Xenlulose

(đổi hướng từ Cellulose)

Xen-lu-lô-zơ (bắt nguồn từ tiếng Pháp: cellulose),[1] 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 (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n 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.

Hình ảnh 3D hợp chất cao phân tử Cellulose:Màu nâu-cacbon, màu đỏ-oxy, màu trắng-hydro

Ứng dụng:

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 acetate thường dùng dùng làm áo sơ mi, áo thun, váy đầm, cà vạt, đồ lót. Ngoài ra còn dùng làm áo mưa và làm dù che.

Trong y tế: được sử dụng trong các thiết bị hình trụ đáp ứng chức năng của một thiết bị chạy thận nhân tạo.

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.

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.

Trong ngành nghệ thuật và phim ảnh: sử dụng làm phim mỏng cho phim, nhiếp ảnh và băng từ.

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.

Tính chất vật lýSửa đổi

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, HNO3,... một số dung dịch muối: ZnCl2, PbCl2,...

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 hóa họcSửa đổi

 
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+5nH2O-Clorophin,as->(C6H10O5)n +6nO2

Phản ứng thủy phânSửa đổi

Đun nóng lâu xenlulozơ với dung dịch axit sunfuric, các liên kết β-glicozit 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 baseSửa đổi

  • 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 xenlulozo xantogenat:

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

Xenlulozo 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, xenlulozo xantogenat sẽ bị thủy phân cho ta xenlulozo hidrat ở dạng óng nuột gọi là tơ visco:

[C6H7O2(OH)2O-CS2Na]n (Xenlulozo 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 axit hoặc anhiđrit axit tạo thành esteSửa đổi

  • Tác dụng của HNO3:

Đun nóng xenlulozo 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 xenlulozo nitrat:

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

[C6H7O2(OH)3]n + 2nHNO3 → [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n (Xenlulozo đinitrat) + 2nH2O

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

Hỗn hợp xenlulozo mononitrat và Xenlulozo đinitrat (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...). Xenlulozo 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: Xenlulozo tác dụng với abhiđrit axetic có H2SO4 xúc tác có thể tạo thành xenlulozo mono- hoặc đi- hoặc triaxetat. Ví dụ:

[C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OCOCH3)3]n(xenlulozo triaxetat) + 3nCH3COOH

Trong công nghiệp xenlulozo triaxetat và xenlulozo điaxetat được dùng hỗn hợp hoặc riêng rẽ để sản xuất phim ảnh và tơ axetat. Chẳng hạn hòa tan hai este trên trong hỗn hợp axeton và etanol 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 axeton sẽ thu được những sợi mảnh khảnh gọi là tơ axetat. Tơ axetat có tính đàn hồi, bền bỉ và đẹp.

Xem thêmSửa đổi

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Yoonjung Kang, Andrea Hòa Phạm, Benjamin Storme. French loanwords in Vietnamese: the role of input language phonotactics and contrast in loanword adaptation. Trang 5.

Liên kết ngoàiSửa đổi