Целлюлоза. Строение молекулы

Молекулярная формула целлюлозы (C₆H₁₀O₅)n, как и у крахмала. Целлюлоза тоже является природным полимером. Её макромолекула состоит из многих остатков молекул глюкозы.

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 молекул β-глюкозы и имеют линейное строение. Макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении и образуют волокна (лён, хлопок, конопля).

В каждом остатке молекулы глюкозы содержатся три гидроксильные группы.

Физические свойства

Целлюлоза – волокнистое вещество, нерастворимое ни в воде, ни в обычных органических растворителях. Растворителем её является реактив Швейцера – раствор гидроксида меди (II) с аммиаком, с которым она одновременно и взаимодействует.

Химические свойства

1)

тринитроцеллюлоза

2) (C₆H₁₀O₅)n +nH₂O à nC₆H₁₂O₆ (При t и в присутствии H₂SO₄)

Применение

Целлюлоза используется человеком с очень древних времён. Её применение весьма разнообразно. Основные продукты, получаемые из древесины: получение киноплёнки, искусственного шёлка, скипидара, древесного угля, уксусной кислоты, метанола, канифоли, смолы, глюкозы, кормовых дрожжей, бумаги, бездымного пороха.

Большое значение имеют продукты этерификации целлюлозы. Так, например, из ацетилцеллюлозы получают ацетатный шёлк. Для этого триацетилцеллюлозу растворяют в смеси дихлорметана и этанола. Образовавшийся вязкий раствор продавливают через фильеры – металлические колпачки с многочисленными отверстиями. Тонкие струи раствора опускаются в шахту, через которую противотоком проходит нагретый воздух. В результате растворитель испаряется и триацетилцеллюлоза выделяется в виде длинных нитей, из которых прядением изготовляют ацетатный шёлк.

 

Задача № 16. Решение.

Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

.Cl + O₃ =. ClO + O₂

c1(O₃) = 0,3 моль/л; t1 = 15 c; c2(O₃) = 0,15 моль/л; t2 = 35 c

v =?

Скорость реакции определяется как изменение концентрации участвующего в ней вещества, отнесенной к промежутку времени, за который произошло это изменение, а именно:

v = {c1(O₃) - c2(O₃)} / (t2 - t1) = (0,30 - 0,15): (35 - 15) [(моль/л):c] = 0,0075 моль/(л. с)

Ответ: 0,0075 моль / (л. с).

Билет № 17.

1. Электролиз расплавов солей. Применение электролиза.

2. Анилин. Амины. Физические и химические свойства. Получение. Применение.

3. Задача № 17. Диоксид серы - самый распространенный загрязнитель воздуха. Он опасен для здоровья людей, особенно тех, кто страдает заболеваниями дыхательных путей. Диоксид серы снижает продуктивность сельскохозяйственных культур, замедляет рост леса, пагубно действует на строительные материалы, содержащие карбонат кальция. В атмосфере диоксид серы окисляется до триоксида серы; при этом роль катализатора играет находящаяся в воздухе пыль оксидов металлов. Капли влаги превращают SO₃ в серную кислоту, которая вместе с атмосферными осадками выпадает в виде "кислотных дождей". Рассчитайте значение константы скорости реакции диоксида серы с атомным кислородом, если при концентрациях SO₂ и [O], равных соответственно 0,25 моль/л и 0,6 моль/л, скорость реакции равна 0,003 моль / (л. с).

 

Электролиз расплавов солей.

Электролиз – это окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах, если через раствор или расплав электролита пропускают постоянный электрический ток.

В теоретическом плане простейшим примером электролиза является электролиз расплавов.

Рассмотрим процесс электролиза расплава NaCl.

Под действием электрического поля катионы Na⁺ движутся к катоду и принимают от него электроны:

Na⁺ + e = Na⁰ – процесс восстановления.

Анионы Cl^-- движутся к аноду и отдают электроны:

2Cl^-- -- 2e = Cl₂⁰ – процесс окисления.

Суммарная реакция:

Na⁺ + e = Na⁰ 2

2Cl^-- -- 2e = Cl₂⁰ 1

2Na⁺ + 2Cl^-- = 2Na⁰ + Cl₂⁰

или:

На катоде выделяется металлический натрий, на аноде – газообразный хлор.

Эта реакция является окислительно-восстановительной; на катоде всегда идёт процесс восстановления, на аноде всегда идёт процесс окисления.

Сущность электролиза состоит в том, что за счёт электрической энергии осуществляется химическая реакция, которая не может протекать самопроизвольно.

Электролиз расплавов и электролиз растворов отличаются друг от друга.

В растворе соли кроме ионов металла и кислотного остатка присутствуют молекулы воды и ионы H⁺, OH^— – продукты диссоциации H₂O. Поэтому при рассмотрении реакций на электродах необходимо учитывать возможность участия молекул H₂O в электролизе.

Применение электролиза.

Электролиз широко применяется при получении наиболее активных металлов (K, Na, Ca, Mg, Al), некоторых активных металлов (Cl₂, F₂), а также сложных веществ (NaOH, KOH, KClO₃). Электролизом пользуются для покрытия металлических предметов никелем, хромом, цинком, оловом, золотом и так далее.