химический каталог




Химия древесины и целлюлозы

Автор В.М.Никитин, А.В.Оболенская, В.П.Щеголев

целлюлозы. Кристаллическая решетка целлюлозы состоит из элементарных кристаллических ячеек. На основании рентгенографических данных было установлено, что элементарная ячейка Целлюлозы является моноклинной'. С помощью рентге'ноструктурного анализа были определены параметры ячейки2: а=8,2- 10г* см (8,2 А). Ь = 10,3-10-8 см (10,3 A); c = 7,9-10"8 см (7,9 А) и 6 = 83°.

Пространственную модель элементарной кристаллической

' ячейки целлюлозы впервые построили Марк и Мейер, а затем

усовершенствовали ее Мейер и Миш. Эта модель с небольшими

. уточнениями принята и в настоящее время, однако она не считается окончательной. N

При построении модели ячейки рассчитали число звеньев глюкозы СвНюОв в ячейке.

Л Объем ячейки

Число звеньев = .

Объем звена СвНюОв

Объем ячейки = (10,3.8,2-7,9)- 10_и = 667 ? Ю-" см3.

Объем звена=

162

1,62-6,022-10ш

где 162 —молекулярная масса звена CeHm05; 1,62 — плотность целлюлозы; 6,022 ? 1023 — число Авогадро.

1 У кубических ячеек ребра равны друг другу: а=Ь=с и угол в плоскости ас 8=90°; у ромбоэдрических ячеек а = Ь = с, но 8=5*90°; у моноклинных ячеек афЬФс и ft=j<=90°.

' Параметры ячейки (средние) приводятся в соответствии с последними литературными данными, причем следует заметить, что параметры несколько колеблются для целлюлоз из различных растительных источников.

106 ?

667-10-24 -1.62-6,022-10ю

Отсюда Число звеньев =

Таким образом, каждая' элементарная ячейка целлюлозы вмещает в свой объем четыре глюкоэных звена.

CHjOH

целлобиоза

Для построения модели ячейки, т. е, для размещения глю-козных звеньев в ячейке, сначала построили пространственные модели глюкозы и целлюлозы; при этом расстояние между атомами С приняли равным 1,54-Ю"8 см (1,54 А), а длину связей С—О 1,35- 10-8 см (1,35 А).

D-глюкоза

Оказалось, что длина остатка целлобиозы равна 10,3-10~° см (10,3 А), т. е. соответствует длине ребра b — наибольшего ребра элементарной ячейки. Это обусловлено тем, что в элементарной ячейке цепи целлюлозы ориентированы в направлении ребер 6.

С учетом числа звеньев в ячейке была предложена модель . моноклинной элементарной ячейки целлюлозы (рис. 26,а и б).

По каждому ребру Ь и в центре ячейки проходит цепь целлюлозы. Центральная цепь сдвинута на '/2 звена и идет в противоположном направлении. При таком расположении половина цепей направлена в одну сторону, половина — в другую (анти-параллельно) и на каждую ячейку приходится четыре звена. Вдоль ребер Ь действуют силы главных химических валентностей (р-глюкозидные связи 1—4). В направлении ребер а ги-дррксилы соседних цепей приближаются на расстояние 2,5- Ю-8 см (2,5 А). Поэтому здесь образуются водородные связи. Вдоль ребер с расстояние между гидроксилами 3,1 • 10~8cm (3,1 А) и в этом направлении действуют более слабые силы Ван-дер-Ваальса. Такая модель в основном согласуется с характером рентгенограмм целлюлозы и объясняет многие ее свойства.

Было показано, что все природные целлюлозы (из различных растительных источников) имеют рентгенограммы одного

107

и того же типа. Следовательно, все они имеют одну и ту же кристаллическую структуру. Для-целлюлозы, как и вообще для полимеров, характерен полиморфизм. Целлюлоза имеет несколько кристаллических модификаций, каждая из которых дает свою характерную рентгенограмму.

Кристаллическую модификацию природной целлюлозы называют целлюлозой I. Из других кристаллических модификаций наибольшее значение имеет целлюлоза II (гидратцеллю-лоза), которая получается при Обработке целлюлозы I 16— 18%-ным раствором NaOH (мерсеризация) с последующей отмывкой щелочи водой или же при осаждении целлюлозы из раствора, т. е. при получении регенерированной целлюлозы (см. подробнее на с. 300).

Элементарная ячейка целлюлозы II (рис. 26, в) имеет следующие параметры: а=8,Ы0-° см (8,1 -A); ft = 10,3• Ю-8 см (10,3 А); с-9,2- Ю-8 см (9,2 А) и 6 = 63". По сравнению с цел-люзой I цепи повернуты и центральные цепи несколько смещены. В результате происходит перераспределение и некоторое ослабление водородных связей.

В литературе приводятся и другие кристаллические модификации: целлюлозы III, IV и X. ,

Целлюлозу III получают набуханием целлюлоз I или II в жидком аммиаке или аминах, ее элементарная ячейка имеет следующие параметры: я = 7,8-10-а см (7,8 А), 6-10,3-Ю-' см (10,3 А)г с= 10,0-10-» см (10,0 А) и 6=58°. При нагревании целлюлоз I, II и III при высокой температуре (280° С) в глицерине образуется целлюлоза IV (высокотемпературная форма) с параметрами а=8,1-10-' см (8,1 А), 6=10,3-10-" см (10,3 А), с=7,9Х Х10-« см (7,9 А) и 8=90°.

При обработке целлюлозы I фосфорной или соляной кислотой получается целлюлоза X с ячейкой, подобной ячейке целлюлозы IV.

Следует заметить, что в последние годы стали накапливаться данные, говорящие о том, что модель ячейки Мейера и Миша не достаточно точно отражает кристаллическое строение природной целлюлозы. Некоторые исследователи предлагали, например, модели ячеек с удвоенными параметрами а а с, и др.; но эти данные также требуют д

страница 44
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

Скачать книгу "Химия древесины и целлюлозы" (7.01Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить мебельные ручки недорого
Y3B75EA
http://www.kinash.ru/etrade/goods/4401/city/Penza.html
вентилятор ywf4s-650 квадратным фланцем

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.08.2017)