|
|
I- TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN
Xenlulozơ là chất rắn hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước, ngay cả khi đun nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường như ete, benzen,...
Xenlulozơ là thành phần chính cấu tạo nên lớp màng tế bào thực vật, là bộ khung của cây cối. Xenlulozơ có nhiều trong bông $(95-98\%)$, đay, gai, tre, nứa $(50-80\%)$, gỗ $(40-50\%)$.
II- CẤU TRÚC PHÂN TỬ
Xenlulozơ, $(C_6H_{10}O_5)_n$, có phân tử khối rất lớn (khoảng $1.000.000-2.400.000$)
Xenlulozơ là một polime hợp thành từ các mắt xích $\beta -$glucozơ nối với nhau bởi các liên kết $\beta -1,4$ glicozit, phân tử xenlulozơ không phân nhánh, không xoắn.
Mỗi mắt xích $C_6H_{10}O_5$ có 3 nhóm $OH$ tự do, nên có thể viết công thức cấu tạo của xenlulozơ là $[C_6H_7O_2(OH)_3]_n$
III- TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Tương tự tinh bột, xenlulozơ không có tính khử; khi thủy phân xenlulozơ đến cùng thì thu được Glucozơ. Mỗi mắt xích $C_6H_{10}O_5$ có 3 nhóm $OH$ tự do nên xenlulozơ có tính chất của ancol đa chức.
1. Phản ứng của polisaccarit
Thí nghiệm: Cho một nhúm bông vào cốc đựng dung dịch $H_2SO_4 70\%$ đun nóng đồng thời khuấy đều đến khi thu được dung dịch đồng nhất.
Hình: a) Thủy phân xenlulozơ
b) Sản phẩm sau thủy phân
Trung hòa dung dịch thu được bằng dung dịch $NaOH 10\%$, sau đó đun nóng với dung dịch $AgNO_3 / NH_3$.
Hiện tượng: Bạc kim loại bám vào thành ống nghiệm.
Giải thích: Xenlulozơ bị thủy phân trong dung dịch axit nóng tạo ra glucozơ.
\[{({C_6}{H_{10}}{O_5})_n} + n{H_2}O\xrightarrow{{{H_2}S{O_4},{t^0}}}n{C_6}{H_{12}}{O_6}\]
Phản ứng thủy phân cũng xảy ra ở trong dạ dày động vật nhai lại (trâu,bò,...) nhờ enzim xenlulozơ.
2.Phản ứng của ancol đa chức
- Xenlulozơ phản ứng với $HNO_3$ đặc có $H_2SO_4$ đặc làm xúc tác.
Thí nghiệm: Cho 4 ml axit $HNO_3$ vào cốc thủy tinh, sau đó thêm tiếp 8 ml $H_2SO_4$ đặc, lắc đều và làm lạnh hỗn hợp bằng nước. Thêm tiếp vào cốc một nhúm bông. Đặt cốc chứa hỗn hợp phản ứng vào nồi nước nóng (khoảng $60-70$%) khuấy nhẹ trong 5 phút, lọc lấy chất rửa sạch bằng nước rồi ép khô bằng giấy lọc sau đó sấy khô (tránh lửa).
Hiện tượng: Sản phẩm thu được có màu vàng. Khi đốt, sản phẩm cháy nhanh, không khói, không tàn.
Giải thích: Xenlulozơ phản ứng với $(HNO_3+H_2SO_4)$ khi đun nóng cho xenlulozơ trinitrat:
\[{\left[ {{C_6}{H_7}{O_2}{{(OH)}_3}} \right]_n} + 3nHN{O_3}\xrightarrow{{{H_2}S{O_4},{t^0}}}{\left[ {{C_6}{H_7}{O_2}{{(ON{O_2})}_3}} \right]_n} + 3n{H_2}O\]
Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh được dùng làm thuốc súng.
- Xenlulozơ tác dụng với anhiđrit axetic $(CH_3CO)_2O$ sinh ra xenlulozơ triaxeta $[C_6H_7O_2(OOCCH_3)_3]_n$, là một chất dẻo dễ kéo thành tơ sợi.
- Sản phẩm của phản ứng giữa xenlulozơ với $CS_2$ (cacbon đisunfua) và $NaOH$ là một dung dịch rất nhớt gọi là visco. Khi bơm dung dịch nhớt này qua những lỗ rất nhỏ (đường kính 0,1 mm) ngâm trong dung dịch $H_2SO_4$ loãng, xenlulozơ được giải phóng qua dưới dạng những sợi dài và mảnh, óng mượt như tơ, gọi là tơ visco.
- Xenlulozơ không phản ứng với $Cu(OH)_2$, nhưng tan trong dung dịch $[Cu(NH_3)_4](OH)_2$.
IV- ỨNG DỤNG
- Các vật liệu chứa nhiều xenlulozơ như tre, gỗ, nứa,...thường được dùng làm vật liệu xây dựng, đồ dùng gia đình,...
- Xenlulozơ nguyên chất và gần nguyên chất được chế thành sợi, tơ, giấy viết, giấy làm bao bì, xenlulozơ trixetat dùng làm thuốc súng. Thủy phân xenlulozơ sẽ được glucozơ làm nguyên liệu để sản xuất etanol
|