ลักษณะทั่วไปและลักษณะเด่นของแป้งและเซลลูโลส โพลีแซ็กคาไรด์ แป้งและเซลลูโลส – ไฮเปอร์มาร์เก็ตแห่งความรู้

แป้งเป็นผงอสัณฐานที่มีลักษณะกรุบกรอบ ( แป้งมันฝรั่ง) ไม่ละลายในน้ำค่ะ สภาวะปกติ- เมื่อเมล็ดแป้งโดนน้ำร้อนบวม เปลือกหอยแตก และเกิดสารละลายคอลลอยด์

เซลลูโลสเป็นสารเส้นใย สีขาว,ไม่ละลายในน้ำ. เซลลูโลสต่างจากแป้งตรงที่ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำเลย แม้ว่าจะต้มก็ตาม เซลลูโลสบริสุทธิ์พบได้ในชีวิตของเราในรูปของสำลี

โครงสร้างของโมเลกุลแป้ง และเซลลูโลส

สูตรแป้งที่ง่ายที่สุด (เซลลูโลสและ) คือ (C 6 H 10 O 5) n - ในสูตรนี้มีค่า n - จากหลายร้อยถึงหลายพัน ดังนั้นแป้งจึงเป็นโพลีเมอร์ธรรมชาติที่ประกอบด้วยการทำซ้ำซ้ำๆ หน่วยโครงสร้างค 6 ชม. 10 อ 5 - ประกอบด้วยโมเลกุลสองประเภท ด้วยเหตุนี้แป้งจึงถือเป็นส่วนผสมของสารสองชนิดคืออะมิโลสและอะมิโลเพคติน อะมิโลส (20% ในแป้ง) มีโมเลกุลเชิงเส้นและละลายน้ำได้มากกว่า โมเลกุลอะไมโลเพคติน (80%) แตกแขนงและละลายได้น้อยกว่าในน้ำ โมเลกุลเหล่านี้ยังมีน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ที่แตกต่างกัน: สำหรับโมเลกุลเชิงเส้น (อะมิโลส) ถึงหลายแสนโมเลกุลสำหรับโมเลกุลที่แตกแขนง (อะไมโลเพคติน) - หลายล้าน

สูตรโมเลกุลที่ง่ายที่สุดของเซลลูโลสนั้นคล้ายคลึงกับสูตรแป้ง เห็นได้ชัดว่าด้วยองค์ประกอบเดียวกันสารเหล่านี้จึงมีคุณสมบัติแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับแป้ง เซลลูโลสมีน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์สูงกว่า เหตุผลที่เซลลูโลสมีความแข็งแรงและไม่ละลายน้ำก็เพราะว่ามีโครงสร้างสามมิติ อย่างไรก็ตาม เซลลูโลสไม่เพียงแต่ไม่มีโครงสร้างสามมิติเท่านั้น แต่ยังไม่มีโครงสร้างที่แตกแขนงอีกด้วย แต่นี่คือสาเหตุที่ทำให้โมเลกุลเซลลูโลสมีความแข็งแรงเนื่องจากมีโครงสร้างเป็นเส้นตรง และโมเลกุลขนาดใหญ่แต่ละโมเลกุลถูกจัดเรียงเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาอย่างเป็นระเบียบ เป็นผลให้ความแข็งแรงของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่แต่ละโมเลกุลเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ พันธะไฮโดรเจนจำนวนมากถูกสร้างขึ้นระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสที่ได้รับคำสั่ง: อะตอมออกซิเจนของกลุ่มไฮดรอกซิลของโมเลกุลหนึ่งมีปฏิกิริยาทางไฟฟ้าสถิตกับอะตอมไฮโดรเจนของกลุ่มไฮดรอกซิลของโมเลกุลอื่น ด้วยเหตุผลเดียวกัน เซลลูโลสจึงสร้างเส้นใยที่แข็งแรง ซึ่งไม่ใช่เรื่องปกติสำหรับแป้ง ในขณะเดียวกัน ในแป้ง โมเลกุลส่วนใหญ่มีโครงสร้างที่แตกแขนง ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ที่จะ... พันธะไฮโดรเจนน้อยลง

โมเลกุลแป้งประกอบด้วยสารตกค้างα -กลูโคสและเซลลูโลส - จากซากโมเลกุลβ -กลูโคส นี่คือสาเหตุของความแตกต่างในคุณสมบัติทางเคมีของแป้งและเซลลูโลส:

แป้ง

เซลลูโลส

คุณสมบัติทางเคมีของแป้งและเซลลูโลส

1. การรวมตัวของแป้งกับไอโอดีน

คุณสมบัติของแป้งในการสร้างสีน้ำเงินโดยมีไอโอดีนใช้เป็นปฏิกิริยาเชิงคุณภาพในการตรวจหาแป้ง อะมิโลสส่วนใหญ่ทำปฏิกิริยากับไอโอดีน เกิดเป็นสารประกอบที่มีสี โมเลกุลอะมิโลสในรูปเกลียวล้อมรอบโมเลกุลไอโอดีน โดยมีกลูโคสหกตกค้างอยู่รอบโมเลกุลไอโอดีนแต่ละโมเลกุล การให้ความร้อนทำลายสิ่งที่ซับซ้อนดังกล่าวและสีก็หายไป

2.ไฮโดรไลซิส

ซูโครสมีลักษณะเป็นปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส คุณสมบัติเดียวกันนี้มีอยู่ในแป้ง เมื่อแป้งถูกต้มเป็นเวลานานโดยมีกรด (โดยปกติคือซัลเฟต) โมเลกุลจะเกิดการไฮโดรไลซิส นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของการไฮโดรไลซิสก็เป็นเพียงเท่านั้นα -กลูโคส อย่างไรก็ตาม กระบวนการไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นในขั้นตอนที่มีการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสขั้นกลาง กระบวนการไฮโดรไลซิสแบบขั้นตอนสามารถแสดงได้ในรูปแบบต่อไปนี้:

เซลลูโลสมีคุณสมบัติคล้ายกัน อย่างไรก็ตาม การไฮโดรไลซิสของเซลลูโลสเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่รุนแรงกว่า และผลิตภัณฑ์สุดท้ายของไฮโดรไลซิสก็คือβ-กลูโคส

ผลิตภัณฑ์ขั้นกลางของการไฮโดรไลซิสของเซลลูโลสไม่เป็นที่สนใจเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงสามารถละเว้นได้และสามารถสรุปสมการปฏิกิริยาได้:

3. การสลายตัวด้วยความร้อน

เมื่อไม้ได้รับความร้อนถึง อุณหภูมิสูงหากไม่มีการเข้าถึงอากาศ ผลิตภัณฑ์จำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา นอกจากคาร์บอนและน้ำแล้ว ยังมีการสร้างผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลว ซึ่งรวมถึงเมทิลแอลกอฮอล์ (ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเรียกว่าแอลกอฮอล์ในไม้) อะซิโตน และกรดอะซิติก

4. เอสเทอริฟิเคชัน

เนื่องจากกากกลูโคสที่ประกอบเป็นเซลลูโลสจะคงกลุ่มไฮดรอกซิลไว้ จึงสามารถทำปฏิกิริยากับเอสเทอริฟิเคชันกับกรดได้

แต่ละหน่วยเซลลูโลสประกอบด้วยกลุ่มไฮดรอกซิลสามกลุ่ม ทั้งหมดสามารถเข้าสู่ปฏิกิริยาการสร้างเอสเทอร์ได้ ในสูตรปกติของเซลลูโลส หมู่ไฮดรอกซิลเหล่านี้จะถูกแยกออกดังนี้:

ที่สำคัญที่สุดคือเซลลูโลสเอสเทอร์ที่มีกรดไนเตรต (ไนโตรเซลลูโลส) และกรดอะซิติก (อะซิติลเซลลูโลส)

การใช้แป้ง

แป้งเป็นคาร์โบไฮเดรตหลักในอาหารของเรา เช่นเดียวกับไขมัน ร่างกายจะไม่ดูดซึมโดยตรง การไฮโดรไลซิสของแป้งภายใต้การกระทำของเอนไซม์เริ่มต้นในปากเมื่อเคี้ยวอาหารและยังคงอยู่ในกระเพาะอาหารและลำไส้ เกิดจากการไฮโดรไลซิส กลูโคสจะถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดและเข้าสู่ตับ และจากที่นั่นไปยังเนื้อเยื่อทั้งหมดของร่างกาย น้ำตาลส่วนเกินจะถูกเก็บไว้ในตับในรูปของไกลโคเจนคาร์โบไฮเดรตที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง ซึ่งจะถูกไฮโดรไลซ์อีกครั้งเป็นกลูโคสเมื่อนำไปใช้ในเซลล์ของร่างกาย

ในการผลิตกลูโคส แป้งจะถูกให้ความร้อนด้วยกรดซัลฟิวริกเจือจางเป็นเวลาหลายชั่วโมง เมื่อกระบวนการไฮโดรไลซิสเสร็จสิ้น กรดจะถูกทำให้เป็นกลางด้วยชอล์ก ตะกอนแคลเซียมซัลเฟตที่เกิดขึ้นจะถูกกรองออก และสารละลายจะระเหยไป เมื่อเย็นลง กลูโคสจะตกผลึกจากสารละลาย

หากกระบวนการไฮโดรไลซิสไม่เสร็จสมบูรณ์ ผลลัพธ์ที่ได้คือมวลหวานข้น ซึ่งเป็นส่วนผสมของเดกซ์ทรินและกลูโคส - กากน้ำตาล

เดกซ์ทรินที่สกัดจากแป้งใช้เป็นกาว แป้งใช้สำหรับรีดผ้าลินินเมื่อถูกความร้อนด้วยเหล็กร้อนจะกลายเป็นเดกซ์ทรินซึ่งติดเส้นใยผ้าเข้าด้วยกันและสร้างฟิล์มหนาแน่นที่ช่วยปกป้องผ้าจากการปนเปื้อนอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ ยังทำให้การซักครั้งถัดไปง่ายขึ้น เนื่องจากอนุภาคสิ่งสกปรกที่เกี่ยวข้องกับเดกซ์ทรินจะล้างออกด้วยน้ำได้ง่ายกว่ามาก

แป้งใช้ในการผลิตเอทิลแอลกอฮอล์ ในระหว่างกระบวนการนี้ ขั้นแรกจะถูกไฮโดรไลซ์ด้วยเอนไซม์ที่มีอยู่ในมอลต์ และจากนั้นผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสจะถูกหมักต่อหน้ายีสต์ให้เป็นแอลกอฮอล์

เอทิลแอลกอฮอล์ซึ่งใช้สำหรับความต้องการทางอุตสาหกรรม (การสังเคราะห์ยาง) ผลิตจากเอทิลีนและการไฮโดรไลซิสของเซลลูโลสสังเคราะห์

การประยุกต์เซลลูโลส

เนื่องจากความแข็งแรงเชิงกลจึงใช้เซลลูโลสในไม้ในการก่อสร้างผลิตภัณฑ์ไม้เช่นประตูหน้าต่างทุกชนิด ในรูปแบบของวัสดุเส้นใย (ฝ้าย ปอ ป่าน) ใช้ทำด้าย ผ้า และเชือก เซลลูโลสที่แยกได้จากไม้ (ปราศจากสารเสริม) ใช้ทำกระดาษ

เซลลูโลสเอสเทอร์ใช้สำหรับการผลิตไนโตรวาร์นิช ฟิล์ม คอโลเดียนทางการแพทย์ เส้นใยเทียม และวัตถุระเบิด

โพลีแซ็กคาไรด์: แป้ง, เซลลูโลส

โพลีแซ็กคาไรด์เป็นสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงซึ่งมีโมโนแซ็กคาไรด์ตกค้างนับร้อยนับพัน สิ่งที่เหมือนกันในโครงสร้างของโพลีแซ็กคาไรด์ก็คือ โมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างนั้นเชื่อมโยงกันโดยไฮดรอกซิลแบบเฮมิอะซีทัลของโมเลกุลหนึ่งกับไฮดรอกซิลแอลกอฮอล์ของอีกโมเลกุลหนึ่ง เป็นต้น สารตกค้างโมโนแซ็กคาไรด์แต่ละชนิดเชื่อมโยงกับสารตกค้างที่อยู่ใกล้เคียงด้วยพันธะไกลโคซิดิก โมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างที่ประกอบเป็นโมเลกุลสามารถเหมือนหรือต่างกันได้ มูลค่าสูงสุดโพลีแซ็กคาไรด์ที่สูงกว่า ได้แก่ แป้ง ไกลโคเจน (แป้งจากสัตว์) ไฟเบอร์ (หรือเซลลูโลส) พอลิแซ็กคาไรด์ทั้งสามชนิดนี้ประกอบด้วยโมเลกุลกลูโคสที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกันในรูปแบบต่างๆ องค์ประกอบของสารประกอบทั้งสามสามารถแสดงได้ด้วยสูตรทั่วไป: (C6H10O5)n

แป้ง

แป้งเป็นของโพลีแซ็กคาไรด์ มวลโมเลกุลของสารนี้ยังไม่ทราบแน่ชัด แต่เป็นที่ทราบกันว่ามีขนาดใหญ่มาก (ประมาณ 100,000) และอาจแตกต่างกันไปตามตัวอย่างที่แตกต่างกัน ดังนั้น สูตรของแป้งก็เหมือนกับโพลีแซ็กคาไรด์อื่นๆ จึงแสดงเป็น (C6H10O5)n สำหรับโพลีแซ็กคาไรด์แต่ละชนิด n มีค่าต่างกัน

คุณสมบัติทางกายภาพ

แป้งเป็นผงไม่มีรส ไม่ละลายใน น้ำเย็น- ใน น้ำร้อนฟูก่อตัวเป็นแป้ง แป้งมีกระจายอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ เขามีไว้สำหรับ พืชต่างๆสำรองสารอาหารและบรรจุอยู่ในรูปของเมล็ดแป้ง ธัญพืชที่มีแป้งมากที่สุด ได้แก่ ธัญพืช: ข้าว (มากถึง 86%) ข้าวสาลี (มากถึง 75%) ข้าวโพด (มากถึง 72%) และหัวมันฝรั่ง (มากถึง 24%) ในหัวมันฝรั่ง มีเมล็ดแป้งลอยเข้ามา น้ำนมเซลล์และในซีเรียลพวกมันจะติดกาวอย่างแน่นหนาพร้อมกับสารโปรตีนที่เรียกว่ากลูเตน แป้งเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์ด้วยแสง

ใบเสร็จ

แป้งถูกสกัดจากพืชโดยการทำลายเซลล์และล้างด้วยน้ำ ในระดับอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่ได้มาจากหัวมันฝรั่ง (ในรูปของแป้งมันฝรั่ง) และจากข้าวโพด

คุณสมบัติทางเคมี

1) ภายใต้การกระทำของเอนไซม์หรือเมื่อถูกความร้อนด้วยกรด (ไอออนไฮโดรเจนทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา) แป้งก็เหมือนกับทั้งหมด คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน, ผ่านการไฮโดรไลซิส ในกรณีนี้แป้งที่ละลายน้ำได้จะเกิดขึ้นก่อนจากนั้นจึงสร้างสารที่ซับซ้อนน้อยกว่า - เดกซ์ทริน ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของไฮโดรไลซิสคือกลูโคส สมการปฏิกิริยาโดยรวมสามารถแสดงได้ดังนี้:

มีการสลายโมเลกุลขนาดใหญ่อย่างค่อยเป็นค่อยไป การไฮโดรไลซิสของแป้ง - สิ่งสำคัญ คุณสมบัติทางเคมี- 2) แป้งไม่ให้ปฏิกิริยา "กระจกสีเงิน" แต่ผลิตภัณฑ์จากการไฮโดรไลซิสทำ โมเลกุลขนาดใหญ่ของแป้งประกอบด้วยβ-กลูโคส กระบวนการเกิดแป้งสามารถแสดงออกได้ด้วยโมเลกุลไซคลิกหลายโมเลกุลดังนี้ (ปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเซชัน):

3) ปฏิกิริยาลักษณะเฉพาะคือปฏิกิริยาของแป้งกับสารละลายไอโอดีน หากเติมสารละลายไอโอดีนลงในแป้งที่เย็นแล้ว สีน้ำเงินจะปรากฏขึ้น เมื่อถูกความร้อน มันจะหายไป และเมื่อเย็นลง มันจะปรากฏขึ้นอีกครั้ง คุณสมบัตินี้ใช้ในการระบุแป้ง ผลิตภัณฑ์อาหาร- ตัวอย่างเช่น หากหยดไอโอดีนลงบนมันฝรั่งที่หั่นแล้วหรือขนมปังขาวชิ้นหนึ่ง สีน้ำเงินจะปรากฏขึ้น

แอปพลิเคชัน

แป้งเป็นคาร์โบไฮเดรตหลักในอาหารของมนุษย์ พบได้ในขนมปัง ซีเรียล มันฝรั่ง และผักในปริมาณมาก แป้งในปริมาณมากจะถูกแปรรูปเป็นเดกซ์ทริน กากน้ำตาล และกลูโคส ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมขนมหวาน แป้งใช้เป็นกาวใช้สำหรับตกแต่งผ้าและลินินแป้ง ในทางการแพทย์ ขี้ผึ้ง ผง ฯลฯ จัดทำขึ้นจากแป้ง

เซลลูโลสหรือเส้นใย

เซลลูโลสเป็นคาร์โบไฮเดรตที่พบได้ทั่วไปมากกว่าแป้ง ผนังส่วนใหญ่ทำจากมัน เซลล์พืช- ไม้มีมากถึง 60% และสำลีและกระดาษกรองมีเซลลูโลสสูงถึง 90%

คุณสมบัติทางกายภาพ

ทำความสะอาด เซลลูโลส-- สีขาว แข็งไม่ละลายในน้ำและในตัวทำละลายอินทรีย์ทั่วไป ละลายได้สูงในสารละลายแอมโมเนียเข้มข้นของคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ (รีเอเจนต์ชไวเซอร์) จากสารละลายกรดนี้ เซลลูโลสจะตกตะกอนในรูปของเส้นใย (เซลลูโลสไฮเดรต) ไฟเบอร์มีความแข็งแรงเชิงกลค่อนข้างสูง

องค์ประกอบและโครงสร้าง

องค์ประกอบของเซลลูโลสและแป้งแสดงโดยสูตร (C6H10O5)n ค่า n ในเซลลูโลสบางประเภทสูงถึง 10-12,000 และน้ำหนักโมเลกุลสูงถึงหลายล้าน โมเลกุลของมันมีโครงสร้างเชิงเส้น (ไม่แยกส่วน) ซึ่งเป็นผลมาจากเซลลูโลสที่ก่อตัวเป็นเส้นใยได้ง่าย โมเลกุลของแป้งมีทั้งโครงสร้างเชิงเส้นและแบบแยกแขนง นี่คือความแตกต่างหลักระหว่างแป้งและเซลลูโลส นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างในโครงสร้างของสารเบต้ากลูโคสเหล่านี้: โมเลกุลขนาดใหญ่ของแป้งประกอบด้วยสารตกค้างของโมเลกุลเบต้ากลูโคส กระบวนการก่อตัวของชิ้นส่วนของโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสจากซากของโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสสามารถอธิบายได้ด้วยแผนภาพ:

คุณสมบัติทางเคมี การประยุกต์เซลลูโลส

ความแตกต่างเล็กน้อยในโครงสร้างของโมเลกุลทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติของโพลีเมอร์: แป้งเป็นผลิตภัณฑ์อาหาร เซลลูโลสไม่เหมาะสมสำหรับจุดประสงค์นี้ 1) เซลลูโลสไม่ให้ปฏิกิริยา "กระจกสีเงิน" (ไม่มีกลุ่มอัลดีไฮด์) สิ่งนี้ช่วยให้เราพิจารณาแต่ละหน่วย C6H10O5 เป็นกลูโคสตกค้างที่มีกลุ่มไฮดรอกซิลสามกลุ่ม หลังในสูตรเซลลูโลสมักจะมีความโดดเด่น:

เนื่องจากหมู่ไฮดรอกซิล เซลลูโลสสามารถก่อตัวเป็นอีเทอร์และเอสเทอร์ได้ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาการสร้างเอสเทอร์ด้วย กรดอะซิติกมีรูปแบบ:

[C6H7O2(OSOCH3)3]n+3nH2O[C6H7O2(OH)3]n+3nCH3COOH

เมื่อเซลลูโลสทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเข้มข้นโดยมีกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นสารกำจัดน้ำจะเกิดเอสเทอร์ - เซลลูโลสไตรไนเตรต:

นี้ -- ระเบิด,ใช้ทำดินปืน. ดังนั้นที่อุณหภูมิปกติ เซลลูโลสจะทำปฏิกิริยากับกรดเข้มข้นเท่านั้น 2) เช่นเดียวกับแป้ง เมื่อถูกความร้อนด้วยกรดเจือจาง เซลลูโลสจะผ่านการไฮโดรไลซิสเพื่อสร้างกลูโคส: ทรัพย์สินที่สำคัญเซลลูโลสทำให้สามารถรับเซลลูโลสจากขี้เลื่อยและขี้กบและโดยการหมักเอทิลแอลกอฮอล์ เอทิลแอลกอฮอล์ที่ได้จากไม้เรียกว่าไฮโดรไลซิส ที่โรงงานไฮโดรไลซิส จะได้เอทิลแอลกอฮอล์มากถึง 200 ลิตรจากไม้ 1 ตัน ซึ่งสามารถทดแทนมันฝรั่ง 1.5 ตันหรือเมล็ดพืช 0.7 ตัน น้ำตาลกลูโคสดิบที่ได้จากไม้สามารถใช้เป็นอาหารสัตว์ได้ นี่เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของการใช้เซลลูโลส เซลลูโลสในรูปแบบของผ้าฝ้ายผ้าลินินหรือป่านใช้ทำผ้า - ผ้าฝ้ายและผ้าลินิน ปริมาณมากมันถูกใช้ไปกับการผลิตกระดาษ กระดาษเกรดราคาถูกทำจากไม้สน พันธุ์ที่ดีที่สุด- จากเศษกระดาษลินินและฝ้าย ด้วยการนำเซลลูโลสไปผ่านกระบวนการทางเคมี จึงได้ผ้าไหมเทียม พลาสติก ฟิล์ม ผงไร้ควัน และสารเคลือบเงาหลายประเภท

“การใช้แป้งและเซลลูโลส” งานนี้สำเร็จโดยนักเรียนโรงยิมหมายเลข 343, Maria Ivanova

โพลีแซ็กคาไรด์: แป้ง เซลลูโลส โพลีแซ็กคาไรด์เป็นสารประกอบโมเลกุลสูงที่มีโมโนแซ็กคาไรด์ตกค้างนับร้อยนับพัน สิ่งที่เหมือนกันในโครงสร้างของโพลีแซ็กคาไรด์ก็คือ โมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างนั้นเชื่อมโยงกันโดยไฮดรอกซิลแบบเฮมิอะซีทัลของโมเลกุลหนึ่งกับไฮดรอกซิลแอลกอฮอล์ของอีกโมเลกุลหนึ่ง เป็นต้น โมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างแต่ละชนิดเชื่อมโยงกับสารตกค้างที่อยู่ติดกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก โมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างที่ประกอบเป็นโมเลกุลสามารถเหมือนหรือต่างกันได้ โพลีแซ็กคาไรด์ที่สำคัญที่สุดที่สำคัญที่สุดคือแป้ง ไกลโคเจน (แป้งจากสัตว์) ไฟเบอร์ (หรือเซลลูโลส) พอลิแซ็กคาไรด์ทั้งสามชนิดนี้ประกอบด้วยโมเลกุลกลูโคสที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกันในรูปแบบต่างๆ องค์ประกอบของสารประกอบทั้งสามสามารถแสดงได้ด้วยสูตรทั่วไป: (C6H10O5) n

แป้ง... แป้งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ มวลโมเลกุลของสารนี้ยังไม่ทราบแน่ชัด แต่เป็นที่ทราบกันว่ามีขนาดใหญ่มาก (ประมาณ 100,000) และอาจแตกต่างกันไปตามตัวอย่างที่แตกต่างกัน ดังนั้นสูตรของแป้งก็เหมือนกับโพลีแซ็กคาไรด์อื่นๆ จึงแสดงเป็น (C6H10O5) n สำหรับโพลีแซ็กคาไรด์แต่ละชนิด n มีค่าต่างกัน

คุณสมบัติทางกายภาพ! แป้งเป็นผงไม่มีรส ไม่ละลายในน้ำเย็น มันจะพองตัวในน้ำร้อนจนเกิดเป็นส่วนผสม แป้งมีกระจายอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ เป็นสารอาหารสำรองสำหรับพืชหลายชนิดและมีอยู่ในรูปของเมล็ดแป้ง ธัญพืชที่มีแป้งมากที่สุด ได้แก่ ธัญพืช: ข้าว (มากถึง 86%) ข้าวสาลี (มากถึง 75%) ข้าวโพด (มากถึง 72%) และหัวมันฝรั่ง (มากถึง 24%) ในหัวมันฝรั่ง เมล็ดแป้งจะลอยอยู่ในน้ำเลี้ยงเซลล์ และในธัญพืชจะติดกาวอย่างแน่นหนาพร้อมกับสารโปรตีนที่เรียกว่ากลูเตน แป้งเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์ด้วยแสง

การเตรียม แป้งสกัดจากพืชโดยการทำลายเซลล์แล้วล้างด้วยน้ำ ในระดับอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่ได้มาจากหัวมันฝรั่ง (ในรูปของแป้งมันฝรั่ง) และจากข้าวโพด

แป้งเป็นคาร์โบไฮเดรตหลักในอาหารของมนุษย์ โดยพบได้ในปริมาณมากในขนมปัง ซีเรียล มันฝรั่ง และผัก แป้งในปริมาณมากจะถูกแปรรูปเป็นเดกซ์ทริน กากน้ำตาล และกลูโคส ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมขนมหวาน แป้งใช้เป็นกาวใช้สำหรับตกแต่งผ้าและลินินแป้ง ในทางการแพทย์ ขี้ผึ้ง ผง ฯลฯ จัดทำขึ้นจากแป้ง

เซลลูโลส เซลลูโลสเป็นคาร์โบไฮเดรตที่พบได้ทั่วไปมากกว่าแป้ง ประกอบด้วยผนังเซลล์พืชเป็นส่วนใหญ่ ไม้ประกอบด้วยสำลีมากถึง 60% และกระดาษกรอง - เซลลูโลสมากถึง 90%

องค์ประกอบและโครงสร้าง องค์ประกอบของเซลลูโลสและแป้งแสดงโดยสูตร (C6H10O5) n ค่า n ในเซลลูโลสบางประเภทสูงถึง 10-12,000 และน้ำหนักโมเลกุลสูงถึงหลายล้าน โมเลกุลของมันมีโครงสร้างเชิงเส้น (ไม่แยกส่วน) ซึ่งเป็นผลมาจากเซลลูโลสที่ก่อตัวเป็นเส้นใยได้ง่าย โมเลกุลของแป้งมีทั้งโครงสร้างเชิงเส้นและแบบแยกแขนง นี่คือความแตกต่างหลักระหว่างแป้งและเซลลูโลส

คุณสมบัติทางกายภาพ เซลลูโลสบริสุทธิ์เป็นของแข็งสีขาว ไม่ละลายในน้ำและในตัวทำละลายอินทรีย์ทั่วไป ละลายได้สูงในสารละลายแอมโมเนียเข้มข้นของคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ (รีเอเจนต์ของชไวเซอร์) จากสารละลายกรดนี้ เซลลูโลสจะตกตะกอนในรูปของเส้นใย (เซลลูโลสไฮเดรต) ไฟเบอร์มีความแข็งแรงเชิงกลค่อนข้างสูง

การใช้เซลลูโลส เซลลูโลสในรูปแบบของผ้าฝ้าย ผ้าลินิน หรือป่านใช้ทำผ้า - ผ้าฝ้ายและผ้าลินิน มีการใช้เงินจำนวนมากในการผลิตกระดาษ กระดาษเกรดราคาถูกทำจากไม้สน เกรดที่ดีที่สุดทำจากเศษกระดาษลินินและฝ้าย ด้วยการนำเซลลูโลสไปผ่านกระบวนการทางเคมี ทำให้ได้ผ้าไหมเทียม พลาสติก ฟิล์ม ผงไร้ควัน วานิช และอื่นๆ อีกมากมายหลายประเภท

เซลลูโลส (ไฟเบอร์) เป็นโพลีแซ็กคาไรด์จากพืช ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ที่พบมากที่สุดในโลก

1. คุณสมบัติทางกายภาพ

สารนี้มีสีขาว ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น ไม่ละลายน้ำ และมีโครงสร้างเป็นเส้นใย ละลายในสารละลายแอมโมเนียของคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ - รีเอเจนต์ของชไวเซอร์

การทดลองทางวิดีโอ “การละลายเซลลูโลสในสารละลายแอมโมเนียของคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์”

2. อยู่ในธรรมชาติ

พอลิเมอร์ชีวภาพนี้มีความแข็งแรงเชิงกลสูงและทำหน้าที่เป็นวัสดุรองรับพืชเพื่อสร้างผนังเซลล์พืช ใน ปริมาณมากเซลลูโลสพบได้ในเนื้อเยื่อไม้ (40-55%) เส้นใยลินิน (60-85%) และฝ้าย (95-98%) ส่วนประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์พืช มันถูกสร้างขึ้นในพืชระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

ไม้ประกอบด้วยเซลลูโลส 50% ส่วนฝ้าย ปอ และป่านก็แทบจะเป็นเซลลูโลสบริสุทธิ์

ไคติน (อะนาล็อกของเซลลูโลส) เป็นส่วนประกอบหลักของโครงกระดูกภายนอกของสัตว์ขาปล้องและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ และยังอยู่ในองค์ประกอบด้วย ผนังเซลล์เชื้อราและแบคทีเรีย

3. โครงสร้าง

ประกอบด้วยเบต้า-กลูโคสตกค้าง

4. ใบเสร็จรับเงิน

ได้มาจากไม้

5. การสมัคร

เซลลูโลสใช้ในการผลิตกระดาษ เส้นใยเทียม ฟิล์ม พลาสติก สีและสารเคลือบเงา ผงไร้ควัน วัตถุระเบิด เชื้อเพลิงจรวดแข็ง สำหรับการผลิตแอลกอฮอล์ไฮโดรไลติก ฯลฯ

· การผลิตไหมอะซิเตท - เส้นใยเทียม ลูกแก้ว ฟิล์มไม่ติดไฟจากเซลลูโลสอะซิเตต

· การเตรียมดินปืนไร้ควันจากไตรอะซิติลเซลลูโลส (ไพร็อกซิลิน)

· การผลิตคอลโลเดียน (ฟิล์มหนาสำหรับการแพทย์) และเซลลูลอยด์ (การผลิตฟิล์ม ของเล่น) จากเซลลูโลส ไดอะซิทิล

· การผลิตด้าย เชือก กระดาษ

· การผลิตกลูโคส เอทิลแอลกอฮอล์ (สำหรับการผลิตยาง)

อนุพันธ์ของเซลลูโลสที่สำคัญที่สุด ได้แก่ :
- เมทิลเซลลูโลส(เซลลูโลสเมทิลอีเทอร์) ตามสูตรทั่วไป

ยังไม่มีข้อความ ( เอ็กซ์= 1, 2 หรือ 3);

- เซลลูโลสอะซิเตต(เซลลูโลสไตรอะซิเตต) – เอสเทอร์ของเซลลูโลสและกรดอะซิติก

- ไนโตรเซลลูโลส(เซลลูโลสไนเตรต) – เซลลูโลสไนเตรต:

ยังไม่มีข้อความ ( เอ็กซ์= 1, 2 หรือ 3)

6. คุณสมบัติทางเคมี

ไฮโดรไลซิส

(ค 6 H 10 O 5) n + nH 2 O เสื้อ,H2SO4→ เอ็นซี 6 ชม. 12 โอ 6

กลูโคส

การไฮโดรไลซิสดำเนินไปเป็นขั้นตอน:

(ค 6 H 10 O 5) n → (C 6 H 10 O 5) ม. → xC 12 H 22 O 11 → n C 6 H 12 O 6 ( บันทึก, ม

แป้งเดกซ์ทรินมอลโตสกลูโคส

การทดลองทางวิดีโอ “การย่อยด้วยกรดของเซลลูโลส”

ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน

เซลลูโลสเป็นโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ มีกลุ่มไฮดรอกซิลสามกลุ่มต่อหน่วยเซลล์ของโพลีเมอร์ ในเรื่องนี้เซลลูโลสมีลักษณะเป็นปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน (การก่อตัวของเอสเทอร์) ปฏิกิริยากับกรดไนตริกและอะซิติกแอนไฮไดรด์มีความสำคัญในทางปฏิบัติมากที่สุด เซลลูโลสไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยา "กระจกสีเงิน"

1. ไนเตรชัน:

(ค 6 H 7 O 2 (OH ) 3) n + 3 nHNO 3 ชม 2 ดังนั้น4(สรุป)→(ค 6 H 7 O 2 (ONO 2 ) 3) n + 3 nH 2 O

ไพโรซิลิน

การทดลองทางวิดีโอ “การเตรียมและสมบัติของไนโตรเซลลูโลส”

เส้นใยเอสเทอริไฟด์เต็มที่เรียกว่าดินปืน ซึ่งหลังจากผ่านกระบวนการที่เหมาะสมแล้ว ก็จะกลายเป็นดินปืนไร้ควัน ขึ้นอยู่กับสภาวะไนเตรตสามารถรับเซลลูโลสไดไนเตรตซึ่งในเทคโนโลยีเรียกว่าคอลลอกซีลิน นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตดินปืนและจรวดขับเคลื่อนที่เป็นของแข็ง นอกจากนี้เซลลูลอยด์ยังทำมาจากคอลรอกซีลิน

2. ปฏิกิริยากับกรดอะซิติก:

(ค 6 H 7 O 2 (OH) 3) n + 3nCH 3 COOH H2SO4( คอนติเนนตัล .)→ (ค 6 H 7 O 2 (OCOCH 3) 3) n + 3nH 2 O

เมื่อเซลลูโลสทำปฏิกิริยากับอะซิติกแอนไฮไดรด์เมื่อมีกรดอะซิติกและซัลฟิวริกจะเกิดไตรอะซิติลเซลลูโลสขึ้น

ไตรอะเซทิลเซลลูโลส (หรือเซลลูโลสอะซิเตต) เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่าในการผลิตฟิล์มหน่วงไฟและไหมอะซิเตท- ในการทำเช่นนี้ เซลลูโลสอะซิเตตจะถูกละลายในส่วนผสมของไดคลอโรมีเทนและเอทานอล และสารละลายนี้จะถูกบังคับผ่านการตายลงในกระแสอากาศอุ่น

และตัวตายเองก็มีแผนผังดังนี้:

1 - โซลูชันการปั่น
2 - ตาย
3 - เส้นใย

ตัวทำละลายจะระเหยและกระแสของสารละลายกลายเป็นไหมอะซิเตทที่ละเอียดที่สุด

เมื่อพูดถึงการใช้เซลลูโลส คงอดไม่ได้ที่จะบอกว่ามีการใช้เซลลูโลสจำนวนมากเพื่อผลิตกระดาษต่างๆ กระดาษ- เป็นชั้นเส้นใยไฟเบอร์บางๆ ติดกาวและกดบนเครื่องทำกระดาษแบบพิเศษ