Опыт 2 Растворение целлюлозы в медно-аммиачном растворе (реактиве Швейцера)
Целлюлоза не растворяется в большинстве известных растворителей. С образованием молекулярных соединений она растворяется в медноаммиачном растворе [Cu(NН3)4](OH)2 (реактиве Швейцера), четвертичных аммониевых основаниях [(R)4N]OH и др. При растворении целлюлозы в реактиве Швейцера атомы водорода двух свободных гидроксильных групп замещаются атомом меди, а водород третьей гидроксильной группы ионизируется с образованием катиона аммония. Под действием кислот, концентрированных щелочей и растворов солей комплекс разрушается. При этом выделяется целлюлоза, не имеющая характерного для природной клетчатки волокнистого строения. Нити клетчатки, получаемые в технике этим путем, являются одним из видов искусственного волокна (медно-аммиачный искусственный шелк).
Реактивы: медно-аммиачный раствор, концентрированная соляная кислота, вата гигроскопическая.
В пробирку наливают 4–5 мл медно-аммичного раствора (реактив Швейцера), опускают в него маленький кусочек гигроскопической ваты (целлюлоза) и тщательно перемешивают содержимое пробирки стеклянной палочкой до полного растворения ваты. Получается вязкий прозрачный раствор ярко-синего цвета. К полученному раствору добавляют 10–15 капель концентрированной соляной кислоты. Выделяется клетчатка, которая потеряла свое волокнистое строение и имеет вид гомогенной студенистой массы.
Опыт 3 Получение растительного пергамента (амилоида) из целлюлозы
|
|
|
Частичный гидролиз целлюлозы происходит уже при непродолжительном действии серной кислоты. Продукты частичного гидролиза (целлодекстрины) при промывании водой и высушивании образуют прочную пленку (растительный пергамент), которая склеивает поверхностные волокна бумаги. Продукт обработки целлюлозы концентрированной серной кислотой получил название амилоида вследствие сходства с крахмалом, а также потому, что частично гидролизованная целлюлоза также дает с йодом синее окрашивание.
Реактивы: 80 %-й раствор серной кислоты, 5 %-й раствор аммиака, фильтровальная бумага.
В фарфоровые чашки наливают: в первую – 80 %-й раствор серной кислоты, во вторую – дистиллированную воду, в третью – 5 %-й раствор аммиака. В чашку с раствором серной кислоты на 40–50 с погружают полоску фильтровальной бумаги, сухой конец которой держат в руках. Затем бумагу промывают в чашке с дистиллированной водой, остатки кислоты нейтрализуют 5 %-м раствором аммиака. Просушивают полученный растительный пергамент между листками фильтровальной бумаги.
Обработанная кислотой бумага отличается большой прочностью, становится полупрозрачной и плохо смачивается водой.
|
|
|
Опыт 4. Кислотный гидролиз клетчатки
В процессе гидролиза целлюлоза превращается в продукты со все уменьшающейся величиной молекулярной массы: целлодекстрины, гекса-, тетра- и трисахариды, целлобиоза и D-глюкоза. Олигосахариды и D-глюкоза содержат свободные глюкозидные гидроксилы и обладают выраженными восстанавливающими свойствами.
Реактивы: концентрированная серная кислота, 10 %-й раствор гидроксида натрия, реактив Феллинга, универсальная индикаторная бумага, мелко нарезанная фильтровальная бумага.
В сухую пробирку помещают несколько мелко нарезанных кусочков фильтровальной бумаги и приливают 1 мл концентрированной серной кислоты. Содержимое пробирки тщательно перемешивают стеклянной палочкой до полного образования бесцветного вязкого раствора. После этого к нему осторожно при перемешивании по каплям добавляют 1 мл дистиллированной воды. Пробирку ставят на кипящую водяную баню. Смесь нагревают 10–15 мин при регулярном перемешивании. После охлаждения жидкость нейтрализуют 10 %-м раствором гидроксида натрия (контроль по универсальной индикаторной бумаге). С продуктами гидролиза целлюлозы проводят реакцию с феллинговой жидкостью.
Контрольные вопросы
|
|
|
1. Напишите формулу целлюлозы.
2. Что такое мерсеризация? Зачем она применяется в промышленности?
3. Напишите уравнения реакций взаимодействия алкалицеллюлозы с метилиодидом, с уксусным ангидридом и хлорангидридом уксусной кислоты.
4. За счет чего целлюлоза растворяется в реактиве Швейцера? Как это применяется в промышленности?
5. Рассчитайте молекулярную массу амилозы, амилопектина и целлюлозы, исходя из данных о числе моносахаридных остатков в каждом из полимеров.
6. Напишите уравнение реакции гидролиза целлюлозы.
7. Что такое амилоид?
8. Расскажите о промежуточных продуктах, образующихся при кислотном гидролизе целлюлозы.
9. Из эфиров целлюлозы наибольшее значение имеют уксуснокислые (ацетаты). Они используются для производства пленок, лаков, волокна, пластмасс. Напишите уравнение реакции получения ацетата целлюлозы.
10.Метиловый эфир целлюлозы используется в качестве клеящего материала. Напишите уравнение реакции его получения.
11.Карбоксиметиловый эфир целлюлозы (КМЦ) получают действием на целлюлозу хлоруксусной кислоты или ее натриевой соли. Напишите уравнение реакции.
12.Напишите реакцию нитрования целлюлозы. Где применяются продукты этой реакции?
13.Можно ли отличить целлюлозу и амилозу по продуктам полного метилирования с последующим гидролизом? Ответ обоснуйте.
14.В больших масштабах в промышленности получают ксантогенат целлюлозы – эфир дитиоугольной кислоты – как промежуточный продукт производства вискозы. Для этого алкалицеллюлозу обрабатывают сероуглеродом (CS2). Напишите уравнение реакции получения ксантогената целлюлозы.
Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 1793; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!