Целулоза — разлика између измена

С Википедије, слободне енциклопедије
Садржај обрисан Садржај додат
м →‎top: знак постотка се не одваја белином од бројке
.
Ред 1: Ред 1:
{{Short description|Полимер глукозе и структурна компонента ћелијског зида биљака и зелених алги}}{{рут}}
{{Chembox
{{Chembox
| Verifiedfields = correct
| verifiedrevid = 311613557
| Watchedfields = correct
| Reference = <ref>{{Cite journal |first1 = Yoshiharu |last1 = Nishiyama |first2 = Paul |last2 = Langan |first3 = Henri |last3 = Chanzy | title = Crystal Structure and Hydrogen-Bonding System in Cellulose Iβ from Synchrotron X-ray and Neutron Fiber Diffraction | journal = J. Am. Chem. Soc | year = 2002 | volume = 124 | issue = 31 | doi = 10.1021/ja0257319 | pmid = 12149011 | author2 = Langan | author3 = Chanzy|pages=9074-82 }}.</ref>
| verifiedrevid = 457117700
| ImageFile = Cellulose Sessel.svg
| ImageSize = 260px
| Name =
| Reference = <ref>{{Cite journal|first1 = Yoshiharu|last1 = Nishiyama|first2 = Paul|last2 = Langan|first3 = Henri|last3 = Chanzy|title = Crystal Structure and Hydrogen-Bonding System in Cellulose Iβ from Synchrotron X-ray and Neutron Fiber Diffraction|journal = J. Am. Chem. Soc.|year = 2002|volume = 124|issue = 31|pages = 9074–82|doi = 10.1021/ja0257319|pmid = 12149011}}</ref>
| ImageName = Cellulose, a linear polymer of D-glucose units (two are shown) linked by β(1→4)-glycosidic bonds.
| ImageFile1 = Cellulose-Ibeta-from-xtal-2002-3D-balls.png
| ImageFile = Cellulose Sessel.svg
| ImageSize1 = 260px
| ImageSize = 260px
| ImageName = Cellulose, a linear polymer of D-glucose units (two are shown) linked by β(1→4)-glycosidic bonds.
| ImageName1 = Three-dimensional structure of cellulose.
| ImageFile1 = Cellulose-Ibeta-from-xtal-2002-3D-balls.png
| IUPACName =
| OtherNames =
| ImageSize1 = 260px
| ImageName1 = Three-dimensional structure of cellulose
| Section1 = {{Chembox Identifiers
| IUPACName =
| Abbreviations =
| CASNo = 9004-34-6
| OtherNames =
| SystematicName =
| CASNo_Ref = {{cascite}}
| Section1 = {{Chembox Identifiers
| EC-number = 232-674-9
| RTECS =
| CASNo = 9004-34-6
| ChEMBL_Ref = {{ebicite|changed|EBI}}
| MeSHName =Cellulose
| ChEMBL = 2109009
| CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}
| EC_number = 232-674-9
| UNII_Ref = {{fdacite|correct|FDA}}
| UNII = SMD1X3XO9M
| PubChem = 14055602
| RTECS =
| ChemSpiderID_Ref = {{chemspidercite|changed|chemspider}}
| ChemSpiderID = None
}}
| Section2 = {{Chembox Properties
| Formula = ({{chem|C|6|H|10|O|5|)|''n''}}
| MolarMass = 162.1406 g/mol per glucose unit
| Appearance = white powder
| Density = 1.5 g/cm<sup>3</sup>
| Solubility = none
| MeltingPtF = 500-518
| MeltingPt_notes = Decomposes<ref name=PGCH/>
}}
| Section3 =
| Section4 = {{Chembox Thermochemistry
| DeltaHf = −963,000 kJ/mol
| DeltaHc = −2828,000 kJ/mol
}}
| Section5 =
| Section6 =
| Section7 = {{Chembox Hazards
| NFPA-H = 1
| NFPA-F = 1
| NFPA-R = 0
| ExternalSDS =
| AutoignitionPt =
| PEL = TWA 15 mg/m<sup>3</sup> (total) TWA 5 mg/m<sup>3</sup> (resp)<ref name=PGCH>{{PGCH|0110}}</ref>
| REL = TWA 10 mg/m<sup>3</sup> (total) TWA 5 mg/m<sup>3</sup> (resp)<ref name=PGCH/>
| IDLH = N.D.<ref name=PGCH/>
}}
| Section8 = {{Chembox Related
| OtherCompounds = [[Starch]]
}}
}}
}}
| Section2 = {{Chembox Properties
| Formula = (C<sub>6</sub>H<sub>10</sub>O<sub>5</sub>)<sub>''n''</sub>
| MolarMass =
| Appearance = бели прах
| Density = 1.5 g/cm<sup>3</sup>
| Solubility = није растворан
| MeltingPt = разлаже се
}}
| Section7 = {{Chembox Hazards
| ExternalMSDS =
| EUIndex = није листиран
| Autoignition =
}}
| Section8 = {{Chembox Related
| OtherCpds = [[Скроб]]
}}
}}
[[Датотека:Целулоза.JPG|десно|мини|целулоза полисахарид изграђен од великог броја молекула D – глукозе, повезаних глукозидном везом.]]
'''Целулоза''' је природни макромолекул који настаје [[фотосинтеза|фотосинтезом]].<ref name="Lehninger">{{Lehninger4th}}</ref> Састоји се од [[анхидрид]]а [[глукоза|глукозе]] [[емпиријска формула|емпиријске формуле]] (-{C}-<sub>6</sub>-{H}-<sub>10</sub>-{O}-<sub>5</sub>)<sub>-{n}-</sub>
. Целулоза припада групи [[полисахариди|полисахарида]] који представљају до 80% суве материје биљног света, а међу којима је целулоза најзначајнија.


'''Целулоза''' је природни макромолекул који настаје [[фотосинтеза|фотосинтезом]].<ref name="Lehninger">{{Lehninger4th}}</ref> Celuloza ([[Latinski jezik|lat]]. ''cellula'': mala ćelija) je u prirodi najrasprostranjeniji [[Organska kemija|ugljikov spoj]] na [[Zemlja|Zemlji]]. To je [[Ugljikohidrati|ugljikohidrat]] ([[polisaharid]]) s velikom [[Relativna molekulska masa|relativnom molekularnom masom]]. Састоји се од [[анхидрид]]а [[глукоза|глукозе]] [[емпиријска формула|емпиријске формуле]] (-{C}-<sub>6</sub>-{H}-<sub>10</sub>-{O}-<sub>5</sub>)<sub>-{n}-</sub>. Целулоза припада групи [[полисахариди|полисахарида]] који представљају до 80% суве материје биљног света, а међу којима је целулоза најзначајнија. Потпуном [[хидролиза|хидролизом]] целулозе добија се -{D}- – глукоза. Основу целулозе чине у ствари, два [[анхидрид]]а -{D}- – глукозе, који су везани глукозидном везом и чине молекул целобиозе. Испитивањем се дошло до закључка да је целулоза [[полисахариди|полисахарид]] изграђен од великог броја молекула -{D}- – глукозе, повезаних глукозидном везом.
Потпуном [[хидролиза|хидролизом]] целулозе добија се -{D}- – глукоза
[[Датотека:Целулоза.JPG|лево|мини|250px|целулоза полисахарид изграђен од великог броја молекула D – глукозе, повезаних глукозидном везом.]]
[[Датотека:Cotton.JPG|лево|мини|250px|Udio je celuloze u [[pamuk]]u do 98%. Pamučna vlakna predstavljaju najčišći oblik celuloze u prirodi.]]
[[Датотека:Cellulose strand.svg|лево|мини|250px|Celulozno vlakno koje prikazuje [[vodikova veza|vodikove veze]] (isprekidane linije) unutar i između molekula celuloze.]]


Većinom se nalazi u obliku [[vlakno|vlakana]], koja su vrlo čvrsta, netopljiva u vodi, slabim [[kiselina]]ma i [[Baze (kemija)|lužinama]], te u organskim [[Otapalo|otapalima]]. Celuloza nastaje u prirodi [[Fotosinteza|fotosintezom]] i čini gotovo polovinu tvari od koje su građene [[Stanična stijenka|stijene stanica]] u [[drvo|drveću]] i jednogodišnjim biljkama. Za proizvodnju papira upotrebljava se takozvana tehnička celuloza, koja osim čiste celuloze sadrži manji ili veći udjel [[hemiceluloza|hemiceluloze]] i [[lignin]]a, te neznatne količine [[Smola|smole]], [[Vosak|voskova]] i [[Minerali (nutrijenti)|mineralnih tvari]].<ref>"Tehnička enciklopedija" ('''Papir'''), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.</ref>
(-{C}-<sub>6</sub>-{H}-<sub>10</sub>-{O}-<sub>5</sub>)<sub>-{n}-</sub> -{+nH}-<sub>2</sub>-{O}- → -{nC}-<sub>6</sub>-{H}-<sub>12</sub>-{O}-<sub>6</sub>

Celuloza je bijela vlaknasta tvar bez okusa i mirisa, netopljiva u vodi i organskim otapalima, glavni sastojak [[Stanična stijenka|staničnih stijenki]] [[biljke|biljaka]].<ref name=Crawford>{{cite book
| author=Crawford, R.L.
| title=Lignin biodegradation and transformation
| publisher=John Wiley and Sons
| location = New York
| year=1981
| isbn=978-0-471-05743-7
}}</ref><ref name="Updegraff_1969">{{cite journal
| author=Updegraff D.M.
| title=Semimicro determination of cellulose in biological materials
| journal=Analytical Biochemistry
| year=1969|volume=32|pages=420–424
| doi=10.1016/S0003-2697(69)80009-6
| pmid=5361396
| issue=3
}}</ref><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 is the most abundant [[biopolymer|organic polymer]] on Earth.<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=3358–93}}</ref> Udio je celuloze u [[pamuk]]u do 98%, u [[drvo|drvu]] 40 do 50%, u [[slama|slami]] oko 30%.<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]. nova-Institut GmbH, Hürth, Germany.</ref> Celuloza je osnovni sastojak mnogih danas nezamjenljivih [[industrija|industrijskih]] [[proizvod]]a: [[papir]]a, [[karton]]a, [[ljepenka|ljepenke]], [[Vata|vate]] i celuloznih vlakana za [[Tekstilna industrija|tekstilnu industriju]], a široku primjenu nalaze i njezini [[derivat]]i ([[esteri]] i [[eteri]]) u proizvodnji [[lak]]ova, [[eksploziv]]a, [[ljepilo|ljepila]], [[Filmska vrpca|filmskih vrpci]], [[celuloid]]a i drugog. Celuloza je [[Polisaharidi|polisaharid]] s bruto jednadžbom (C<sub>6</sub>H<sub>10</sub>O<sub>5</sub>)<sub>n</sub>, pri čemu je ''n'' stupanj [[Polimerizacija|polimerizacije]], koji za [[pamuk]] približno iznosi 7 000, a za [[Jela|jelovo drvo]] 2 500. Lančane [[molekule]] celuloze građene su od [[glikozidi]]čki povezanih molekula [[Glukoza|glukoze]], a obradom [[kiselina]]ma celuloza se [[Hidroliza|hidrolitički]] razgrađuje. Kemijskom reakcijom [[Dušična kiselina|dušične]] i [[Sumporna kiselina|sumporne kiseline]] s celulozom nastaje [[celulozni nitrat]] ((poznat i pod nazivom nitroceluloza)), a djelovanjem [[Anhidridi|anhidrida]] [[Octena kiselina|octene kiseline]] [[acetilceluloza]]. Mnoge životinje probavljaju celulozu s pomoću [[enzim]]a celulaze i hemicelulaze. U [[Ljudska probava|crijevima]] [[Sisavci|sisavaca]] celuloza se razgrađuje djelovanjem enzima bakterijske crijevne flore i raznih [[Praživotinje|praživotinja]]. [[Preživači]] i [[konji]] probave 30 do 75% celuloze, a [[Mesožderi|mesožderne je životinje]] uopće ne mogu probaviti, kao ni [[čovjek]], jer nema enzima potrebnih za njezinu razgradnju. Celuloze ima najviše u [[Voće|voću]] i [[Povrće|povrću]] i vrlo je važan udio [[Prehrana|prehrane]].<ref>'''celuloza''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=11174] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2018.</ref>

== History ==

Cellulose was discovered in 1838 by the French chemist [[Anselme Payen]], who isolated it from plant matter and determined its chemical formula.<ref name=Crawford /><ref>Payen, A. (1838) "Mémoire sur la composition du tissu propre des plantes et du ligneux" (Memoir on the composition of the tissue of plants and of woody [material]), ''Comptes rendus'', vol. 7, pp. 1052–1056. Payen added appendices to this paper on December 24, 1838 (see: ''Comptes rendus'', vol. 8, p. 169 (1839)) and on February 4, 1839 (see: ''Comptes rendus'', vol. 9, p. 149 (1839)). A committee of the French Academy of Sciences reviewed Payen's findings in : Jean-Baptiste Dumas (1839) "Rapport sur un mémoire de M. Payen, relatif à la composition de la matière ligneuse" (Report on a memoir of Mr. Payen, regarding the composition of woody matter), ''Comptes rendus'', vol. 8, pp. 51–53. In this report, the word "cellulose" is coined and author points out the similarity between the empirical formula of cellulose and that of "dextrine" (starch). The above articles are reprinted in: Brongniart and Guillemin, eds., ''Annales des sciences naturelles'' ..., 2nd series, vol. 11 (Paris, France: Crochard et Cie., 1839), [https://books.google.com/books?id=VDRsFWwgUo4C&pg=PA21&lpg=PA21 pp. 21–31].</ref><ref name="Young">{{cite book
| last = Young
| first = Raymond
| title = Cellulose structure modification and hydrolysis
| publisher = Wiley
| location = New York
| year = 1986
| isbn = 978-0-471-82761-0}}</ref> Cellulose was used to produce the first successful [[thermoplastic|thermoplastic polymer]], [[celluloid]], by Hyatt Manufacturing Company in 1870. Production of [[rayon]] ("artificial [[silk]]") from cellulose began in the 1890s and [[cellophane]] was invented in 1912. [[Hermann Staudinger]] determined the polymer structure of cellulose in 1920. The compound was first chemically synthesized (without the use of any biologically derived [[enzyme]]s) in 1992, by Kobayashi and Shoda.<ref>{{cite journal|last=Kobayashi|first=Shiro|author2=Kashiwa, Keita |author3=Shimada, Junji |author4=Kawasaki, Tatsuya |author5= Shoda, Shin-ichiro |title=Enzymatic polymerization: The first in vitro synthesis of cellulose via nonbiosynthetic path catalyzed by cellulase|journal=Makromolekulare Chemie. Macromolecular Symposia|year=1992|volume=54–55|issue=1|pages=509–518|doi=10.1002/masy.19920540138}}</ref>

[[File:Plant cell wall diagram-en.svg|thumb|250п|The arrangement of cellulose and other [[polysaccharides]] in a plant [[cell wall]].]]

== Добивање ==
Целулоза се производи [[Изолација|изолацијом]] (издвајањем) из [[Црногорична шума|црногоричнога]] ([[смрека]], [[јела]], [[Бор (биљни род)|бор]]) и [[Бјелогорица|белогоричног дрвета]] ([[топола]], [[буква]], [[бреза]]) и других [[влакно|влакнастих]] [[сировина]] ([[памук]], [[лан]], [[конопља]], [[јута]], [[слама]]) у облику '''станичевине''', влакнасте материје која може садржати и до 99% целулозе. Obradom mehanički usitnjene i očišćene sirovine [[kemikalija]]ma na povišenoj [[temperatura|temperaturi]] uklanjaju se lignin, smola i nepoželjni prirodni [[polisaharidi]] ([[hemiceluloza]]). Način i stupanj uklanjanja primjesa određuju udio celuloze u proizvodu, a ovise o njegovoj namjeni i upotrebi. Najviše se primjenjuje '''sulfatni postupak''' (dobiva se sulfatna celuloza u obliku dugih i čvrstih vlakana), u kojem se celulozna masa nakon iskuhavanja (5 sati na 100 do 180 [[°C]]) s [[Natrijev hidroksid|natrijevim hidroksidom]] i natrijevim sulfidom odvaja od preostaloga luga, čisti, pere i po potrebi [[bijeljenje|izbjeljuje]]. Lug se regenerira [[isparavanje]]m, dodavanjem natrijeva sulfata radi nadoknade potrošenog [[natrij]]a, spaljivanjem i [[kaustifikacija|kaustificiranjem]]. Sličan je i '''natronski (soda) postupak''', u kojem je aktivna [[Alkalije|alkalija]] [[natrijev hidroksid]], a lug se regenerira [[Natrijev karbonat|natrijevim karbonatom]]. Zbog manje obojenosti proizvoda prije bijeljenja, prije se više primjenjivao '''sulfitni postupak''', u kojem se za iskuhavanje sirovine upotrebljavala [[sumporasta kiselina]] i [[kalcij]]ev hidrogensulfit. U tom se postupku lug nije regenerirao, a njegovo je sekundarno iskorištavanje bilo ograničeno. Djelomična regeneracija luga moguća je upotrebom [[magnezij]]eva hidrogensulfita, što je u [[ekologija|ekološkom]] smislu mnogo povoljnije.

== Proizvodi ==
Celuloza je osnovni sastojak mnogih danas nezamjenjivih industrijskih proizvoda: [[papir]]a, maramica (na primjer salvete džepne, WC, kuhinjske, i tako dalje), [[karton]]a, ljepenke, [[vata|vate]] (najčešće to bude pamučna) i celuloznih vlakana za tekstilnu industriju. Široku primjenu nalaze i njezini derivati ([[esteri]] i [[eteri]]) u proizvodnji [[lak]]ova, [[eksploziv]]a, [[Ljepilo|ljepila]], filmova, [[celuloid]]a, sintetske vate i tkanine i drugog.

=== Djelovanje kiselina na celulozu ===
Kratkotrajnim djelovanjem [[Sumporna kiselina|sumporne kiseline]] celuloza prelazi u nabubrenu koloidnu modifikaciju amiloid, koji se upotrebljava za proizvodnju pergamentnoga papira.

Djelovanjem (reakcijom) [[Dušična kiselina|dušične kiseline]] u smjesi sa sumpornom kiselinom, prelazi u [[Nitroceluloza|nitrocelulozu]], sirovinu u proizvodnji bezdimnoga baruta (celuloznog nitrata), celuloida, viskoze i [[celofan]]a.

S anhidridom [[Octena kiselina|octene kiseline]] celuloza prelazi u [[acetat]]e (takozvana [[acetilceluloza]]), koji se upotrebljavaju za proizvodnju [[plastika|plastike]] i umjetnih vlakana (acetatne svile).


Основу целулозе чине у ствари, два [[анхидрид]]а -{D}- – глукозе, који су везани глукозидном везом и чине молекул целобиозе. Испитивањем се дошло до закључка да је целулоза [[полисахариди|полисахарид]] изграђен од великог броја молекула -{D}- – глукозе, повезаних глукозидном везом.
== Физичке особине ==
== Физичке особине ==
Целулоза у додиру са [[вода|водом]] бубри, утолико више уколико је више аморфних подручја у влакну. Од количине [[апсорпција|упијене]] воде зависе механичке особине целулозе, тј. веће бубрење смањује механичку отпорност. Органски растварачи изазивају слабије бубрење од воде.<ref name="CRC">{{RubberBible87th}}</ref>
Целулоза у додиру са [[вода|водом]] бубри, утолико више уколико је више аморфних подручја у влакну. Од количине [[апсорпција|упијене]] воде зависе механичке особине целулозе, тј. веће бубрење смањује механичку отпорност. Органски растварачи изазивају слабије бубрење од воде.<ref name="CRC">{{RubberBible87th}}</ref>
Ред 49: Ред 114:
Поларни растварачи ([[хлороформ]]) показују већу моћ продирања у влакна целулозе, од неполарних растварача ([[угљендисулфид]]). Способност упијања влакна појачана је после третирања са 20% [[натријум-хидроксид|натријум хидроксида]].
Поларни растварачи ([[хлороформ]]) показују већу моћ продирања у влакна целулозе, од неполарних растварача ([[угљендисулфид]]). Способност упијања влакна појачана је после третирања са 20% [[натријум-хидроксид|натријум хидроксида]].


== Извори ==
== Референце ==
{{reflist|2}}
{{reflist|}}

== Литература ==


== Спољашње везе ==
== Спољашње везе ==
Ред 60: Ред 123:
* [https://web.archive.org/web/20051001072830/http://www.lsbu.ac.uk/water/hycel.html -{Cellulose], by Martin Chaplin, London South Bank University}-
* [https://web.archive.org/web/20051001072830/http://www.lsbu.ac.uk/water/hycel.html -{Cellulose], by Martin Chaplin, London South Bank University}-
* [https://web.archive.org/web/20050426105859/http://msa.ars.usda.gov/la/srrc/fb/ca.html -{Clear description of a cellulose assay method] at the Cotton Fiber Biosciences unit of the USDA.}-
* [https://web.archive.org/web/20050426105859/http://msa.ars.usda.gov/la/srrc/fb/ca.html -{Clear description of a cellulose assay method] at the Cotton Fiber Biosciences unit of the USDA.}-
* {{cite EB1911|wstitle=Cellulose |volume=5 |short=x}}
* [http://www.technologyreview.com/read_article.aspx?ch=infotech&sc=&id=17127&pg=1 Cellulose films could provide flapping wings and cheap artificial muscles for robots] – TechnologyReview.com


{{-}}
{{Угљени хидрати}}
{{Угљени хидрати}}
{{Authority control}}


[[Категорија:Целулоза]]
[[Категорија:Целулоза]]

Верзија на датум 18. мај 2021. у 15:02

Целулоза[1]
Cellulose, a linear polymer of D-glucose units (two are shown) linked by β(1→4)-glycosidic bonds.
Three-dimensional structure of cellulose
Идентификација
ChemSpider
  • None
ECHA InfoCard 100.029.692
EC број 232-674-9
Е-бројеви E460 (згушњивачи, ...)
UNII
Својства
(C
6
H
10
O
5
)
n
Моларна маса 162,1406 g/mol per glucose unit
Агрегатно стање white powder
Густина 1,5 g/cm3
Тачка топљења 260—270 °C; 500—518 °F; 533—543 K Decomposes[4]
none
Термохемија
−963,000 kJ/mol
−2828,000 kJ/mol
Опасности
NFPA 704
NFPA 704 four-colored diamondFlammability code 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g., canola oilHealth code 1: Exposure would cause irritation but only minor residual injury. E.g., turpentineКод реактивности 0: Нормално стабилан, чак и под стањем изложености ватри; није реактиван с водом (нпр. течни азот)Special hazards (white): no code
1
1
0
Границе изложености здравља у САД (NIOSH):
PEL (дозвољено)
TWA 15 mg/m3 (total) TWA 5 mg/m3 (resp)[4]
REL (препоручено)
TWA 10 mg/m3 (total) TWA 5 mg/m3 (resp)[4]
IDLH (тренутна опасност)
N.D.[4]
Сродна једињења
Сродна једињења
Starch
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25°C [77°F], 100 kPa).
ДаY верификуј (шта је ДаYНеН ?)
Референце инфокутије

Целулоза је природни макромолекул који настаје фотосинтезом.[5] Celuloza (lat. cellula: mala ćelija) je u prirodi najrasprostranjeniji ugljikov spoj na Zemlji. To je ugljikohidrat (polisaharid) s velikom relativnom molekularnom masom. Састоји се од анхидрида глукозе емпиријске формуле (C6H10O5)n. Целулоза припада групи полисахарида који представљају до 80% суве материје биљног света, а међу којима је целулоза најзначајнија. Потпуном хидролизом целулозе добија се D – глукоза. Основу целулозе чине у ствари, два анхидрида D – глукозе, који су везани глукозидном везом и чине молекул целобиозе. Испитивањем се дошло до закључка да је целулоза полисахарид изграђен од великог броја молекула D – глукозе, повезаних глукозидном везом.

целулоза полисахарид изграђен од великог броја молекула D – глукозе, повезаних глукозидном везом.
Udio je celuloze u pamuku do 98%. Pamučna vlakna predstavljaju najčišći oblik celuloze u prirodi.
Celulozno vlakno koje prikazuje vodikove veze (isprekidane linije) unutar i između molekula celuloze.

Većinom se nalazi u obliku vlakana, koja su vrlo čvrsta, netopljiva u vodi, slabim kiselinama i lužinama, te u organskim otapalima. Celuloza nastaje u prirodi fotosintezom i čini gotovo polovinu tvari od koje su građene stijene stanica u drveću i jednogodišnjim biljkama. Za proizvodnju papira upotrebljava se takozvana tehnička celuloza, koja osim čiste celuloze sadrži manji ili veći udjel hemiceluloze i lignina, te neznatne količine smole, voskova i mineralnih tvari.[6]

Celuloza je bijela vlaknasta tvar bez okusa i mirisa, netopljiva u vodi i organskim otapalima, glavni sastojak staničnih stijenki biljaka.[7][8][9] Cellulose is the most abundant organic polymer on Earth.[10] Udio je celuloze u pamuku do 98%, u drvu 40 do 50%, u slami oko 30%.[11][12][13] Celuloza je osnovni sastojak mnogih danas nezamjenljivih industrijskih proizvoda: papira, kartona, ljepenke, vate i celuloznih vlakana za tekstilnu industriju, a široku primjenu nalaze i njezini derivati (esteri i eteri) u proizvodnji lakova, eksploziva, ljepila, filmskih vrpci, celuloida i drugog. Celuloza je polisaharid s bruto jednadžbom (C6H10O5)n, pri čemu je n stupanj polimerizacije, koji za pamuk približno iznosi 7 000, a za jelovo drvo 2 500. Lančane molekule celuloze građene su od glikozidički povezanih molekula glukoze, a obradom kiselinama celuloza se hidrolitički razgrađuje. Kemijskom reakcijom dušične i sumporne kiseline s celulozom nastaje celulozni nitrat ((poznat i pod nazivom nitroceluloza)), a djelovanjem anhidrida octene kiseline acetilceluloza. Mnoge životinje probavljaju celulozu s pomoću enzima celulaze i hemicelulaze. U crijevima sisavaca celuloza se razgrađuje djelovanjem enzima bakterijske crijevne flore i raznih praživotinja. Preživači i konji probave 30 do 75% celuloze, a mesožderne je životinje uopće ne mogu probaviti, kao ni čovjek, jer nema enzima potrebnih za njezinu razgradnju. Celuloze ima najviše u voću i povrću i vrlo je važan udio prehrane.[14]

History

Cellulose was discovered in 1838 by the French chemist Anselme Payen, who isolated it from plant matter and determined its chemical formula.[7][15][16] Cellulose was used to produce the first successful thermoplastic polymer, celluloid, by Hyatt Manufacturing Company in 1870. Production of rayon ("artificial silk") from cellulose began in the 1890s and cellophane was invented in 1912. Hermann Staudinger determined the polymer structure of cellulose in 1920. The compound was first chemically synthesized (without the use of any biologically derived enzymes) in 1992, by Kobayashi and Shoda.[17]

The arrangement of cellulose and other polysaccharides in a plant cell wall.

Добивање

Целулоза се производи изолацијом (издвајањем) из црногоричнога (смрека, јела, бор) и белогоричног дрвета (топола, буква, бреза) и других влакнастих сировина (памук, лан, конопља, јута, слама) у облику станичевине, влакнасте материје која може садржати и до 99% целулозе. Obradom mehanički usitnjene i očišćene sirovine kemikalijama na povišenoj temperaturi uklanjaju se lignin, smola i nepoželjni prirodni polisaharidi (hemiceluloza). Način i stupanj uklanjanja primjesa određuju udio celuloze u proizvodu, a ovise o njegovoj namjeni i upotrebi. Najviše se primjenjuje sulfatni postupak (dobiva se sulfatna celuloza u obliku dugih i čvrstih vlakana), u kojem se celulozna masa nakon iskuhavanja (5 sati na 100 do 180 °C) s natrijevim hidroksidom i natrijevim sulfidom odvaja od preostaloga luga, čisti, pere i po potrebi izbjeljuje. Lug se regenerira isparavanjem, dodavanjem natrijeva sulfata radi nadoknade potrošenog natrija, spaljivanjem i kaustificiranjem. Sličan je i natronski (soda) postupak, u kojem je aktivna alkalija natrijev hidroksid, a lug se regenerira natrijevim karbonatom. Zbog manje obojenosti proizvoda prije bijeljenja, prije se više primjenjivao sulfitni postupak, u kojem se za iskuhavanje sirovine upotrebljavala sumporasta kiselina i kalcijev hidrogensulfit. U tom se postupku lug nije regenerirao, a njegovo je sekundarno iskorištavanje bilo ograničeno. Djelomična regeneracija luga moguća je upotrebom magnezijeva hidrogensulfita, što je u ekološkom smislu mnogo povoljnije.

Proizvodi

Celuloza je osnovni sastojak mnogih danas nezamjenjivih industrijskih proizvoda: papira, maramica (na primjer salvete džepne, WC, kuhinjske, i tako dalje), kartona, ljepenke, vate (najčešće to bude pamučna) i celuloznih vlakana za tekstilnu industriju. Široku primjenu nalaze i njezini derivati (esteri i eteri) u proizvodnji lakova, eksploziva, ljepila, filmova, celuloida, sintetske vate i tkanine i drugog.

Djelovanje kiselina na celulozu

Kratkotrajnim djelovanjem sumporne kiseline celuloza prelazi u nabubrenu koloidnu modifikaciju amiloid, koji se upotrebljava za proizvodnju pergamentnoga papira.

Djelovanjem (reakcijom) dušične kiseline u smjesi sa sumpornom kiselinom, prelazi u nitrocelulozu, sirovinu u proizvodnji bezdimnoga baruta (celuloznog nitrata), celuloida, viskoze i celofana.

S anhidridom octene kiseline celuloza prelazi u acetate (takozvana acetilceluloza), koji se upotrebljavaju za proizvodnju plastike i umjetnih vlakana (acetatne svile).

Физичке особине

Целулоза у додиру са водом бубри, утолико више уколико је више аморфних подручја у влакну. Од количине упијене воде зависе механичке особине целулозе, тј. веће бубрење смањује механичку отпорност. Органски растварачи изазивају слабије бубрење од воде.[18]

Поларни растварачи (хлороформ) показују већу моћ продирања у влакна целулозе, од неполарних растварача (угљендисулфид). Способност упијања влакна појачана је после третирања са 20% натријум хидроксида.

Референце

  1. ^ Nishiyama, Yoshiharu; Langan, Paul; Chanzy, Henri (2002). „Crystal Structure and Hydrogen-Bonding System in Cellulose Iβ from Synchrotron X-ray and Neutron Fiber Diffraction”. J. Am. Chem. Soc. 124 (31): 9074—82. PMID 12149011. doi:10.1021/ja0257319. 
  2. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  уреди
  3. ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  4. ^ а б в г NIOSH Џепни водич хемијских хазарда. „#0110”. Nacionalni institut za bezbednost i zdravlje na radu (NIOSH). 
  5. ^ David L. Nelson; Michael M. Cox (2005). Principles of Biochemistry (IV изд.). New York: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6. 
  6. ^ "Tehnička enciklopedija" (Papir), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
  7. ^ а б Crawford, R.L. (1981). Lignin biodegradation and transformation. New York: John Wiley and Sons. ISBN 978-0-471-05743-7. 
  8. ^ Updegraff D.M. (1969). „Semimicro determination of cellulose in biological materials”. Analytical Biochemistry. 32 (3): 420—424. PMID 5361396. doi:10.1016/S0003-2697(69)80009-6. 
  9. ^ Romeo, Tony (2008). Bacterial biofilms. Berlin: Springer. стр. 258—263. ISBN 978-3-540-75418-3. 
  10. ^ Klemm, Dieter; Heublein, Brigitte; Fink, Hans-Peter; Bohn, Andreas (2005). „Cellulose: Fascinating Biopolymer and Sustainable Raw Material”. Angew. Chem. Int. Ed. 44 (22): 3358—93. PMID 15861454. doi:10.1002/anie.200460587. 
  11. ^ Cellulose. (2008). In Encyclopædia Britannica. Retrieved January 11, 2008, from Encyclopædia Britannica Online.
  12. ^ Chemical Composition of Wood Архивирано 2018-10-13 на сајту Wayback Machine. ipst.gatech.edu.
  13. ^ Piotrowski, Stephan and Carus, Michael (May 2011) Multi-criteria evaluation of lignocellulosic niche crops for use in biorefinery processes. nova-Institut GmbH, Hürth, Germany.
  14. ^ celuloza, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2018.
  15. ^ Payen, A. (1838) "Mémoire sur la composition du tissu propre des plantes et du ligneux" (Memoir on the composition of the tissue of plants and of woody [material]), Comptes rendus, vol. 7, pp. 1052–1056. Payen added appendices to this paper on December 24, 1838 (see: Comptes rendus, vol. 8, p. 169 (1839)) and on February 4, 1839 (see: Comptes rendus, vol. 9, p. 149 (1839)). A committee of the French Academy of Sciences reviewed Payen's findings in : Jean-Baptiste Dumas (1839) "Rapport sur un mémoire de M. Payen, relatif à la composition de la matière ligneuse" (Report on a memoir of Mr. Payen, regarding the composition of woody matter), Comptes rendus, vol. 8, pp. 51–53. In this report, the word "cellulose" is coined and author points out the similarity between the empirical formula of cellulose and that of "dextrine" (starch). The above articles are reprinted in: Brongniart and Guillemin, eds., Annales des sciences naturelles ..., 2nd series, vol. 11 (Paris, France: Crochard et Cie., 1839), pp. 21–31.
  16. ^ Young, Raymond (1986). Cellulose structure modification and hydrolysis. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-82761-0. 
  17. ^ Kobayashi, Shiro; Kashiwa, Keita; Shimada, Junji; Kawasaki, Tatsuya; Shoda, Shin-ichiro (1992). „Enzymatic polymerization: The first in vitro synthesis of cellulose via nonbiosynthetic path catalyzed by cellulase”. Makromolekulare Chemie. Macromolecular Symposia. 54–55 (1): 509—518. doi:10.1002/masy.19920540138. 
  18. ^ Lide David R., ур. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0487-3. 

Спољашње везе