Manuela IlukClasa a X-a B

CELULOZA

Celuloza este o substanță macromoleculară naturală din clasa glucidelor, fiind constituentul principal al membranelor celulelor vegetale. Celuloza este polizaharidă care împreună cu lignina (un compus macromolecular aromatic) și alte substanțe, formează pereții celulelor vegetale și conferă plantei rezistență mecanică și elasticitate. Aceasta are aceeași formulă brută ca și amidonul (C 6H10O5)n, unde n poate atinge cifra miilor.

Celuloza a fost prezentă pe Terra de când au apărut copacii și plantele fiind constituentul principal al pereților celulari vegetali. Datorită acestui fapt nu există o dată anume pentru descoperirea ei; a apărut înainte de nașterea omului. Recunoașterea celulozei ca fiind un constituent principal al peretelui celular vegetal a fost în glucoză.

Surse de celuloză

Apare în stare pură în componența bumbacului. Din acesta se obține cea mai pură celuloză prin îndepărtarea semințelor și spălarea vatei din capsulele de bumbac, iar celuloza rezultată este folosită în industria textilă deoarece are un procent de 91% celuloză. Se găsește în combinație cu lignină în lemn (40-60%). Fibrele de celuloză prezente în lemn sunt sub forma unui polimer complex: lignină. Acesta tratat cu substanțe alcaline duce la formarea hârtiei. Alte surse sunt inul, cânepa, stuful (50%). Formarea celulozei în plante este rezultatul unui proces de biosinteză fotochimică. Peretele celular vegetal este alcătuit din celuloză cu excepția câtorva tipuri de alge. Celuloza este organizată în microfibre. Structura conferă rigiditate plantei și un mediu poros favorabil circulației apei, mineralelor și altor substanțe nutritive. Celuloza formează părțile de susținere ale plantelor împreună cu lignina și alte substanțe necelulozice, și conferă acestora elasticitate. Multe din speciile de plante care conțin un nivel ridicat de celuloză sunt benefice omului.

Proprietăți fizice:

Formula: (C6H10O5)n

Culoarea: poate fi opacă sau transparentă; deoarece este foarte stabilă poate rezista la umezeală sau la contactul cu alte grăsimi foarte bine, dar fiind ușor distrusă la contactul cu acizii.

Temperatura de descompunere: 2600C Densitatea (în stare naturală): între 1,27 - 1,60 g / ml Masa: 162g Compoziția: 44,4% din componența celulozei este carbon; 6,2% hidrogen; 49,4% oxigen. Celuloza este o substanță amorfă, de culoare albă, insolubilă în apă sau în solvenți organici. Deși

se umflă nu se dizolvă în apă. Este solubilă în hidroxid de tetraaminocupru [Cu(NH3)4](OH)2. Nu are gustul dulce caracteristic zaharidelor. Prin hidroliză enzimatică celuloza formează

celobioza (dizaharida) care, hidrolizată enzimatic, conduce la glucoză. Organismul uman nu are enzimele necesare hidrolizării celulozei. De aceea celuloza nu este o substanță nutritivă pentru om.

Structura filiformă a macromoleculelor de celuloză a permis orientarea lor paralelă și realizarea unui număr mare de legături de hidrogen între grupările hidroxil din macromoleculele învecinate. În felul acesta macromoleculele de celuloză sunt foarte strâns împachetate iar firul de celuloză este rezistent.

Celuloza este hidroscopică, reține apa prin legături de hidrogen și de aceea se recomandă purtarea lenjeriei de corp confecționată din bumbac.

Manuela IlukClasa a X-a B

Proprietăți chimice

Deoarece conține un număr mare de grupări de hidroxil reacționează cu acizi și formează esteri sau cu alcool și formează eteri. Din modul în care celuloza reacționează cu diferiți reactivi s-a dedus că în macromolecula sa fiecare rest de glucoză prezintă trei grupări hidroxil capabilă să reacționeze chimic. Grupările hidroxil din celuloză au reactivitate normală și participă la reacțiile specifice lor: formarea de eteri, de esteri, de alcooli. După numărul grupărilor hidroxil dintr-un rest glucozic, care participă la asemenea reacții se obțin produși cu diferite grade de transfer.

Se cunosc astăzi mai multe procedee de fabricat mătase artificială. Procedeul vâscoză se bazează pe relația ce are loc între alcoliceluloză și sulfura de carbon, CS2 prin care se obține xantogenatul de celuloză. Acesta este solubil în soluție de hidroxid de sodiu, formând o soluție coloidală, vâscoasă, vâscoza (de unde și numele procedeului ). Trecută prin orificii foarte fine într-o baie de acid sulfuric diluat (filare umedă) soluția de vâscoză se neutralizează, iar xantogenatul se descompune în celuloză și sulfură de carbon. Pe această cale celuloza se regenerează sub forma unui fir continuu, deși provine din fibre foarte scurte din lemn. Dacă celuloza este supusă fierberii cu un acid mineral (acid clorhidric sau sulfuric) concentrat, ea se descompune într-un produs care se dovedește a fi glucoză.

Utilizări

Celuloza este utilizată la obținerea substanțelor explozibile de tip pulbere fără fum; a mătăsii artificiale de tip vâscoză (milaneză) și a mătăsii acetat; a nitrolacurilor și nitroemailurilor (lacuri de acoperire cu uscare rapidă și luciu puternic); a celofanului. Este o materie primă de mare valoare economică și constituie punctul de plecare în fabricarea unor produse importante, dintre care cea de hârtie ocupă un loc principal (a fost folosită pentru obținerea hârtiei încă din secolul 2). Se întâlnește în cantități mari în aproape toate plantele și este o principală sursă de hrană. Are proprietăți de reducere a valorii calorice a unor alimente dacă în acestea se adaugă celuloză cristalizată. Mătasea vâscoză este întrebuințată la fabricarea diferitelor țesături precum și a cordului pentru anvelope. Dacă soluția de vâscoză este filată, printr-o fontă fină în baie de acid sulfuric diluat și glicerină, se obțin folii dintr-un produs larg folosit-celofanul. Produse care conțin celuloza: bureți, sprayuri pentru alergie sau pudre, benzi medicale. Celuloza este foarte ieftină pentru că este foarte abundentă.

Hârtia este un material plan și subțire, având ca element esențial suprafața sa pe care se poate scrie, ale cărei dimensiuni sunt mult mai mari decât grosimea sa. Hârtia este obținută din fibre de celuloză amestecate, care se mențin împreună fără un alt liant cu excepția legăturilor de hidrogen și a împletirii fibrelor. Deși cele mai căutate materiale celulozice pentru fabricarea hârtiei sunt pulpa lemnoasă a unor specii de arbori de esență moale, în special cea a coniferelor, datorită existenței fibrelor de celuloză în structura multor plante, de la ierburi până la arbori, se pot folosi și multe alte fibre, așa cum ar fi cele ale plantelor de bumbac, in, cânepă sau orez.

În jurul anului 200 î.Hr. hârtia era folosită deja în China, pe atunci confecționată din cârpe de mătase. Demnitarul chinez Tsai Lun a inventat hârtia în varianta ei mai modernă, materialele de bază fiind cânepa, țesătura și bumbacul amestecate cu apă, transformată în pastă și întinsă pe o foaie. Un document indică precis că hârtia, a fost descoperită în anul 98, însă procedeul de fabricare a fost ținut secret până secolul al VIII-lea, când Samarkandul era un centru însemnat de producere a hârtiei. Hârtia a ajuns în Bagdad în 793, în Siria și Egipt în cca. 900 și în Africa de Nord puțin după aceea. În Europa hârtia a ajuns târziu, abia prin anii 1100, iar prima fabrică de hârtie din Europa este deschisă în 1150 la Jativa, Valencia, Spania. Mai târziu au apărut fabrici și în Franța, Germania, Anglia, iar în România primele fabrici s-au construit în 1539 la Sibiu și în 1546 la Brașov, iar primul act oficial scris pe hârtie este dat de Mircea cel Bătrân Mănăstirii Tismana în anul 1406.