Целюлоза

Сполука й будова молекули целюлози. З ланок сполуки -C6Hi0O5- такого ж, як і в крохмалю, побудовані ланцюгові молекули іншого природного полімеру - целюлози, або клітковини.

Целюлоза (від лат. cellula - клітка) широко поширена в природі, оскільки з її утворяться оболонки рослинних кліток. Якщо крохмаль - джерело енергії, то целюлоза- будівельний матеріал рослин. Рослинні волокна (бавовняні, конопельні, лляні) в основному, а деревина на 45 % складаються із целюлози. Майже чиста целюлоза відома вам у вигляді вати й фільтрувального паперу.

Зовнішнє розходження між цими волокнами й крохмалем очевидно, хоча полімерні ланцюги крохмалю й целюлози побудовані з однакових ланок. У чому ж причина розходження? Відповідь однозначна - у складі й будові молекул. Загальна формула целюлози, як і крохмалю,- (З6Н10ПРО5)„, однак ступінь полімеризації й молекулярна маса целюлози набагато більше, ніж у крохмалю: п становить 10-14 тисяч, відносна молекулярна маса - кілька мільйонів.

Крім того, як вам відомо, молекули крохмалю мають лінійна й розгалужена будова, молекули ж целюлози ниткообразные, лінійні, тому можуть утворювати волокна (мал. 12).

Є також і інші істотні особливості внутрішньої будови, які ми не розглядаємо, але які теж обумовлюють розходження між крохмалем і целюлозою.

Хімічні властивості целюлози. Целюлоза окисляється (горить) з утворенням вуглекислого газу й води й виділенням енергії:

Саме ця реакція відбувається при спалюванні деревини.

Як і крохмаль, целюлоза піддається гідролізу при нагріванні з розведеними кислотами, перетворюючись у глюкозу. Сумарне рівняння реакції:

У жуйних тварин і термітів в органах травлення є речовини, під впливом яких відбувається гід-

» Пригадаєте з курсу біології, яке значення клітковини для травлення.

Целюлоза піддається частковому гідролізу при силосуванні соломи, кукурудзи та ін., тому такі продукти є коштовним кормом для сільськогосподарських тварин.

У результаті нагрівання деревини без доступу повітря відбувається розкладання целюлози з утворенням деревного вугілля, метанолу й ряду інших коштовних кислородсодержащих сполук.

Застосування целюлози. Целюлоза широко застосовується у вигляді деревини (назвіть, де саме), тканин (яких?), з її виготовляють папір. Все це дозволяє затверджувати, що сучасна цивілізація значною мірою залежить від целюлози.

Щоб виготовити папір із целюлози, її необхідно насамперед виділити з деревини. Із цією метою застосовують спеціальні речовини, що розчиняють супутні компоненти, але не розчинюючу целюлозу, яку можна відокремити фільтруванням.

Велика кількість коштовних речовин утвориться в результаті хімічної переробки целюлози. Серед них - штучний шовк, вибухові речовини, спирти.

У біомасі рослин, основним компонентом якої є целюлоза, на земній кулі запасена величезна кількість енергії. Виявляється, цю енергію можна осободить, використовуючи продукти переробки біомаси. Сучасна наука розглядає її як перспективну сировину для одержання вуглеводнів і інших коштовних органічних речовин. Це досягається методами біотехнології, що передбачає використання ферментів (біохімічних каталізаторів). Отримані в такий спосіб продукти поки мають порівняно високу вартість, але в майбутньому до нафти, природному газу й кам'яному вугіллю як джерелам органічних сполук додасться ще й біомаса.

Завдання для самоконтролю

71. Зрівняєте сполуку й будову крохмалю й целюлози. Складіть порівняльну таблицю.

72. Поясните практичне значення реакції гідролізу целюлози.

73. Яким шляхом, на вашу думку, можна перетворити клітковину в етиловий спирт? Які реакції відбуваються при цьому? Складіть їхні рівняння.

74. Іноді можна зустріти неправильне вживання терміна «вуглеводи» замість «вуглеводні», і навпаки. Поясните ці терміни.