6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2-Q еакция фотосинтеза! Молекулярная формула целлюлозы (-C6H10O5-)n, как и у крахмала. Целлюлоза тоже является природным полимером. Ее макромалекула состоит из многих остатков молекул глюкозы. Может воэникнуть вопрос: почему крахмал и целлюлоза – вещества с одинаковой молекулярной формулой – обладают различными свойствами? При рассмотрении синтетических полимеров мы уже выяснили, что их свойства зависят от числа элементарных звеньев и их структуры. Это же положение относится и к природным полимерам. Оказывается, степень полимеризации у целлюлозы намного больше, чем у крахмала. Кроме того, сравнивая структуры этих природных полимеров, установили, что макромолекулы целлюлозы, в отличие от крахмала, состоят из остатков молекулы (-глюкозы и имеют только линейное строение. Макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении и образуют волокна (лен, хлопок, конопля) . В каждом остатке молекулы глюкозы содержатся три гидроксильные группы. Физические свойства. Целлюлоза – волокнистое вещество. Она не плавится и не переходит в парообразное состояние: при нагревании примерно до 350оС целлюлоза разлагается – обугливается. Целлюлоза нерастворима ни в воде, ни в большинстве других неорганических и органических растворителях. Не целлюлозы растворяться в воде – неожиданное свойство для вещества, содержащего по три гидроксильные группы на каждые шесть атомов углерода. Хорошо известно, что полигидроксильные соединения легко растворяются в воде. Нерастворимость целлюлозы объясняется тем, что ее волокна представляют собой как бы «пучки» расположенных параллельно нитевидных молекул, связанных множеством водородных связей, которые образуются в результате взаимодействия гидроксильных групп. Внутрь подобного «пучка» растворитель проникнуть не может, а следовательно, не происходит и отрыва молекул друг от друга. Растворителем целлюлозы является реактив Швейцера – раствор гидроксида меди (II) с аммиаком, с которым она одновременно и взаимодействует. Концентрированные кислоты (серная, фосфорная) и концентрированный раствор хлорида цинка также растворяют целлюлозу, но при этом происходит ее частичный распад (гидролиз) , сопровождающийся уменьшением молекулярной массы. Получение. Образцом почти чистой целлюлозой является вата, полученная из очищенного хлопка. Основную массу целлюлозы выделяют из древесины, в которой она содержится вместе с другими веществами. Наиболее распространенным методом получения целлюлозы в нашей стране является так называемый сульфитный. По этому методу измельченную древесину в присутствии раствора гидросульфита кальция Ca(HSO3)2 или гидросульфита натрия NaHSO3 нагревают в автоклавах при давлении 0,5–0,6 МПа и температуре 150о С. При этом все другие вещества разрушаются, а целлюлоза выделяется в сравнительно чистом виде. Ее промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую переработку, большей частью на производство бумаги. Применение. Целлюлоза используется человеком с очень древних времен. Сначала применяли древесину как горючий и строительный материал; затем хлопковые, льняные и другие волокна стали использовать как текстильное сырье. Первые промышленные химической переработки древесины возникли в связи с развитием бумажной промышленности. Бумага – это тонкий слой волокон клетчатки, спрессованных и проклеенных для создания механической прочности, гладкой поверхности, для предотвращения растекания чернил. Первоначально для изготовления бумаги употребляли растительное сырье, из которого чисто механически можно было получить необходимые волокна, стебли риса (так называемая рисовая бумага) , хлопка, использовали также изношенные ткани. Однако по мере развития книгопечатания перечисленных источников сырья стало не хватать для удовлетворения растущей потребности бумаги. Особенно много бумаги расходуется для печатания газет, причем вопрос о качестве (белизне, прочности, долговечности) для газетной бумаги значения не имеет. Зная, ч
Дано: m (Н2О) = 150 г m (P2O5) = 10 г Найти: ω (Н3РО4) - ? Напомню, что при температуре выше +213 °C она превращается в пирофосфорную кислоту H4P2O7. Решение: 1) Написать уравнение реакции: P2O5 + 3H2O = 2H3PO4; 2) Найти количество вещества P2O5 и H2O: n (P2O5) = m (P2O5) / Mr (P2O5) = 10 / 142 = 0,07 моль; n (H2O) = m (H2O) / Mr (H2O) = 150 / 18 = 8,33 моль; 3) Производить дальнейший расчет по P2O5 (т.к. находится в недостатке); 4) Найти количество вещества H3PO4 (учитывая уравнение реакции, 2H3PO4 в 2 раза больше): n (H3PO4) = n (P2O5) * 2 = 0,07 * 2 = 0,14 моль; 5) Найти массу вещества H3PO4: m (H3PO4) = n (H3PO4) * Mr (H3PO4) = 0,14 * 98 = 13,72 г; 6) Найти массу раствора H3PO4: m р-ра (H3PO4) = m р-ра исх. = m (Н2О) + m (P2O5) = 150 + 10 = 160 г; 7) Найти массовую долю H3PO4 в растворе: ω (Н3РО4) = m (Н3РО4) * 100% / m р-ра (Н3РО4) = 13,72 * 100% / 160 = 8,575%. ответ: Массовая доля H3PO4 в растворе составила 8,575%.
Молекулярная формула целлюлозы (-C6H10O5-)n, как и у крахмала. Целлюлоза тоже является природным полимером. Ее макромалекула состоит из многих остатков молекул глюкозы. Может воэникнуть вопрос: почему крахмал и целлюлоза – вещества с одинаковой молекулярной формулой – обладают различными свойствами?
При рассмотрении синтетических полимеров мы уже выяснили, что их свойства зависят от числа элементарных звеньев и их структуры. Это же положение относится и к природным полимерам. Оказывается, степень полимеризации у целлюлозы намного больше, чем у крахмала. Кроме того, сравнивая структуры этих природных полимеров, установили, что макромолекулы целлюлозы, в отличие от крахмала, состоят из остатков молекулы (-глюкозы и имеют только линейное строение. Макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении и образуют волокна (лен, хлопок, конопля) .
В каждом остатке молекулы глюкозы содержатся три гидроксильные группы.
Физические свойства.
Целлюлоза – волокнистое вещество. Она не плавится и не переходит в парообразное состояние: при нагревании примерно до 350оС целлюлоза разлагается – обугливается. Целлюлоза нерастворима ни в воде, ни в большинстве других неорганических и органических растворителях.
Не целлюлозы растворяться в воде – неожиданное свойство для вещества, содержащего по три гидроксильные группы на каждые шесть атомов углерода. Хорошо известно, что полигидроксильные соединения легко растворяются в воде. Нерастворимость целлюлозы объясняется тем, что ее волокна представляют собой как бы «пучки» расположенных параллельно нитевидных молекул, связанных множеством водородных связей, которые образуются в результате взаимодействия гидроксильных групп. Внутрь подобного «пучка» растворитель проникнуть не может, а следовательно, не происходит и отрыва молекул друг от друга.
Растворителем целлюлозы является реактив Швейцера – раствор гидроксида меди (II) с аммиаком, с которым она одновременно и взаимодействует.
Концентрированные кислоты (серная, фосфорная) и концентрированный раствор хлорида цинка также растворяют целлюлозу, но при этом происходит ее частичный распад (гидролиз) , сопровождающийся уменьшением молекулярной массы.
Получение.
Образцом почти чистой целлюлозой является вата, полученная из очищенного хлопка. Основную массу целлюлозы выделяют из древесины, в которой она содержится вместе с другими веществами. Наиболее распространенным методом получения целлюлозы в нашей стране является так называемый сульфитный. По этому методу измельченную древесину в присутствии раствора гидросульфита кальция Ca(HSO3)2 или гидросульфита натрия NaHSO3 нагревают в автоклавах при давлении 0,5–0,6 МПа и температуре 150о С. При этом все другие вещества разрушаются, а целлюлоза выделяется в сравнительно чистом виде. Ее промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую переработку, большей частью на производство бумаги.
Применение.
Целлюлоза используется человеком с очень древних времен. Сначала применяли древесину как горючий и строительный материал; затем хлопковые, льняные и другие волокна стали использовать как текстильное сырье. Первые промышленные химической переработки древесины возникли в связи с развитием бумажной промышленности.
Бумага – это тонкий слой волокон клетчатки, спрессованных и проклеенных для создания механической прочности, гладкой поверхности, для предотвращения растекания чернил. Первоначально для изготовления бумаги употребляли растительное сырье, из которого чисто механически можно было получить необходимые волокна, стебли риса (так называемая рисовая бумага) , хлопка, использовали также изношенные ткани. Однако по мере развития книгопечатания перечисленных источников сырья стало не хватать для удовлетворения растущей потребности бумаги. Особенно много бумаги расходуется для печатания газет, причем вопрос о качестве (белизне, прочности, долговечности) для газетной бумаги значения не имеет. Зная, ч
m (P2O5) = 10 г
Найти: ω (Н3РО4) - ? Напомню, что при температуре выше +213 °C она превращается в пирофосфорную кислоту H4P2O7.
Решение: 1) Написать уравнение реакции: P2O5 + 3H2O = 2H3PO4;
2) Найти количество вещества P2O5 и H2O: n (P2O5) = m (P2O5) / Mr (P2O5) = 10 / 142 = 0,07 моль; n (H2O) = m (H2O) / Mr (H2O) = 150 / 18 = 8,33 моль;
3) Производить дальнейший расчет по P2O5 (т.к. находится в недостатке);
4) Найти количество вещества H3PO4 (учитывая уравнение реакции, 2H3PO4 в 2 раза больше): n (H3PO4) = n (P2O5) * 2 = 0,07 * 2 = 0,14 моль;
5) Найти массу вещества H3PO4: m (H3PO4) = n (H3PO4) * Mr (H3PO4) = 0,14 * 98 = 13,72 г;
6) Найти массу раствора H3PO4: m р-ра (H3PO4) = m р-ра исх. = m (Н2О) + m (P2O5) = 150 + 10 = 160 г;
7) Найти массовую долю H3PO4 в растворе: ω (Н3РО4) = m (Н3РО4) * 100% / m р-ра (Н3РО4) = 13,72 * 100% / 160 = 8,575%.
ответ: Массовая доля H3PO4 в растворе составила 8,575%.