18.11.22 г. Пятница. Гр. 408, 308,401

  18.11.22 г. Пятница. Гр. 408, 308,401

Здравствуйте, уважаемые студенты,  записывайте дату, тему и выполняйте необходимые записи(ВСЁ подряд не пишите, читайте, выбирайте, можно составить план, ЕСЛИ ЕСТЬ ВИДЕО, НАДО ПОСМОТРЕТЬ ,ВЫПОЛНИТЬ ПО НЕМУ ЗАПИСИ, МНОГО НЕ НУЖНО ПИСАТЬ. Материала может быть выложено много, но это не значит, что  всё надо записывать! После этого, сфотографируйте и отошлите мне на почту rimma.lu@gmail.com  . Тетрадь привезете, когда перейдем на очную форму обучения.)Справа находится АХИВ БЛОГА , смотрите дату и номер своей группы

моя почта :   rimma.lu@gmail.com      Жду ваши фотоотчеты!

ГРУППА 408 ХИМИЯ 29,30

ТЕМА 29: Применение целлюлозы. Ацетатное волокно.

Целлюлоза (клетчатка) – растительный полисахарид, являющийся самым распространенным органическим веществом на Земле.

Есть ещё одно важное отличие в строении целлюлозы и крахмала. Макромолекулы крахмала могут быть линейными или  разветвлёнными, в то время как макромолекулы целлюлозы имеют линейное строение. Линейные макромолекулы целлюлозы могут располагаться параллельно друг другу и образовывать между собой множество водородных связей. Благодаря этому целлюлоза имеет высокую механическую прочность и не растворяется в воде и органических растворителях.

Макромолекулы целлюлозы содержатся в клеточных стенках растений.

Целлюлозу (от лат. cellula — клетка) ещё называют клетчаткой.

Древесина содержит около 50 % целлюлозы. Ещё больше целлюлозы (более 90 %) содержится в волокнах льна и хлопка (рис. 44.1).В волокнах льна и хлопка макромолекулы целлюлозы ориентированы в одном направлении — вдоль оси волокна (рис. 44.2, а). В древесине макромолекулы целлюлозы расположены менее упорядоченно (рис. 44.2, б).

1. Физические свойства

Это вещество белого цвета, без вкуса и запаха, нерастворимое в воде, имеющее волокнистое строение. Растворяется в аммиачном растворе гидроксида меди (II) – реактиве Швейцера.

Видео-опыт «Растворение целлюлозы в аммиачном растворе гидроксида меди (II)»

2. Нахождение в природе

Этот биополимер обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений, образуя стенку растительных клеток. В большом количестве целлюлоза содержится в тканях древесины (40-55%), в волокнах льна (60-85%) и хлопка (95-98%). Основная составная часть оболочки растительных клеток. Образуется в растениях в процессе фотосинтеза.

Древесина состоит на 50% из целлюлозы, а хлопок и лён, конопля практически чистая целлюлоза.

Хитин (аналог целлюлозы) – основной компонент наружного скелета членистоногих и других беспозвоночных, а также в составе клеточных стенок грибов и бактерий.

3. Строение В отличие от крахмала, макромолекулы целлюлозы состоят из остатков β-глюкозы. Процесс образования целлюлозы из глюкозы представлен на схеме:

или

Состоит из остатков β - глюкозы

4. Получение 

Получают из древесины

5. Применение

Целлюлоза используется в производстве бумаги, искусственных волокон, пленок, пластмасс, лакокрасочных материалов, бездымного пороха, взрывчатки, твердого ракетного топлива, для получения гидролизного спирта и др.

·        Получение ацетатного шёлка – искусственное волокно, оргстекла, негорючей плёнки из ацетилцеллюлозы.

·        Получение бездымного пороха из триацетилцеллюлозы (пироксилин).

·        Получение коллодия (плотная плёнка для медицины) и целлулоида   (изготовление киноленты, игрушек) из диацетилцеллюлозы.

·        Изготовление нитей, канатов, бумаги.

·        Получение глюкозы, этилового спирта (для получения каучука) 

К важнейшим производным целлюлозы относятся:
- метилцеллюлоза (простые метиловые эфиры целлюлозы) общей формулы

[C₆H₇O₂(OH)_3-x(OCH₃)_x]_n   (х = 1, 2 или 3);

- ацетилцеллюлоза (триацетат целлюлозы) – сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты

[C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n

- нитроцеллюлоза (нитраты целлюлозы) – сложные азотнокислые эфиры целлюлозы:

[C₆H₇O₂(OH)_3-х(ONO₂)_х]_n   (х = 1, 2 или 3).

6. Химические свойства

Гидролиз

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O ^t,H2SO4 → nC₆H₁₂O₆

                                                    глюкоза

Гидролиз протекает ступенчато:

(C₆H₁₀O₅)_n → (C₆H₁₀O₅)_m → xC₁₂H₂₂O₁₁ →  n C₆H₁₂O₆        (Примечание, m<n)

крахмал           декстрины        мальтоза            глюкоза

Видео-опыт «Кислотный гидролиз целлюлозы»

Реакции этерификации 

Целлюлоза – многоатомный спирт, на элементную ячейку полимера приходятся три гидроксильных группы. В связи с этим, для целлюлозы характерны реакции этерификации (образование сложных эфиров). Наибольшее практическое значение имеют реакции с азотной кислотой и уксусным ангидридом. Целлюлоза не дает реакции "серебряного зеркала".

1. Нитрование:                                        

(C₆H₇O₂(OH)₃)_n + 3nHNO₃ ^{H2SO4(конц.)→} (C₆H₇O₂(ONO₂)₃)_n + 3nH₂O

                                                                          пироксилин 

Видео-опыт «Получение и свойства нитроцеллюлозы»

Полностью этерифицированная клетчатка известна под названием пироксилин, который после соответствующей обработки превращается в бездымный порох. В зависимости от условий нитрования можно получить динитрат целлюлозы, который в технике называется коллоксилином. Он так же используется при изготовлении пороха и твердых ракетных топлив. Кроме того, на основе коллоксилина изготавливают целлулоид. 

2. Взаимодействие с уксусной кислотой:                                               

(C₆H₇O₂(OH)₃)_n + 3nCH₃COOH ^{H2SO4(конц.)→} (C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃)_n + 3nH₂O 

Триацетилцеллюлоза (или ацетилцеллюлоза) является ценным продуктом для изготовления негорючей кинопленки и ацетатного шелка. Для этого ацетилцеллюлозу растворяют в смеси дихлорметана и этанола и этот раствор продавливают через фильеры в поток теплого воздуха.

Растворитель испаряется и струйки раствора превращаются в тончайшие нити ацетатного шелка.

Говоря о применении целлюлозы, нельзя не сказать о том, что большое количество целлюлозы расходуется для изготовления различной бумаги. Бумага – это тонкий слой волокон клетчатки, проклеенный и спрессованный на специальной бумагоделательной машине.

Ацетатные волокна — искусственные волокна, получают из ацетилцеллюлозы. В зависимости от типа исходного сырья различают триацетатное волокно ( триацетилцеллюлоза)  и продуктов его частичного омыления (собственно ацетатное волокно).

Впервые на мировом рынке ацетатное волокно появилось в 1921 году, как результат трудов американских ученых и технологов под руководством Дрейфуса.

Производство ацетатного волокна

Сырьем для получения ацетатного волокна служат остатки хлопкового пуха или облагороженной древесной целлюлозы.

Целлюлозу обрабатывают уксусным ангидритом и уксусной кислотой: получают рыхлые хлопья первичного ацетата.( название «ацетат» происходит от слова «уксус» — по латыни «ацетум»), от этого произошло и название «ацетатное»).

Полученный первичный ацетат (триацетилцеллюлоза, ацетилцеллюлоза) омыляют в присутствии уксусной и серной кислот с добавлением небольшого количества воды. Полученные белые хлопья отжимают, обрабатывают в смеси ацетона и спирта и получают прядильный раствор. После фильтрации и удаления воздуха раствор поступает в прядильную машину. Формование ведут по сухому способу.

Особенности этого способа заключаются в том, что при этом не происходит никаких химических процессов. Прядильный раствор продавливается через фильеру и в виде тонких струек попадает в шахту с паровоздушной смесью. Под действием температуры ацетон испаряется из струек раствора, и они затвердевают, превращаясь в нити. Затем нити проходят охладительную камеру, замасливаются и наматываются на бобину.

Из этих блестящих нитей и ткут ацетатное полотно.

Характеристика

Ацетатное волокно более тонкое по сравнению с вискозным, поэтому блеск его более приятный и напоминает блеск натурального шелка.

Ацетатное волокно легкое, тонкое, блестящее, но при температуре выше 85⁰С теряет блеск. Не подвержено действиям плесени, сильно осыпается, мало сминается, обладает способностью пропускать ультрафиолетовые лучи. Имеет меньшую гигроскопичность, теплостойкость, прочность на разрыв, стойкость к истиранию, меньше набухает в воде и меньше теряет прочность в мокром состоянии. Вследствие большей упругости ацетатных волокон изделия из них хорошо сохраняют форму и удобны в носке.

Сравнительно высокая электризуемость ацетатного волокна затрудняет изготовление из него тканей. Изделия из ацетатного волокна при тепловых обработках способны образовывать трудноудалимые заломы и ласы.

Ацетатное волокно при 140⁰С разрушается, горит желтым пламенем, распространяя специфический кисловатый запах и образуя наплыв темного цвета. Если пламя погасить, волокно медленно тлеет с выделением струйки дыма.

Три­аце­тат­ное во­лок­но ха­рак­те­ри­зу­ет­ся более низ­кой гиг­ро­ско­пич­но­стью, но боль­шей эла­стич­но­стью и мень­шей сми­на­е­мо­стью, чем из­де­лия из аце­тат­но­го во­лок­на.

Аце­тат­ное во­лок­но рас­тво­ри­мо в аце­тоне, по­это­му чи­стить его этим рас­тво­ри­те­лем нельзя.

Изделия утюжат влажным по изнаночной стороне, чтобы не образовывались ласы, нельзя чистить ацетоном, можно растворить ткань.

Учебный фильм «Ацетатное волокно»

Применение

Ацетатные волокна используют для изготовления красивой верхней одежды, высококачественных подкладочных и плательных тканей, нижнего белья.

Материалы из ацетатного шелка хорошо отталкивают воду и быстро сохнут. Благодаря этим свойствам, они незаменимы для производства зонтов, занавесей в ванные комнаты, костюмов для купания.

Тончайший ацетатный шелк часто применяют для изготовления нарядных комплектов постельного белья, занавесей, драпировки мебели, создания сценических костюмов.

В настоящее время сочетании с другими нитями волокно используют с шелком, вискозой, шерстью и другими смесевыми тканями.

Триацетатное волокно (ацетилцеллюлоза)

Производство триацетатного волокна

Сырьем для получения триацетатного волокна, так же как и для ацетатного волокна, служит хлопковая или древесная целлюлоза. Волокно может быть получено по мокрому и сухому способам.

Триацетатную филаментную нить формуют по сухому способу из раствора триацетилцеллюлозы в смеси метиленхлорида и метилового спирта, аналогично формованию ацетатного волокна с последующей термообработкой при температуре.

Триацетатное штапельное волокно формуют по мокрому способу с применением фильер, из раствора триацетилцеллюлозы, в ацетилирующей смеси (из сиропа), исключая такие процессы, как высаживание триацетилцеллюлозы из раствора, промывку, сушку и растворение в смеси метиленхлорида и спирта. В результате общая продолжительность процесса сокращается почти вдвое.

Если в ацетилцеллюлозу добавить небольшое количество раствора пирофосфата алюминия, можно получить огнестойкое ацетатное волокно.

Характеристика

Триацетатное волокно обладают меньшей гигроскопичностью, меньшей потерей прочности при намокании, меньшей стойкостью к истиранию, меньшей усадочностью и несколько большей жесткостью, сильно осыпается. Но эти волокна более свето- и теплостойкие, более упругие. Изделия из этих волокон почти не требуют глажения. Им можно придавать стойкую складку, которая хорошо сохраняется в процессе носки и после стирки. При глажении горячим утюгом ласы не образуются.

Триацетатное волокно по сравнению с ацетатным волокном имеют несколько большую прочность на разрыв. Это волокно также обладает большой электризуемостью, которая затрудняет его переработку.

Триацетатное волокно обладает высокой стойкостью к действию микроорганизмов, особенно если его подвергнуть термообработке, так как с увеличением кристалличности уменьшается возможность проникновения микроорганизмов в волокна.

Окрашивается триацетатное волокно только дисперсными красителями при повышенной температуре под давлением. Прочность окраски у триацетатного волокна выше, чем у ацетатного, особенно к мокрым обработкам.

Горит триацетатное волокно примерно так же, как ацетатное.

Применение

Триацетатное волокно используют как в чистом виде, так и в сочетании с другими волокнами для изготовления блузочных, плательных, рубашечных, подкладочных, галстучных и костюмных тканей, нетканых материалов, а также для технических изделий (например, в качестве электроизоляционного материала).

Триацетат обладает характерным шелковистым отливом. Из ацетилцеллюлозы шьют шторы и занавески, используют как мебельную обивку.

Изделия из триацетатного волокна приятны на вид, обладают хорошим грифом, подобно натуральному шелку, мало загрязняемы, с хорошей мягкостью и драпируемостью, быстро сохнут.

Триацетилцеллюлоза (ацетилцеллюлоза) является ценным продуктом для изготовления негорючей кино- и фотопленки, магнитной ленты, пластмасс и ацетатного шелка.

Целлюлоза

ТЕМА 30: Практическая работа №5. Решение экспериментальных задач на получение и распозна-вание органических веществ.

Цель урока: закрепить и применить знания курса химии в области химических свойств органических веществ;

Оборудование: презентация.

Ход работы

ИНСТРУКТАЖ ПО ТБ

1. В трех пробирках даны следующие вещества: а) гексан; б) бензол; в) раствор уксусной кислоты. Определите каждое из веществ.

Раствор уксусной кислоты можно найти с помощью лакмусовой бумажки, она окрасится в красный цвет, или с помощью карбоната натрия, будет наблюдаться выделение газа: 2CH3COOH + Na2CO3 ⟶ 2CH3COONa + CO2↑ + H2O Бензол на воздухе горит ярким коптящим пламенем. Гексан на воздухе горит ярким пламенем, при этом копоти практически не образуется.

2. Выданы четыре пробирки: а) с глицерином; б) с этанолом; в) с раствором фенолята натрия; г) с формалином. Определите, в какой пробирке находится каждое из веществ.

Раствор фенолята натрия можно обнаружить с помощью индикатора, он покажет щелочную среду, т. к. фенолят натрия повергается гидролизу по аниону:

Раствор глицерина можно обнаружить с помощью свежеприготовленного гидроксида меди (II), при его нагревании с раствором глицерина в щелочной среде будет наблюдаться растворение осадка и окрашивание раствора в синий цвет:

Формалин можно обнаружить с помощью свежеприготовленного гидроксида меди (II), при его нагревании с формалином в щелочной среде будет наблюдаться изменение цвета гидроксида меди (II), в начале появляется жёлтый осадок гидроксида меди (I), который при дальнейшем нагревании превращается в красный оксид меди (I):

Этанол можно определить с помощью накалённой медной спирали, покрытой чёрным оксидом меди (II), если её опустить в этанол, то спираль становится блестящей:

3. В трех пробирках даны следующие карбоновые кислоты: а) муравьиная; б) уксусная; в) олеиновая. Как различить эти вещества?

Муравьиную кислоту можно определить с помощью аммиачного раствора оксида серебра, при нагревании протекает реакция серебряного зеркала: HCOOH+Ag2O

аммиачный р-р−→−tH2O+CO2+2Ag↓

Распознать олеиновую кислоту можно с помощью бромной воды, она обесцветится, т. к. олеиновая кислота содержит двойную связь: C17H33COOH + Br2 ⟶ C17H33Br2COOH Оставшаяся кислота является уксусной кислотой, она обладает специфическим запахом.

4. Налейте в пробирку 2 мл этанола, прилейте к нему 2 мл разбавленного раствора перманганата калия и добавьте несколько капель серной кислоты. Нагрейте смесь. Почему изменилась окраска раствора?

Перманганат калия окисляет этанол до этаналя, поэтому происходит обесцвечивание раствора:

5C2H5OH + 2KMnO4 + 3H2SO4 ⟶ 5CH3CHO + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

ГРУППА 308 ХИМИЯ 48,49

Тема 48:Химия и экология. Экология жилища. Химия и генетика человека Химическое загрязнение окружающей среды. Охрана гидросферы от химического загрязнения. Охрана почвы от химического загрязнения. Охрана атмосферы от химического загрязнения. Охрана флоры и фауны от химического загрязнения.

ПЕРЕЙДИТЕ ПО ССЫЛКЕ, ВНИМАТЕЛЬНО ОЗНАКОМЬТЕСЬ С ТЕКСТОМ, СОСТАВЬТЕ ПЛАН.

ТЕМА 49:Химия и повседневная жизнь человека. Домашняя аптека. Моющие и чистящие средства. Средства борьбы с бытовыми насекомыми. Средства личной гигиены и косметики.

Химия и повседневная жизнь человека

 

 ГРУППА 401 ЭКОЛОГИЯ 11,12 

Тема 11,12 :ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ.

ПРОЧИТАЙТЕ  ПАРАГРАФ 12, РАССМОТРИТЕ РИСУНКИ,СТР.90, ВОРПРОС 1  -ОТВЕТЬТЕ ПИСЬМЕННО. ПРОЧТИТЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ ИНФОРМАЦИЮ.