Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Cellulose”

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Duyệt lịch sử tương tác
← Thay đổi trướcThay đổi sau →
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Trực quanMã wiki
Không có tóm lược sửa đổi
Không có tóm lược sửa đổi
Dòng 59: Dòng 59:
}}
}}
[[Tập tin:Cellulose-3D-balls.png|nhỏ|300px|Hình ảnh 3D hợp chất cao phân tử Cellulose:Màu nâu-[[cacbon]], màu đỏ-[[ôxy|oxy]], màu trắng-[[hiđrô|hydro]]]]
[[Tập tin:Cellulose-3D-balls.png|nhỏ|300px|Hình ảnh 3D hợp chất cao phân tử Cellulose:Màu nâu-[[cacbon]], màu đỏ-[[ôxy|oxy]], màu trắng-[[hiđrô|hydro]]]]
'''Cellulose''' là một [[hợp chất hữu cơ]] với [[công thức hóa học|công thức]] {{chem|([[carbon|C]]|6|[[hydrogen|H]]|10|[[oxygen|O]]|5|)|''n''|}}, một [[polysaccharide]] gồm chuỗi tuyến tính của hàng trăm đến hàng nghìn đơn vị [[glucose|<small>D</small>-glucose]] liên kết [[glycosidic bond|β(1→4)]]<ref name=Crawford>{{cite book
'''Cellulose''' (bắt nguồn từ [[tiếng Pháp]]: ''cellulose''),<ref>Yoonjung Kang, Andrea Hòa Phạm, Benjamin Storme. French loanwords in Vietnamese: the role of input language phonotactics and contrast in loanword adaptation. Trang 5.</ref> còn gọi là '''xenlulôzơ''', '''xenlulôza''', là [[hợp chất cao phân tử]] được cấu tạo từ các [[liên kết]] các mắt xích β-D-[[glucose]], có [[công thức cấu tạo]] là (C<sub>6</sub>H<sub>10</sub>O<sub>5</sub>)<sub>n</sub> hay [C<sub>6</sub>H<sub>7</sub>O<sub>2</sub>(OH)<sub>3</sub>]<sub>n</sub> trong đó n có thể nằm trong khoảng 5000-14000, là thành phần chủ yếu cấu tạo nên [[vách tế bào thực vật]]. Trong gỗ [[cây lá kim]], cellulose chiếm khoảng 41-49%, trong gỗ [[cây lá rộng]] nó chiếm 44-50% [[thể tích]].
| author=Crawford, R. L.

| title=Lignin biodegradation and transformation
Ứng dụng:
| publisher=John Wiley and Sons

| location=New York
'''Trong ngành dệt may''': được dùng làm sợi để chế biến thành vải khác nhau như rayon, satin, acetate và triacetate. Nó nổi bật với chi phí thấp, độ sáng và vẻ đẹp mà nó mang lại cho quần áo. Cellulose acetat thường được dùng làm áo sơ mi, áo thun, váy đầm, cà vạt, đồ lót. Ngoài ra còn dùng làm áo mưa và làm dù che.
| year=1981

| isbn=978-0-471-05743-7
'''Trong y tế''': được sử dụng trong các thiết bị hình trụ đáp ứng chức năng của một thiết bị chạy thận nhân tạo.
}}</ref><ref name="Updegraff_1969">{{cite journal

| author=Updegraff D. M.
'''Trong sản xuất công nghiệp''': Nó được sử dụng trong sản xuất hộp đựng thuốc lá, dây cáp điện, sơn mài, sản xuất đồ vật bằng nhựa, giấy và các tông, sản xuất các bộ phận động cơ và khung gầm của các loại xe khác nhau trong ngành [[công nghiệp ô tô]].
| title=Semimicro determination of cellulose in biological materials

| journal=Analytical Biochemistry
'''Trong sản xuất kính''': dùng để làm chất liệu lót kính màn hình máy tinh, màn hình điện thoại di động và các loại màn hình khác. Cellulose acetate còn là chất liệu làm nên các gọng kính đeo mắt khá bền và đẹp.
| year=1969 |volume=32 |pages=420–424

| doi=10.1016/S0003-2697(69)80009-6
'''Trong ngành nghệ thuật và phim ảnh''': sử dụng làm phim mỏng cho phim, nhiếp ảnh và băng từ.
| pmid=5361396

| issue=3
'''Trong nghiên cứu''': sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm khoa học và nghiên cứu giúp sản xuất các bộ lọc xốp, như là một hỗ trợ cho màng cellulose acetate để thực hiện quá trình điện di hoặc trao đổi thẩm thấu. Nó còn dùng để làm giấy lọc trong thí nghiệm.
}}</ref> Cellulose là thành phần cấu trúc quan trọng của [[cell wall|bức bình di chất]] chính của [[thực vật lục]], nhiều dạng [[tảo]] và các [[oomycete]]. Một số loài [[bacteria|vi khuẩn]] tiết ra nó để hình thành [[biofilm]]s.<ref>{{cite book |last=Romeo |first=Tony |title=Bacterial biofilms |year=2008 |publisher=Springer |location=Berlin |isbn=978-3-540-75418-3 |pages=258–263}}</ref> Cellulose là [[biopolymer|polymer hữu cơ]] phổ biến nhất trên Trái Đất.<ref name="Klemm">{{cite journal |last=Klemm |first=Dieter |author2=Heublein, Brigitte |author3=Fink, Hans-Peter |author4= Bohn, Andreas |title=Cellulose: Fascinating Biopolymer and Sustainable Raw Material |journal=Angew. Chem. Int. Ed. |date=2005 |volume=44 |issue=22 |doi=10.1002/anie.200460587 |pmid=15861454 |pages=3358–3393}}</ref> Hàm lượng cellulose trong sợi [[cotton|bông]] là 90%, trong [[gỗ]] là 40–50%, và trong [[gai dầu]] đã khô là khoảng 57%.<ref>Cellulose. (2008). In ''[[Encyclopædia Britannica]]''. Retrieved January 11, 2008, from Encyclopædia Britannica Online.</ref><ref>[http://www.ipst.gatech.edu/faculty/ragauskas_art/technical_reviews/Chemical%20Overview%20of%20Wood.pdf Chemical Composition of Wood]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20181013004234/http://www.ipst.gatech.edu/faculty/ragauskas_art/technical_reviews/Chemical%20Overview%20of%20Wood.pdf |date=2018-10-13 }}. ipst.gatech.edu.</ref><ref>Piotrowski, Stephan and Carus, Michael (May 2011) [http://www.biocore-europe.org/file/BIOCORE%20Multi-criteria%20evaluation%20of%20niche%20crops.pdf Multi-criteria evaluation of lignocellulosic niche crops for use in biorefinery processes] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20210403200802/http://www.biocore-europe.org/file/BIOCORE%20Multi-criteria%20evaluation%20of%20niche%20crops.pdf |date=2021-04-03 }}. nova-Institut GmbH, Hürth, Germany.</ref>

==[[Tính chất (của chất)#Tính chất vật lý|Tính chất vật lý]]==
Là chất màu trắng, không mùi, không vị. Cellulose không tan trong [[nước]] ngay cả khi đun nóng và các [[dung môi hữu cơ]] thông thường. Tan trong một số [[dung dịch]] [[acid vô cơ]] mạnh như: HCl, HNO<sub>3</sub>,... một số dung dịch [[muối]]: ZnCl<sub>2</sub>, PbCl<sub>2</sub>,...

Là thành phần chính tạo nên lớp [[thành tế bào]] thực vật, giúp cho các mô thực vật có độ bền cơ học và tính đàn hồi. Cellulose có nhiều trong bông (95-98%), đay, gai, tre, nứa, gỗ... (Cellulose chiếm khoảng 40-45% trong gỗ).


==[[Tính chất (của chất)#Tính chất hóa học|Tính chất hóa học]]==
==[[Tính chất (của chất)#Tính chất hóa học|Tính chất hóa học]]==

Phiên bản lúc 11:33, ngày 31 tháng 5 năm 2023

Cellulose[1]
Cellulose, một polymer tuyến tính của các đơn vị D-glucose (được hiển thị hai đơn vị) liên kết bởi các liên kết β(1→4)-glycosidic
Cấu trúc ba chiều của cellulose
Nhận dạng
Số CAS9004-34-6
PubChem14055602
KEGGC00760
ChEMBL2109009
UNIISMD1X3XO9M
Thuộc tính
Công thức phân tử(C
12H
20O
10)
n
Khối lượng mol162.1406 g/mol cho mỗi đơn vị glucose
Bề ngoàibột trắng
Khối lượng riêng1.5 g/cm3
Điểm nóng chảy 260–270 °C; 533–543 K; 500–518 °F Phân hủy[2]
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nướckhông tan
Nhiệt hóa học
Enthalpy
hình thành ΔfHo298		−963,000 kJ/mol[cần giải thích]
DeltaHc−2828,000 kJ/mol[cần giải thích]
Các nguy hiểm
NFPA 704

1
1
0
 
PELTWA 15 mg/m3 (tổng) TWA 5 mg/m3 (hô hấp)[2]
RELTWA 10 mg/m3 (tổng) TWA 5 mg/m3 (hô hấp)[2]
IDLHN.D.[2]
Các hợp chất liên quan
Hợp chất liên quanStarch
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☑Y kiểm chứng (cái gì ☑YKhôngN ?)
Hình ảnh 3D hợp chất cao phân tử Cellulose:Màu nâu-cacbon, màu đỏ-oxy, màu trắng-hydro

Cellulose là một hợp chất hữu cơ với công thức (C
6H
10O
5)
n, một polysaccharide gồm chuỗi tuyến tính của hàng trăm đến hàng nghìn đơn vị D-glucose liên kết β(1→4)[3][4] Cellulose là thành phần cấu trúc quan trọng của bức bình di chất chính của thực vật lục, nhiều dạng tảo và các oomycete. Một số loài vi khuẩn tiết ra nó để hình thành biofilms.[5] Cellulose là polymer hữu cơ phổ biến nhất trên Trái Đất.[6] Hàm lượng cellulose trong sợi bông là 90%, trong gỗ là 40–50%, và trong gai dầu đã khô là khoảng 57%.[7][8][9]

Tính chất hóa học

Các mắt xích β-D-glucose trong cellulose

Cellulose do các mắt xích β-D-Glucose liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glycoside do vậy liên kết này thường không bền trong các phản ứng thủy phân.

Cellulose được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp của cây:

6nCO2+5nH2OClorophin,as→(C6H10O5)n +6nO2

Phản ứng thủy phân

Đun nóng lâu xenlulozơ với dung dịch acid sulfuric, các liên kết β-glycoside bị đứt tạo thành sản phẩm cuối cùng là glucozơ:

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 (xúc tác H+, to)

Phản ứng này áp dụng trong sản xuất alcohol etylic công nghiệp, xuất phát từ nguyên liệu chứa xenlulozơ (vỏ bào, mùn cưa, tre, nứa, v.v...).

Phản ứng thủy phân xenlulozơ có thể xảy ra nhờ tác dụng xúc tác của enzim xenlulaza có trong cơ thể động vật nhai lại (trâu, bò...). Cơ thể người không có enzim này nên không thể tiêu hóa được xenlulozơ.

Tác dụng với một số tác nhân base

  • Phản ứng với NaOH và CS2. Sản xuất tơ visco:

Cho cellulose tác dụng với NaOH người ta thu được sản phẩm gọi là "cellulose kiềm", đem chế hóa tiếp với carbon disulfide sẽ thu được dung dịch cellulose xantogenat:

[C6H7O2(OH)3]n (Cellulose) → [C6H7O2(OH)2ONa]n (Cellulose kiềm) → [C6H7O2(OH)2O-CS2Na]n (Cellulose xantogenat)

Cellulose xantogenat tan trong kiềm tại thành dung dịch rất nhớt gọi là visco. Khi bơm dung dịch nhớt này qua những ống có các lỗ rất nhỏ (φ < 0,1mm) ngâm trong dung dịch H2SO4, cellulose xantogenat sẽ bị thủy phân cho ta cellulose hidrat ở dạng óng nuột gọi là tơ visco:

[C6H7O2(OH)2O-CS2Na]n (Cellulose xantogenat) + n/2H2SO4 → [C6H7O2(OH)3]n (Cellulose hydrate) + nCS2 + Na2SO4

Cellulose hydrate có công thức hóa học tương tự cellulose, nhưng do quá trình chế biến hóa học như trên, mạch polymer trở nên ngắn hơn, độ bền hóa học kém đi và háo nước hơn.

  • Tác dụng của dung dịch Cu(OH)2 trong amonia:

Cellulose tan được trong dung dịch Cu(OH)2 trong amonia có tên là "nước Svayde" (Schweitzer's Reagent), trong đó Cu2+ tồn tại chủ yếu ở dạng phức chất Cu(NH3)n(OH)2. Khi ấy sinh ra phức chất của cellulose với ion đồng ở dạng dung dịch nhớt. Nếu ta bơm dung dịch nhớt này đi qua ống có những lỗ rất nhỏ ngâm trong nước, phức chất sẽ bị thủy phân thành cellulose hydrate ở dạng sợi, gọi là tơ đồng - amonia.

Phản ứng với một số acid hoặc anhydride acid tạo thành este

  • Tác dụng của HNO3:

Đun nóng cellulose với hỗn hợp HNO3 và H2SO4 đậm đặc, tùy theo điều kiện phản ứng mà một, hai hay cả ba nhóm -OH trong mỗi mắt xích C6H10O5 được thay thế bằng nhóm -ONO2 tạo thành các este cellulose nitrat:

[C6H7O2(o…H)3]n + nHNO3 → [C6H7O2(OH)2ONO2]n (Cellulose mononitrat) + nH2O

[C6H7O2(OH)3]n + 2nHNO3 → [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n (Cellulose dinitrat) + 2nH2O

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n (Cellulose trinitrat) + 3nH2O

Hỗn hợp cellulose mononitrat và cellulose dinitrat (gọi là coloxilin) được dùng để tạo màng mỏng tại chỗ trên da nhằm bảo vệ vết thương, và dùng trong công nghệ cao phân tử (chế tạo nhựa xenluloit, sơn, phim ảnh...). Cellulose trinitrat thu được (có tên gọi piroxilin) là một sản phẩm dễ cháy và nổ mạnh, được dùng làm chất nổ cho mìn, lựu đạn... và chế tạo thuốc súng không khói.

  • Tác dụng của (CH3CO)2O: Cellulose tác dụng với anhydride acetic có H2SO4 xúc tác có thể tạo thành cellulose mono- hoặc di- hoặc triacetat. Ví dụ:

[C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OCOCH3)3]n(cellulose triacetat) + 3nCH3COOH

Trong công nghiệp cellulose triacetat và cellulose diacetat được dùng hỗn hợp hoặc riêng rẽ để sản xuất phim ảnh và tơ acetat. Chẳng hạn hòa tan hai este trên trong hỗn hợp aceton và ethanol rồi bơm dung dịch thu được qua những lỗ nhỏ thành chùm tia đồng thời thổi không khí nóng (55 - 70oC) qua chùm tia đó để làm bay hơi aceton sẽ thu được những sợi mảnh khảnh gọi là tơ acetat. Tơ acetat có tính đàn hồi, bền bỉ và đẹp.

Xem thêm

Tham khảo

  1. ^ Nishiyama, Yoshiharu; Langan, Paul; Chanzy, Henri (2002). “Cấu trúc tinh thể và hệ liên kết hydro trong cellulose Iβ từ tia X và sợi neutron”. J. Am. Chem. Soc. 124 (31): 9074–9082. doi:10.1021/ja0257319. PMID 12149011.
  2. ^ a b c d “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0110”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
  3. ^ Crawford, R. L. (1981). Lignin biodegradation and transformation. New York: John Wiley and Sons. ISBN 978-0-471-05743-7.
  4. ^ Updegraff D. M. (1969). “Semimicro determination of cellulose in biological materials”. Analytical Biochemistry. 32 (3): 420–424. doi:10.1016/S0003-2697(69)80009-6. PMID 5361396.
  5. ^ Romeo, Tony (2008). Bacterial biofilms. Berlin: Springer. tr. 258–263. ISBN 978-3-540-75418-3.
  6. ^ Klemm, Dieter; Heublein, Brigitte; Fink, Hans-Peter; Bohn, Andreas (2005). “Cellulose: Fascinating Biopolymer and Sustainable Raw Material”. Angew. Chem. Int. Ed. 44 (22): 3358–3393. doi:10.1002/anie.200460587. PMID 15861454.
  7. ^ Cellulose. (2008). In Encyclopædia Britannica. Retrieved January 11, 2008, from Encyclopædia Britannica Online.
  8. ^ Chemical Composition of Wood. Lưu trữ 2018-10-13 tại Wayback Machine. ipst.gatech.edu.
  9. ^ Piotrowski, Stephan and Carus, Michael (May 2011) Multi-criteria evaluation of lignocellulosic niche crops for use in biorefinery processes Lưu trữ 2021-04-03 tại Wayback Machine. nova-Institut GmbH, Hürth, Germany.

Liên kết ngoài

Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Cellulose&oldid=70064486”