सेल्यूलोज और उसके उपग्रहों की संरचना और गुण। सेल्यूलोज के भौतिक, रासायनिक गुण

सेल्यूलोज (फ्रेंच सेल्युलोज, लैटिन सेल्युला से, शाब्दिक रूप से - एक कमरा, एक सेल, यहाँ - एक सेल)

सेल्यूलोज, सबसे आम प्राकृतिक पॉलिमर में से एक (पॉलीसेकेराइड (पॉलीसेकेराइड देखें)); पौधों की कोशिका भित्ति का मुख्य घटक, जो पौधों के ऊतकों की यांत्रिक शक्ति और लोच को निर्धारित करता है। इस प्रकार, कपास के बीजों के बालों में जिंक की मात्रा 97-98%, बास्ट प्लांट्स (सन, रेमी, जूट) के तनों में 75-90%, लकड़ी में 40-50%, बेंत, अनाज, सूरजमुखी 30- 40%। यह कुछ निचले अकशेरुकी जीवों के शरीर में भी पाया जाता है।

शरीर में, जस्ता मुख्य रूप से एक निर्माण सामग्री के रूप में कार्य करता है और शायद ही चयापचय में भाग लेता है। स्तनधारियों (एमाइलेज, माल्टेज़) के जठरांत्र संबंधी मार्ग के सामान्य एंजाइमों द्वारा सी को साफ नहीं किया जाता है; एंजाइम सेल्युलेस की क्रिया के तहत, शाकाहारी जीवों के आंतों के माइक्रोफ्लोरा द्वारा स्रावित, सी। डी-ग्लूकोज में विघटित हो जाता है। सी का जैवसंश्लेषण डी-ग्लूकोज के सक्रिय रूप की भागीदारी के साथ आगे बढ़ता है।

सेल्यूलोज की संरचना और गुण।सी - सफेद रंग की रेशेदार सामग्री, घनत्व 1.52-1.54 जी/सेमी 3 (20 डिग्री सेल्सियस)। सी तथाकथित में घुलनशील। कॉपर-अमोनिया घोल [25% जलीय अमोनिया घोल में अम्मिनकुप्रम (II) हाइड्रॉक्साइड का घोल], चतुर्धातुक अमोनियम क्षारों के जलीय घोल, अमोनिया या एथिलीनडायमाइन के साथ पॉलीवलेंट धातुओं (Ni, Co) के हाइड्रॉक्साइड के जटिल यौगिकों के जलीय घोल, का क्षारीय घोल सोडियम टार्ट्रेट के साथ एक आयरन कॉम्प्लेक्स (III), डाइमिथाइलफॉर्मामाइड में नाइट्रोजन डाइऑक्साइड का घोल, केंद्रित फॉस्फोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड (एसिड में विघटन जस्ता के विनाश के साथ होता है)।

ग्लूकोज के मैक्रोमोलेक्यूल्स डी-ग्लूकोज (ग्लूकोज देखें) की प्राथमिक इकाइयों से निर्मित होते हैं, जो 1,4-β-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से रैखिक असंबद्ध श्रृंखलाओं में जुड़े होते हैं:

सी. आमतौर पर क्रिस्टलीय पॉलिमर के रूप में जाना जाता है। यह बहुरूपता की घटना की विशेषता है, अर्थात, कई संरचनात्मक (क्रिस्टलीय) संशोधनों की उपस्थिति जो क्रिस्टल जाली के मापदंडों और कुछ भौतिक और रासायनिक गुणों में भिन्न होती है; मुख्य संशोधन Ts I (प्राकृतिक Ts।) और Ts II (हाइड्रेट सेल्युलोज) हैं।

C. की एक जटिल सुपरमॉलेक्यूलर संरचना है। इसका प्राथमिक तत्व एक माइक्रोफाइब्रिल है, जिसमें कई सौ मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं और एक सर्पिल का आकार होता है (मोटाई 35-100 , लंबाई 500-600 और अधिक)। माइक्रोफाइब्रिल्स बड़ी संरचनाओं (300-1500 ) में संयोजित होते हैं, जो कोशिका भित्ति की विभिन्न परतों में भिन्न रूप से उन्मुख होते हैं। तथाकथित द्वारा तंतुओं को "सीमेंटेड" किया जाता है। एक मैट्रिक्स जिसमें कार्बोहाइड्रेट प्रकृति (हेमीसेल्यूलोज, पेक्टिन) और प्रोटीन (एक्सटेंसिन) की अन्य बहुलक सामग्री होती है।

जिंक मैक्रोमोलेक्यूल की प्राथमिक इकाइयों के बीच ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड एसिड द्वारा आसानी से हाइड्रोलाइज्ड हो जाते हैं, जो एसिड उत्प्रेरक की उपस्थिति में जलीय माध्यम में जिंक के विनाश का कारण बनता है। सी के पूर्ण हाइड्रोलिसिस का उत्पाद ग्लूकोज है; यह प्रतिक्रिया सेल्युलोज युक्त कच्चे माल से एथिल अल्कोहल के उत्पादन के लिए औद्योगिक विधि का आधार है (पौधे सामग्री का हाइड्रोलिसिस देखें)। जस्ता का आंशिक हाइड्रोलिसिस होता है, उदाहरण के लिए, जब इसे पौधों की सामग्री से अलग किया जाता है और रासायनिक प्रसंस्करण के दौरान होता है। जस्ता के अधूरे हाइड्रोलिसिस द्वारा, इस तरह से किया जाता है कि विनाश केवल संरचना के खराब क्रम वाले वर्गों में होता है, तथाकथित। माइक्रोक्रिस्टलाइन "पाउडर" सी। - बर्फ-सफेद मुक्त बहने वाला पाउडर।

ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, जिंक 120-150 डिग्री सेल्सियस तक स्थिर रहता है; तापमान में और वृद्धि के साथ, प्राकृतिक सेल्यूलोज फाइबर नष्ट हो जाते हैं, हाइड्रेटेड सेल्युलोज फाइबर निर्जलीकरण से गुजरते हैं। 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, फाइबर का ग्राफिटाइजेशन (कार्बोनाइजेशन) होता है - कार्बन फाइबर के उत्पादन में इस्तेमाल की जाने वाली एक प्रक्रिया (कार्बन फाइबर देखें)।

मैक्रोमोलेक्यूल की प्राथमिक इकाइयों में हाइड्रॉक्सिल समूहों की उपस्थिति के कारण, जस्ता आसानी से एस्ट्रिफ़ाइड और अल्काइलेटेड होता है; इन प्रतिक्रियाओं का व्यापक रूप से उद्योग में जस्ता के सरल और जटिल ईथर प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है (सेलूलोज़ ईथर देखें)। सी. ठिकानों के साथ प्रतिक्रिया करता है; कास्टिक सोडा के केंद्रित समाधानों के साथ बातचीत, जिससे क्षारीय जस्ता (जस्ता का मर्सरीकरण) का निर्माण होता है, जस्ता एस्टर के उत्पादन में एक मध्यवर्ती चरण है। (उदाहरण के लिए, आयोडिक एसिड और इसके लवण) - चयनात्मक (यानी, वे OH का ऑक्सीकरण करते हैं) कुछ कार्बन परमाणुओं पर समूह)। जिंक का ऑक्सीडेटिव विनाश विस्कोस के उत्पादन के अधीन है (विस्कोस देखें) (क्षारीय जस्ता के पूर्व-पकने का चरण); C के विरंजन के दौरान भी ऑक्सीकरण होता है।

सेल्युलोज का उपयोग।कागज का उत्पादन जस्ता से किया जाता है (कागज देखें) , कार्डबोर्ड, विभिन्न प्रकार के कृत्रिम फाइबर - हाइड्रेटेड सेल्युलोज (विस्कोस फाइबर, कॉपर अमोनियम फाइबर (देखें। कॉपर अमोनियम फाइबर)) और सेल्युलोज ईथर (एसीटेट और ट्राईसेटेट - एसीटेट फाइबर देखें) , फिल्में (सिलोफेन), प्लास्टिक और वार्निश (एट्रोल, हाइड्रेट सेल्युलोज फिल्में, ईथर सेलुलोज वार्निश देखें)। कपड़ा उद्योग में कपास (कपास, बास्ट) के साथ-साथ कृत्रिम रेशों से प्राकृतिक रेशों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। जिंक के डेरिवेटिव (मुख्य रूप से ईथर) का उपयोग प्रिंटिंग स्याही, आकार और परिष्करण की तैयारी, धुआं रहित पाउडर के निर्माण में निलंबन स्टेबलाइजर्स और अन्य के लिए मोटाई के रूप में किया जाता है। माइक्रोक्रिस्टलाइन जिंक दवाओं के निर्माण में एक भराव के रूप में विश्लेषणात्मक में एक सॉर्बेंट के रूप में प्रयोग किया जाता है और प्रारंभिक क्रोमैटोग्राफी।

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समानार्थी शब्द:

देखें कि "सेल्युलोज" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

सेल्युलोज ... विकिपीडिया

1) अन्यथा फाइबर; 2) लकड़ी, मिट्टी और कपास के मिश्रण से बना एक प्रकार का चर्मपत्र कागज। रूसी भाषा में प्रयोग में आने वाले विदेशी शब्दों का एक पूरा शब्दकोश। पोपोव एम।, 1907। सेलूलोज़ 1) फाइबर; 2) लकड़ी से बने कागज के मिश्रण के साथ ... रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

रूसी पर्यायवाची शब्द गॉसिपिन, सेल्युलोज, फाइबर डिक्शनरी। सेल्यूलोज संज्ञा, पर्यायवाची शब्दों की संख्या: 12 क्षारसेलुलोज (1)… पर्यायवाची शब्दकोश

- (С6Н10О5), POLYSACCHARIDES के समूह से एक कार्बोहाइड्रेट, जो पौधों और शैवाल की कोशिका भित्ति का एक संरचनात्मक घटक है। इसमें ग्लूकोज की समानांतर अशाखित श्रृंखलाएं होती हैं, जो एक दूसरे के साथ एक स्थिर संरचना में जुड़ी होती हैं। ... ... वैज्ञानिक और तकनीकी विश्वकोश शब्दकोश

सेल्युलोज, पौधों की कोशिका भित्ति का मुख्य सहायक पॉलीसेकेराइड और कुछ अकशेरूकीय (एसिडियन); सबसे आम प्राकृतिक पॉलिमर में से एक। 30 अरब टन कार्बन में से राई के लिए उच्च पौधे सालाना जैविक में परिवर्तित हो जाते हैं। कनेक्शन ठीक... जैविक विश्वकोश शब्दकोश

सेल्यूलोज- उह। सेल्यूलोज एफ।, जर्मन। ज़ेलुलोज लैट। सेल्युला सेल.1. फाइबर के समान। बीएएस 1. 2. रासायनिक रूप से उपचारित लकड़ी और कुछ पौधों के तनों से प्राप्त पदार्थ; कागज, रेयान, साथ ही साथ ... के उत्पादन के लिए कार्य करता है रूसी भाषा के गैलिसिज़्म का ऐतिहासिक शब्दकोश

- (अक्षांश से फ्रेंच सेल्युलोज। सेल्युला, अक्षर। कमरा, यहाँ एक कोशिका है) (फाइबर), ग्लूकोज अवशेषों द्वारा निर्मित एक पॉलीसेकेराइड; पौधों की कोशिका भित्ति का मुख्य घटक, जो पौधे की यांत्रिक शक्ति और लोच को निर्धारित करता है ... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

- (या सेल्युलोज), सेल्युलोज, pl। नहीं, महिला (अक्षांश से। सेल्युला सेल)। 1. 1 मान में फाइबर के समान। (बॉट।) 2. रासायनिक रूप से उपचारित लकड़ी और कुछ पौधों के तनों से प्राप्त पदार्थ और कागज, कृत्रिम ... Ushakov . का व्याख्यात्मक शब्दकोश

सेलुलोज, रों, पत्नियों। फाइबर के समान (1 मान में)। | विशेषण सेल्यूलोज, ओह, ओह। ओज़ेगोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश। एस.आई. ओज़ेगोव, एन.यू. श्वेदोवा। 1949 1992 ... Ozhegov . का व्याख्यात्मक शब्दकोश

सेलूलोज़। फाइबर देखें। (

अपने पूरे जीवन में, हम बड़ी संख्या में वस्तुओं से घिरे रहते हैं - कार्डबोर्ड बॉक्स, ऑफ़सेट पेपर, प्लास्टिक बैग, विस्कोस कपड़े, बांस के तौलिये और बहुत कुछ। लेकिन कम ही लोग जानते हैं कि इनके निर्माण में सेल्यूलोज का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। यह वास्तव में जादुई पदार्थ क्या है, जिसके बिना लगभग कोई भी आधुनिक औद्योगिक उद्यम नहीं कर सकता है? इस लेख में, हम सेलूलोज़ के गुणों, विभिन्न क्षेत्रों में इसके अनुप्रयोग, साथ ही साथ इसे किससे निकाला जाता है, और इसका रासायनिक सूत्र क्या है, के बारे में बात करेंगे। आइए शुरू करते हैं, शायद, शुरुआत से।

पदार्थ का पता लगाना

सेल्यूलोज के सूत्र की खोज फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंसलम पायन ने लकड़ी को उसके घटकों में अलग करने के प्रयोगों के दौरान की थी। वैज्ञानिक ने इसे नाइट्रिक एसिड से उपचारित करने के बाद पाया कि रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान कपास के समान एक रेशेदार पदार्थ बनता है। पायन द्वारा प्राप्त सामग्री के गहन विश्लेषण के बाद, सेल्यूलोज का रासायनिक सूत्र प्राप्त किया गया - सी 6 एच 10 ओ 5। प्रक्रिया का विवरण 1838 में प्रकाशित हुआ था, और पदार्थ को 1839 में इसका वैज्ञानिक नाम मिला।

प्रकृति के उपहार

अब यह निश्चित रूप से ज्ञात है कि पौधों और जानवरों के लगभग सभी नरम भागों में कुछ मात्रा में सेल्यूलोज होता है। उदाहरण के लिए, पौधों को इस पदार्थ की आवश्यकता सामान्य वृद्धि और विकास के लिए, या यों कहें, नवगठित कोशिकाओं के गोले के निर्माण के लिए होती है। रचना पॉलीसेकेराइड को संदर्भित करती है।

उद्योग में, एक नियम के रूप में, प्राकृतिक सेल्यूलोज शंकुधारी और पर्णपाती पेड़ों से निकाला जाता है - सूखी लकड़ी में इस पदार्थ का 60% तक होता है, साथ ही साथ कपास के कचरे को संसाधित करके, जिसमें लगभग 90% सेल्यूलोज होता है।

यह ज्ञात है कि यदि लकड़ी को निर्वात में गर्म किया जाता है, अर्थात बिना हवा के पहुंच के, सेल्यूलोज का थर्मल अपघटन होगा, जिसके कारण एसीटोन, मिथाइल अल्कोहल, पानी, एसिटिक एसिड और लकड़ी का कोयला बनता है।

ग्रह के समृद्ध वनस्पतियों के बावजूद, उद्योग के लिए आवश्यक रासायनिक फाइबर की मात्रा का उत्पादन करने के लिए जंगल अब पर्याप्त नहीं हैं - सेलूलोज़ का उपयोग बहुत व्यापक है। इसलिए, इसे भूसे, नरकट, मकई के डंठल, बांस और नरकट से तेजी से निकाला जाता है।

सिंथेटिक सेलुलोज कोयला, तेल, प्राकृतिक गैस और शेल से विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

जंगल से कार्यशालाओं तक

आइए लकड़ी से तकनीकी लुगदी के निष्कर्षण को देखें - यह एक जटिल, दिलचस्प और लंबी प्रक्रिया है। सबसे पहले, लकड़ी को उत्पादन में लाया जाता है, बड़े टुकड़ों में देखा जाता है और छाल को हटा दिया जाता है।

फिर साफ किए गए सलाखों को चिप्स में संसाधित किया जाता है और सॉर्ट किया जाता है, जिसके बाद उन्हें लाइ में उबाला जाता है। इस प्रकार प्राप्त गूदे को क्षार से अलग किया जाता है, फिर सुखाया जाता है, काटा जाता है और शिपमेंट के लिए पैक किया जाता है।

रसायन विज्ञान और भौतिकी

सेल्यूलोज के गुणों में कौन से रासायनिक और भौतिक रहस्य छिपे हैं, इस तथ्य के अलावा कि यह एक पॉलीसेकेराइड है? सबसे पहले, यह एक सफेद पदार्थ है। यह आसानी से जलता है और अच्छी तरह से जलता है। यह पानी के जटिल यौगिकों में कुछ धातुओं (तांबा, निकल) के हाइड्रॉक्साइड के साथ, अमाइन के साथ-साथ सल्फ्यूरिक और ऑर्थोफोस्फोरिक एसिड, जिंक क्लोराइड का एक केंद्रित समाधान में घुल जाता है।

सेल्युलोज उपलब्ध घरेलू सॉल्वैंट्स और साधारण पानी में नहीं घुलता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इस पदार्थ के लंबे तंतुमय अणु एक प्रकार के बंडलों में जुड़े होते हैं और एक दूसरे के समानांतर होते हैं। इसके अलावा, इस पूरे "निर्माण" को हाइड्रोजन बांड द्वारा प्रबलित किया जाता है, यही वजह है कि एक कमजोर विलायक या पानी के अणु आसानी से अंदर प्रवेश नहीं कर सकते हैं और इस मजबूत जाल को नष्ट कर सकते हैं।

सबसे पतले धागे, जिनकी लंबाई 3 से 35 मिलीमीटर तक होती है, बंडलों में जुड़े होते हैं - इस तरह सेल्यूलोज की संरचना को योजनाबद्ध रूप से दर्शाया जा सकता है। कपड़ा उद्योग में लंबे रेशों का उपयोग किया जाता है, छोटे रेशों के उत्पादन में, उदाहरण के लिए, कागज और कार्डबोर्ड।

सेल्युलोज पिघलता नहीं है और भाप में नहीं बदलता है, हालांकि, 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म होने पर यह टूटना शुरू हो जाता है, कम आणविक यौगिकों - हाइड्रोजन, मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड (कार्बन मोनोऑक्साइड) को छोड़ता है। 350 o C और उससे अधिक के तापमान पर, सेल्यूलोज जल जाता है।

अच्छे के लिए बदलाव

इस प्रकार सेल्यूलोज को रासायनिक प्रतीकों में वर्णित किया गया है, जिसका संरचनात्मक सूत्र स्पष्ट रूप से ग्लूकोसिडिक अवशेषों को दोहराते हुए एक लंबी-श्रृंखला बहुलक अणु दिखाता है। उनमें से एक बड़ी संख्या को इंगित करते हुए "एन" नोट करें।

वैसे, Anselm Payen द्वारा प्राप्त सेल्यूलोज के सूत्र में कुछ परिवर्तन हुए हैं। 1934 में, अंग्रेजी कार्बनिक रसायनज्ञ और नोबेल पुरस्कार विजेता वाल्टर नॉर्मन हॉवर्थ ने स्टार्च, लैक्टोज और सेल्युलोज सहित अन्य शर्करा के गुणों का अध्ययन किया। इस पदार्थ की हाइड्रोलाइज़ करने की क्षमता की खोज करने के बाद, उन्होंने पायन के शोध में अपना समायोजन किया, और सेल्यूलोज सूत्र को "n" मान के साथ पूरक किया गया, जो ग्लाइकोसिडिक अवशेषों की उपस्थिति को दर्शाता है। फिलहाल यह इस तरह दिखता है: (सी 5 एच 10 ओ 5) एन ।

सेलूलोज़ ईथर

यह महत्वपूर्ण है कि सेल्यूलोज अणु में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं जिन्हें अल्काइलेटेड और एसाइलेटेड किया जा सकता है, इस प्रकार विभिन्न एस्टर बनते हैं। यह सेल्युलोज के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक है। विभिन्न यौगिकों का संरचनात्मक सूत्र इस तरह दिख सकता है:

सेल्युलोज ईथर सरल और जटिल होते हैं। सरल हैं मिथाइल-, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल-, कार्बोक्सिमिथाइल-, एथिल-, मिथाइलहाइड्रॉक्सीप्रोपाइल- और सायनेथाइलसेलुलोज। जटिल नाइट्रेट्स, सल्फेट्स और सेल्युलोज एसीटेट, साथ ही एसिटोप्रोपियोनेट्स, एसिटाइलफथालसेल्युलोज और एसीटोब्यूटाइरेट्स हैं। ये सभी एस्टर दुनिया के लगभग सभी देशों में प्रति वर्ष सैकड़ों-हजारों टन में उत्पादित होते हैं।

फिल्म से टूथपेस्ट तक

ये किसलिए हैं? एक नियम के रूप में, सेल्यूलोज ईथर व्यापक रूप से कृत्रिम फाइबर, विभिन्न प्लास्टिक, सभी प्रकार की फिल्मों (फोटोग्राफिक वाले सहित), वार्निश, पेंट के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है, और सैन्य उद्योग में ठोस रॉकेट ईंधन के निर्माण के लिए भी उपयोग किया जाता है, धुआं रहित पाउडर और विस्फोटक।

इसके अलावा, सेल्यूलोज ईथर को प्लास्टर और जिप्सम-सीमेंट मिश्रण, कपड़े के रंग, टूथपेस्ट, विभिन्न चिपकने वाले, सिंथेटिक डिटर्जेंट, इत्र और सौंदर्य प्रसाधनों में शामिल किया गया है। एक शब्द में, यदि 1838 में सेल्यूलोज फॉर्मूला वापस नहीं खोजा गया होता, तो आधुनिक लोगों को सभ्यता के कई लाभ नहीं होते।

लगभग जुड़वां

कुछ सामान्य लोगों को पता है कि सेल्युलोज में एक तरह का जुड़वा होता है। सेल्यूलोज और स्टार्च का सूत्र समान है, लेकिन ये दो पूरी तरह से अलग पदार्थ हैं। अंतर क्या है? इस तथ्य के बावजूद कि ये दोनों पदार्थ प्राकृतिक बहुलक हैं, स्टार्च के पोलीमराइजेशन की डिग्री सेल्युलोज की तुलना में बहुत कम है। और अगर आप गहराई में जाकर इन पदार्थों की संरचनाओं की तुलना करें, तो आप पाएंगे कि सेल्यूलोज मैक्रोमोलेक्यूल्स रैखिक रूप से और केवल एक ही दिशा में व्यवस्थित होते हैं, जिससे फाइबर बनते हैं, जबकि स्टार्च माइक्रोपार्टिकल्स थोड़े अलग दिखते हैं।

अनुप्रयोग

लगभग शुद्ध सेल्युलोज के सर्वोत्तम दृश्य उदाहरणों में से एक साधारण चिकित्सा कपास ऊन है। जैसा कि आप जानते हैं, यह सावधानी से साफ किए गए कपास से प्राप्त किया जाता है।

दूसरा, कोई कम इस्तेमाल किया जाने वाला सेल्युलोज उत्पाद कागज नहीं है। वास्तव में, यह सेल्यूलोज फाइबर की सबसे पतली परत है, जिसे ध्यान से दबाया जाता है और एक साथ चिपकाया जाता है।

इसके अलावा, सेल्यूलोज से विस्कोस कपड़े का उत्पादन किया जाता है, जो कारीगरों के कुशल हाथों के तहत जादुई रूप से सुंदर कपड़े, असबाबवाला फर्नीचर के लिए असबाब और विभिन्न सजावटी ड्रैपरियों में बदल जाता है। विस्कोस का उपयोग तकनीकी बेल्ट, फिल्टर और टायर डोरियों के निर्माण के लिए भी किया जाता है।

आइए सिलोफ़न के बारे में न भूलें, जो विस्कोस से प्राप्त होता है। इसके बिना डाकघरों के सुपरमार्केट, दुकानों, पैकेजिंग विभागों की कल्पना करना मुश्किल है। सिलोफ़न हर जगह है: इसमें कैंडी लपेटी जाती है, इसमें अनाज और पके हुए सामान पैक किए जाते हैं, साथ ही मोबाइल फोन से लेकर टीवी रिमोट कंट्रोल तक की गोलियां, चड्डी और कोई भी उपकरण।

इसके अलावा, शुद्ध माइक्रोक्रिस्टलाइन सेलुलोज वजन घटाने की गोलियों में शामिल है। एक बार पेट में, वे सूज जाते हैं और परिपूर्णता की भावना पैदा करते हैं। प्रति दिन खाए जाने वाले भोजन की मात्रा में क्रमशः वजन कम होता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, सेल्युलोज की खोज ने न केवल रासायनिक उद्योग में, बल्कि चिकित्सा में भी एक वास्तविक क्रांति ला दी।

पौधों और जानवरों के कोमल भाग में मुख्य रूप से होता है सेलूलोज़सेल्युलोज वह है जो पौधों को लचीलापन देता है। सेलूलोज़ (फाइबर) एक पौधा पॉलीसेकेराइड है, जो पृथ्वी पर सबसे आम कार्बनिक पदार्थ है।

लगभग सभी हरे पौधे अपनी आवश्यकताओं के लिए सेल्यूलोज का उत्पादन करते हैं। इसमें चीनी के समान तत्व होते हैं, अर्थात् कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन। ये तत्व हवा और पानी में मौजूद हैं। चीनी पत्तियों में बनती है और रस में घुलकर पूरे पौधे में फैल जाती है। चीनी का मुख्य भाग पौधों की वृद्धि और बहाली कार्य को बढ़ावा देने के लिए जाता है, शेष चीनी सेल्यूलोज में परिवर्तित हो जाती है। पौधे इसका उपयोग नई कोशिकाओं के खोल बनाने के लिए करते हैं।

श्वित्ज़र के अभिकर्मक में सेल्यूलोज का विघटन

सेल्युलोज क्या है?

सेल्युलोज उन प्राकृतिक उत्पादों में से एक है जिसे कृत्रिम रूप से प्राप्त करना लगभग असंभव है। लेकिन हम इसका इस्तेमाल अलग-अलग क्षेत्रों में करते हैं। एक व्यक्ति को पौधों से उनकी मृत्यु के बाद भी और उनमें नमी की पूर्ण अनुपस्थिति के बाद भी सेल्यूलोज प्राप्त होता है। उदाहरण के लिए, जंगली कपास प्राकृतिक सेल्युलोज के सबसे शुद्ध रूपों में से एक है जिसका उपयोग मनुष्य कपड़े बनाने के लिए करते हैं।

सेल्युलोज मनुष्यों द्वारा भोजन के रूप में उपयोग किए जाने वाले पौधों का हिस्सा है - सलाद, अजवाइन और चोकर। मानव शरीर सेल्यूलोज को पचाने में सक्षम नहीं है, लेकिन यह उसके आहार में "रौघे" के रूप में उपयोगी है। कुछ जानवरों के पेट में, जैसे भेड़, ऊंट, बैक्टीरिया होते हैं जो इन जानवरों को सेल्यूलोज को पचाने की अनुमति देते हैं।

सेल्यूलोज की अम्ल वर्षा

सेल्युलोज एक मूल्यवान कच्चा माल है

सेल्युलोज एक मूल्यवान कच्चा माल है जिससे व्यक्ति विभिन्न उत्पाद प्राप्त करता है। 99.8% सेल्यूलोज से बना, कपास एक अद्भुत उदाहरण है जो मनुष्य सेल्यूलोज फाइबर से पैदा कर सकता है। यदि कपास को नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण से उपचारित किया जाता है, तो हमें पाइरोक्सिलिन मिलता है, जो एक विस्फोटक है।

सेलूलोज़ के विभिन्न रासायनिक प्रसंस्करण के बाद, इससे अन्य उत्पाद प्राप्त किए जा सकते हैं। उनमें से: फोटोग्राफिक फिल्म का आधार, वार्निश के लिए एडिटिव्स, कपड़े, सिलोफ़न और अन्य प्लास्टिक सामग्री के उत्पादन के लिए विस्कोस फाइबर। सेल्युलोज का उपयोग कागज के निर्माण में भी किया जाता है।

सेल्यूलोज किसके लिए है?

सेल्युलोज है निर्माण के लिए मुख्य सामग्री, जिसका उपयोग पौधे की दुनिया में किया जाता है. यह पेड़ों जैसे ऊंचे पौधों की कोशिका भित्ति बनाता है। यह पौधे को लचीला बनाता है। सेल्युलोज का उत्पादन पौधों द्वारा उनकी जरूरतों के लिए किया जाता है। इसकी संरचना चीनी की संरचना के समान है - सेल्यूलोज में कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन होते हैं। ये सभी तत्व जल और वायु में भी पाए जाते हैं। स्कूल से सभी जानते हैं कि सूर्य के प्रभाव में पत्तियों पर चीनी बनती है। इस घटना को प्रकाश संश्लेषण कहा जाता है। चीनी पौधे के रस में घुलकर उसके सभी भागों में फैल जाती है। मूल रूप से, चीनी का उपयोग पौधे द्वारा किसी भी खराबी के मामले में उसके विकास और पुनर्प्राप्ति के लिए किया जाता है, लेकिन चीनी का एक निश्चित अनुपात होता है जो सेल्यूलोज में बदल जाता है।

सेल्युलोज - एक प्राकृतिक उत्पाद, और इसे केवल प्राकृतिक तरीके से ही प्राप्त किया जा सकता है, यह कृत्रिम रूप से संश्लेषित नहीं है। सेल्यूलोज का सबसे शुद्ध रूप बिनौला बाल है। वर्तमान में, सेल्यूलोज केवल दो प्रकार के प्राकृतिक कच्चे माल से प्राप्त होता है - कपास से और लकड़ी के गूदे से। कपास से मानव निर्मित फाइबर और गैर-रेशेदार प्लास्टिक बनाने के लिए जटिल प्रसंस्करण प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है। कपास से सेल्यूलोज प्राप्त करने की प्रक्रिया निम्नलिखित प्रक्रिया है: लंबे रेशों को पहले कपास के बीज से अलग किया जाता है, जो वास्तव में सूती कपड़े बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। उसके बाद, "लिंट" या कपास की परत बनी रहती है, जो छोटे बाल होते हैं जो 15 मिमी से अधिक लंबे नहीं होते हैं। कपास से अलग होने के बाद, लिंट को दो से छह घंटे के दबाव में गरम किया जाता है। इस मामले में, सोडियम हाइड्रोक्साइड के 3% समाधान का भी उपयोग किया जाता है। उसके बाद, परिणामी सामग्री को क्लोरीन से धोया और प्रक्षालित किया जाता है, फिर फिर से धोया और सुखाया जाता है। परिणाम सेल्यूलोज है, जिसकी शुद्धता 99% है। यह सबसे शुद्ध सेल्युलोज है।

लकड़ी के गूदे से अधिक "गंदा" सेलूलोज़ प्राप्त होता है - इसमें 97% से अधिक शुद्ध सेलूलोज़ नहीं होता है। लकड़ी का गूदा शंकुधारी वृक्षों से बनाया जाता है। लकड़ी के चिप्स सल्फर डाइऑक्साइड और कैल्शियम बाइसल्फाइट के साथ उबला हुआ दबाव होता है। लिग्निन और हाइड्रोकार्बन, जिनमें से लगभग आधा लकड़ी का गूदा, घोल में छोड़ा जाता है। नतीजतन, परिणामी सामग्री को धोने, ब्लीच करने और साफ करने के बाद, ढीले कागज के समान कुछ प्राप्त होता है। इस सामग्री में 80 से 97% सेल्यूलोज होता है। इस तरह से प्राप्त सेल्यूलोज का उपयोग विस्कोस फाइबर और सेलोफेन बनाने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, एस्टर और ईथर भी इससे प्राप्त होते हैं।

एक व्यक्ति विभिन्न उद्योगों में सेल्यूलोज का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, कपड़े कपास से सिल दिए जाते हैं, और कपास में 99.8% प्राकृतिक सेलूलोज़ होता है। और विस्फोटक पाइरोक्सिलिन प्राप्त करने के लिए, आपको बस एक रासायनिक प्रतिक्रिया करने की आवश्यकता है - कपास में नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड लागू करें।

मनुष्य भोजन के लिए भी सेल्यूलोज का उपयोग करते हैं। यह कई खाद्य पौधों का हिस्सा है - सलाद, अजवाइन। चोकर में मानव शरीर के लिए आवश्यक बड़ी मात्रा में सेल्यूलोज होता है। इस तथ्य के बावजूद कि सेल्यूलोज को मानव पाचन तंत्र द्वारा संसाधित नहीं किया जा सकता है, यह एक "रौघे" जैसा है। इसके अलावा, प्रसंस्करण के बाद, सेल्युलोज का उपयोग ऐसे उत्पादों को फोटोग्राफिक फिल्म के लिए आधार, वार्निश के लिए एक योजक और विभिन्न प्लास्टिक सामग्री के रूप में प्राप्त करने के लिए भी किया जा सकता है।

सेल्यूलोज- सबसे आम प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड में से एक, मुख्य घटक और प्लांट सेल की दीवारों की मुख्य संरचनात्मक सामग्री। कपास के बीज के रेशों में सेल्यूलोज सामग्री 95-99.5%, बास्ट फाइबर (सन, जूट, रेमी) में 60-85%, लकड़ी के ऊतकों में (पेड़ की प्रजातियों, इसकी उम्र, बढ़ती परिस्थितियों के आधार पर) 30-55%, हरी पत्तियों में , घास, निचले पौधे 10-25%। लगभग एक व्यक्तिगत अवस्था में, सेल्युलोज जीनस के बैक्टीरिया में पाया जाता है एसीटोबैक्टर. अधिकांश पौधों की कोशिका भित्ति में सेलूलोज़ के साथी अन्य संरचनात्मक पॉलीसेकेराइड होते हैं जो संरचना में भिन्न होते हैं और कहलाते हैं हेमिकेलुलोज- जाइलन, मन्नान, गैलेक्टन, अरबन, आदि (अनुभाग "हेमीसेल्यूलोज" देखें), साथ ही एक गैर-कार्बोहाइड्रेट प्रकृति के पदार्थ (लिग्निन - एक सुगंधित संरचना का एक स्थानिक बहुलक, सिलिकॉन डाइऑक्साइड, राल पदार्थ, आदि) .

सेल्युलोज कोशिका झिल्ली और पौधे के ऊतकों की यांत्रिक शक्ति को समग्र रूप से निर्धारित करता है। लकड़ी के उदाहरण पर पादप कोशिका की धुरी के संबंध में सेल्यूलोज फाइबर का वितरण और अभिविन्यास चित्र 1 में दिखाया गया है। कोशिका भित्ति का सबमाइक्रोन संगठन भी वहाँ दिखाया गया है।

एक परिपक्व लकड़ी की कोशिका की दीवार, एक नियम के रूप में, प्राथमिक और माध्यमिक गोले शामिल हैं (चित्र 1)। उत्तरार्द्ध में तीन परतें होती हैं - बाहरी, मध्य और आंतरिक।

प्राथमिक म्यान में, प्राकृतिक सेल्यूलोज फाइबर बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होते हैं और एक जाल संरचना बनाते हैं ( बिखरी हुई बनावट) माध्यमिक त्वचा में सेल्यूलोज फाइबर अनिवार्य रूप से एक दूसरे के समानांतर उन्मुख होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पौधे सामग्री की उच्च तन्यता ताकत होती है। द्वितीयक शेल में सेल्युलोज के पोलीमराइजेशन और क्रिस्टलीयता की डिग्री प्राथमिक की तुलना में अधिक होती है।

परत में एस 1 द्वितीयक कोश (चित्र.1, 3 ) सेल्युलोज फाइबर की दिशा परत में सेल की धुरी के लगभग लंबवत होती है एस 2 (अंजीर.1, 4 ) वे कोशिका अक्ष के साथ एक न्यून (5-30) कोण बनाते हैं। एक परत में तंतुओं का उन्मुखीकरण एस 3 बहुत भिन्न होता है और आसन्न ट्रेकिड्स में भी भिन्न हो सकता है। इस प्रकार, स्प्रूस ट्रेकिड्स में, सेल्यूलोज फाइबर और सेल अक्ष के प्रमुख अभिविन्यास के बीच का कोण 30-60 तक होता है, जबकि अधिकांश दृढ़ लकड़ी के तंतुओं में यह 50-80 होता है। परतों के बीच आरऔर एस 1 , एस 1 और एस 2 , एस 2 और एस 3, द्वितीयक खोल की मुख्य परतों की तुलना में संक्रमण क्षेत्रों (लैमेला) को तंतुओं के एक अलग सूक्ष्म अभिविन्यास के साथ देखा जाता है।

तकनीकी सेलुलोज एक रेशेदार अर्द्ध-तैयार उत्पाद है जो गैर-सेल्यूलोज घटकों से पौधे के तंतुओं को साफ करके प्राप्त किया जाता है। सेलूलोज़ का नाम आमतौर पर फीडस्टॉक के प्रकार के नाम पर रखा जाता है ( लकड़ी, कपास), लकड़ी से निष्कर्षण की विधि ( सल्फाइट, सल्फेट), साथ ही नियुक्ति द्वारा ( विस्कोस, एसीटेट, आदि).

रसीद

1.लकड़ी लुगदी प्रौद्योगिकीनिम्नलिखित ऑपरेशन शामिल हैं: लकड़ी से छाल को हटाना (भौंकना); लकड़ी के चिप्स प्राप्त करना; खाना पकाने के चिप्स (उद्योग में, खाना पकाने को सल्फेट या सल्फाइट विधि के अनुसार किया जाता है); छँटाई; विरंजन; सुखाने; काट रहा है।

सल्फाइट विधि।स्प्रूस की लकड़ी को कैल्शियम, मैग्नीशियम, सोडियम या अमोनियम बाइसल्फाइट के जलीय घोल से उपचारित किया जाता है, फिर तापमान को 1.5-4 घंटे के भीतर 105-110С तक बढ़ा दिया जाता है, इस तापमान पर 1-2 घंटे के लिए उबाला जाता है। फिर तापमान को 135-150С तक बढ़ाएं और 1-4 घंटे तक पकाएं। इस मामले में, लकड़ी के सभी गैर-सेलूलोज़ घटक (मुख्य रूप से लिग्निन और हेमिकेलुलोज) घुलनशील हो जाते हैं, और लिग्निफाइड सेल्युलोज रहता है।

सल्फेट विधि।किसी भी लकड़ी की प्रजाति (साथ ही ईख) के चिप्स को खाना पकाने वाली शराब से उपचारित किया जाता है, जो सोडियम हाइड्रॉक्साइड और सोडियम सल्फाइड (NaOH + Na 2 S) का एक जलीय घोल है। 2-3 घंटों के भीतर, तापमान को 165-180С तक बढ़ाएं और इस तापमान पर 1-4 घंटे तक पकाएं। घुलनशील अवस्था में अनुवादित, गैर-सेल्युलोज घटकों को प्रतिक्रिया मिश्रण से हटा दिया जाता है, और अशुद्धियों से शुद्ध सेल्यूलोज रहता है।

2.कपास सेलुलोजकपास लिंट से प्राप्त। उत्पादन प्रौद्योगिकीयांत्रिक सफाई, क्षारीय लुगदी (130-170С के तापमान पर 1-4% जलीय NaOH समाधान में) और विरंजन शामिल हैं। कपास सेलुलोज फाइबर के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ चित्र 2 में दिखाए गए हैं।

3. जीवाणु सेलुलोजजीनस के बैक्टीरिया द्वारा संश्लेषित एसीटोबैक्टर. परिणामी जीवाणु सेलुलोज में एक उच्च आणविक भार और एक संकीर्ण आणविक भार वितरण होता है।

संकीर्ण आणविक भार वितरण को निम्नानुसार समझाया गया है। चूंकि कार्बोहाइड्रेट जीवाणु कोशिका में समान रूप से प्रवेश करता है, परिणामस्वरूप सेल्यूलोज फाइबर की औसत लंबाई समय के साथ आनुपातिक रूप से बढ़ जाती है। इस मामले में, माइक्रोफाइबर (माइक्रोफाइब्रिल्स) के अनुप्रस्थ आयामों में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है। बैक्टीरियल सेल्युलोज फाइबर की औसत वृद्धि दर ~ 0.1 µm/मिनट है, जो प्रति घंटे प्रति बैक्टीरियल सेल 10 7 -10 8 ग्लूकोज अवशेषों के पोलीमराइजेशन से मेल खाती है। नतीजतन, औसतन, प्रत्येक जीवाणु कोशिका में, प्रति सेकंड 10 3 ग्लूकोकॉपीरेनोज़ लिंक अघुलनशील सेल्युलोज फाइबर के बढ़ते सिरों से जुड़ते हैं।

जीवाणु सेलुलोज के माइक्रोफाइबर तंतु के दोनों सिरों से दोनों सिरों तक समान दर से बढ़ते हैं। माइक्रोफाइब्रिल्स के अंदर मैक्रोमोलेक्यूलर चेन एंटीपैरलल हैं। अन्य प्रकार के सेलूलोज़ के लिए, ऐसा डेटा प्राप्त नहीं किया गया है। बैक्टीरियल सेल्युलोज फाइबर का एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ चित्र 3 में दिखाया गया है। यह देखा जा सकता है कि तंतुओं की लंबाई और अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल लगभग समान होता है।