa học kém đi và háo nước hơn.
- Tác dụng của dung dịch Cu[OH]2 trong amonia:
Cellulose tan được trong dung dịch Cu[OH]2 trong amonia có tên là "nước Svayde" [Schweitzer's Reagent], trong đó Cu2+ tồn tại chủ yếu ở dạng phức chất Cu[NH3]n[OH]2. Khi ấy sinh ra phức chất của cellulose với ion đồng ở dạng dung dịch nhớt. Nếu ta bơm dung dịch nhớt này đi qua ống có những lỗ rất nhỏ ngâm trong nước, phức chất sẽ bị thủy phân thành cellulose hydrate ở dạng sợi, gọi là tơ đồng - amonia.
Phản ứng với một số axit hoặc anhiđrit axit tạo thành este
- Tác dụng của HNO3:
Đun nóng xenlulozo với hỗn hợp HNO3 và H2SO4 đậm đặc, tùy theo điều kiện phản ứng mà một, hai hay cả ba nhóm -OH trong mỗi mắt xích C6H10O5 được thay thế bằng nhóm -ONO2 tạo thành các este xenlulozo nitrat:
[C6H7O2[o…H]3]n + nHNO3 → [C6H7O2[OH]2ONO2]n [Xenlulozo mononitrat] + nH2O
[C6H7O2[OH]3]n + 2nHNO3 → [C6H7O2[OH][ONO2]2]n [Xenlulozo đinitrat] + 2nH2O
[C6H7O2[OH]3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2[ONO2]3]n [Xenlulozo trinitrat] + 3nH2O
Hỗn hợp xenlulozo mononitrat và Xenlulozo đinitrat [gọi là coloxilin] được dùng để tạo màng mỏng tại chỗ trên da nhằm bảo vệ vết thương, và dùng trong công nghệ cao phân tử [chế tạo nhựa xenluloit, sơn, phim ảnh...]. Xenlulozo trinitrat thu được [có tên gọi piroxilin] là một sản phẩm dễ cháy và nổ mạnh, được dùng làm chất nổ cho mìn, lựu đạn... và chế tạo thuốc súng không khói.
- Tác dụng của [CH3CO]2O: Xenlulozo tác dụng với abhiđrit axetic có H2SO4 xúc tác có thể tạo thành xenlulozo mono- hoặc đi- hoặc triaxetat. Ví dụ:
[C6H7O2[OH]3]n + 3n[CH3CO]2O → [C6H7O2[OCOCH3]3]n[xenlulozo triaxetat] + 3nCH3COOH
Trong công nghiệp xenlulozo triaxetat và xenlulozo điaxetat được dùng hỗn hợp hoặc riêng rẽ để sản xuất phim ảnh và tơ axetat. Chẳng hạn hòa tan hai este trên trong hỗn hợp axeton và etanol rồi bơm dung dịch thu được qua những lỗ nhỏ thành chùm tia đồng thời thổi không khí nóng [55 - 70oC] qua chùm tia đó để làm bay hơi axeton sẽ thu được những sợi mảnh khảnh gọi là tơ axetat. Tơ axetat có tính đàn hồi, bền bỉ và đẹp.
- Hợp chất cao phân tử
- Bột giấy
- ^ Nishiyama, Yoshiharu; Langan, Paul; Chanzy, Henri [2002]. “Crystal Structure and Hydrogen-Bonding System in Cellulose Iβ from Synchrotron X-ray and Neutron Fiber Diffraction”. J. Am. Chem. Soc. 124 [31]: 9074–9082. doi:10.1021/ja0257319. PMID 12149011.
- ^ a b c d “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0110”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ [NIOSH].
- ^ Yoonjung Kang, Andrea Hòa Phạm, Benjamin Storme. French loanwords in Vietnamese: the role of input language phonotactics and contrast in loanword adaptation. Trang 5.
| Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Xenlulose. |
- Cellulose [plant cell structure] tại Encyclopædia Britannica [tiếng Anh]
- "Cellulose" . Encyclopædia Britannica. Vol. 5 [11th ed.]. 1911.
- Structure and morphology of cellulose by Serge Pérez and William Mackie, CERMAV-CNRS
- Cellulose, by Martin Chaplin, London South Bank University
- Clear description of a cellulose assay method at the Cotton Fiber Biosciences unit of the USDA.
- Cellulose films could provide flapping wings and cheap artificial muscles for robots – TechnologyReview.com
Bài viết về chủ đề hóa học này vẫn còn sơ khai. Bạn có thể giúp Wikipedia mở rộng nội dung để bài được hoàn chỉnh hơn.
|
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Xenlulose&oldid=68479208”