CELULOZA este polizaharida cea mai raspindita in natur. Ea corespunde formulei (C6 H10 O5)n, n care n are valori cuprinse ntre 700-800 i 2500-3000. mpreun cu lignina i alte substane necelulozice , ea formeaz perei celulelor vegetale. Formarea celulozei n plante este rezultatul unui proces de biosintez fotochimic. Procentual celuloza din plante variaz n limite foarte largi: 7-10% pentru unele plante leguminoase, 40-50% n paiele de cereale sau stuf, 40-60% n masa lemnoas a diferitelor specii de arbori, pna la 85-99% n plante textile. Celuloza se obine in general din bumbac, lemn, stuf i paie.Cea mai pur varietate de celuloz se obtine din bumbac prin egrenarea (ndepartarea seminelor) i apoi splarea vatei din capsulele plantei de bumbac.Aceast varietate este folosit aproape exclusiv n scopuri textile. O celuloz mai putin pura se obine din lemn, stuf sau paie. n aceste celuloz este amestecat cu diferii componeni necelulozici, numii irecruste(lignina, poligozaharide, rini etc.), care trebuie indepartati. Separarea se poate face cu ajutorul unor reactivi acizi sau bazici care dzolv incrustele, elibernd cea mai mare parte a materialului celulozic util. Printre reactivii folosii, cel mai intrebuinat este bisulfitul de calciu, Ca (HSO3)2 (n procedeul bisulfitic) sau amestecul de sulfat de sodiu i hidroxid de sodiu (in procedeul sulfat). Celuloza rezultat este supusa albirii i servete la fabricarea hrtiei sau la chimizare; n ara noastr producia de celuloz se realizeaz n numeroase uniti industriale. Celuloza este o substant solid, amorf, de culoare alb, insolubil n ap sau n solveni organici, solubil n hidroxid tetra aminocupric, [Cu(NH3)4](OH)2 (reactiv Scheueizer). La nclzire se carbonizeaz far s se topeasc. Nu are gustul dulce caracteristic zaharidelor. Prin hidroliza enzimatic, celuloza formeaz glucoz; celuloza prezinta un slab caracter reductor. Aceste constatri au dus la concluzia c lanul macro molecular de celuloz este format dintr-un mare numr de resturi de, glucoza legate ntre ele prin legturi monocarbonilice n poziiile 1-4 (gruparea hidroxil glucozitic de la C1 al unui rest glucozic cu gruparea hidroxil de la C4 al restului urmtor). Rezult astfel o structur filiform a lanului macromolecular celulozic. Numeroasele grupari hidroxil existente de-a lungul lanulului, n resturile glucozice, formeaz ntre ele un numr urias de legturi de hidrgen; aceste mpacheteaz foarte strns lanurile macromoleculare i confer celulozei structua microscopic de fir. Din modul n care celuloza reactioneaz cu diferii reactivi s-a dedus c n macromolecula sa fiecare rest de glucoz prezint trei grupri hidroxil capabil s reactioneze chimic. Evidentiind aceste trei grupri functionale se poate scrie pentru celuloz o formul de tipul: -OH -(C6 H7 O2 -OH)-n -OH Gruprile hidroxil din celuloz au reactivite normal i particip la reaciile specifice lor: formarea de eteri, de esteri, de alcooli etc.Dup numrul gruprilor hidroxil dintr-un rest glucozic, care particip la asemenea reacii se obin produi cu diferite grade de transfer. Tratat cu amestec de acid acetic i anhidrid acetic, celuloza poate forma mono-,di-sau tri-acetatul de celuloza.

-OH - (C6 H7 O2 -O.CO.CH3 )n-OH mononitrat de celuloza celuloza

-OH -O-NO2 - (C6 H7 O2 -O.OC.CH3 )n- -(C6 H7 O2 -O-NO2 )n-O-CO-CH3 -O-NO2 dinitrat de celuloza trinitrat de

Nitrai de celuloz sunt folosii n fabricarea de tipul pulberii far fum i a nitrolacurilor i nitroemailurilor (lacuri de acoperire cu uscare rapid i luciu puternic). Prin tratare cu solutii concentrate de hidroxid de sodiu, celuloza formeaz un produs de tip alcoolat (alcoxid), denumit alcoliceluloz, ce poate avea, de asemenea, diferite grade de transformare. -OH -OH - (C6 H7 O2 -OH )n- + nNa OH ---?(C6 H7 O2 -Oa+ )n- + n H2O -OH -OH alcoliceluloza primara Asemenea produi sunt obinui i folosii direct la fabricarea fibrelor artificeale. Fibrele de celuloz din bumbac au lungimi de 20 - 30 mm i de aceea pot fi toarse n fire care apoi se es. Fibrele celulozice din lemn sunt foarte scurte, 3 - 5mm i ncercarea de a le toarce nu a condus la nici un rezultat. Prin prelucrare fizico-chimic a acestora s-au realizat fibrele artificiale, denumite curent mtas artificial (au luciu asemntor cu cel al mtasei naturale). Se cunosc astzi mai multe procedee de fabricat mtas artificial. Procedeul viscoz se bazeaz pe relaia ce are loc ntre alcoliceluloza i sulfur de carbon, CS2 prin care se obtine xantogenatul de celuloz: -OH -OH -OH -(C6 H7 O2 -OH)n-+ CS2 -- -(C6 H7 O2 -OH)n- -H2 SO4 -(C6 H7 O2 -OH )n-ONa -O-C=S -CS2 -OH xantogenat -NaHSO4 celuloza de celuloz SNa Acesta este solubil n soluie de hidroxid de sodiu, formnd o soluie coloidal, vscoas, viscoza (de unde i numele procedeului ). Trecut prin orificii foarte fine ntr-o baie de acid sulfuric diluat (filare umed) soluia de viscoz se neutralizeaz, iar xantogenatul se descompune n celuloz i sulfur de carbon. Pe aceast cale celuloza se regenereaz sub forma unui fir continuu, dei provine din fibre foarte scurte din lemn. Mtasea viscoz este intrebuintat la fabricarea diferitelor esaturi precum i a cordului pentru anvelope.Dac solutia de viscoz este filat, printr-o font fina n baie de acid sulfuric diluat i glicerina, se obtin folii dintr-un produs larg folosit-celofanul. Procedeul acetat realizeaza mtasea acetat, folosind acetatul de celuloz. Solutia acestuia n aceton este supus filrii la cald (uscat). Solventul se evapor i este recuperat, iar firul de acetat de celuloz coaguleaz i se ntarete. esuturile de mtase acetat sunt mai rezistente dar mai puin higroscopice dect cele din mtase viscoza. La noi n ar fibrele artificiale se fabric prin procedeul viscoz la Brila, Lupeni i Popeti-Leordeni. Celuloza este o materie prim de mare valoare economic i constituie punctul de plecare n fabricarea unor produse importante, dintre care cea de hrtie ocup un loc principal.

Dac celuloza este supus fierberii cu un acid mineral (acid clorhidric sau sulfuric) concentrat, ea se descompune intr-un produs care se dovedete a fi glucoz. Inca din anul 500 Inainte de Christos, sumerienii au fabricat pentru prima dat produse asemntoare hartiei avand ca baz papirusul ? Substantele de baza pentru fabricarea hartiei sunt fibrele vegetale ca lemnul, paiele, inul, cnepa, bumbacul, dar si zdrene, precum si maculatura. Tehnica de fabricare a hartiei, care in principiu se utilizeaz i astzi, vine din China. Nu se cunoatem data exact a acestei inventii. In schimb este sigur c chinezii cunoteau hartia nc din anul 60 inainte de Cristos. Chinezii foloseau ca substane de baz unele pri ale dudului, fibra de ramie, bumbac i haine vechi (zdrenuite). Substanele de baz erau amestecate cu ap, apoi mrunite, uscate, presate i iar uscate. De-a lungul timpului, hartia i tehnica de fabricare a hartiei au ajuns n Africa de Nord trecind prin Orientul Mijlociu i Orientul Apropiat i, de aici, o dat cu cuceririle maurilor, in Spania unde hrtia a fost fabricat pentru prima dat n anul 1150. Celuloza este utilizata la obtinerea substantelor explozibile de tip pulbere fara fum; a matasii artificiale de tip vascoza (milaneza) si a matasii acetat; a nitrolacurilor si nitroemailurilor (lacuri de acoperire cu uscare rapida si luciu puternic); a celofanului. Este o materie prima de mare valoare economica si constituie punctul de plecare in fabricarea unor produse importante, dintre care cea de hartie ocupa un loc principal (a fost folosita pentru obtinerea hartiei inca din secolul 2). Se intalneste in cantitati mari in aproape toate plantele si este o principala sursa de hrana. Are proprietati de reducere a valorii calorice a unor alimente daca in acestea se adauga celuloza cristalizata. Matasea vascoza este intrebuintata la fabricarea diferitelor tesaturi precum si a cordului pentru anvelope. Daca solutia de vascoza este filata, printr-o fonta fina in baie de acid sulfuric diluat si glicerina, se obtin folii dintr-un produs larg folosit-celofanul. Produse care contin celuloza: bureti, spray-uri pentru alergie sau pudre, benzi medicale. Celuloza este foarte ieftina pentru ca este foarte abundenta. n molecula de celuloz resturile de D-glucoz snt unite ntre ele prin legturi (1,4) - glucozidice. Fiecare rest monozaharidic conine trei grupe hidroxilice libere i prin urmare, structura ei poate fi redat n felul urmtor: [C6H7O2(OH)3]n Moleculele sunt filiforme, adic au form de fibre. ntre ele se formeaz legturi de hidrogen i prin aceasta se explic rezistena mecanic a fibrelor de celuloz. Celuloza intr n componena celulelor vegetale. Ea constituie 30-40%

din

lemn

i

90%

din

bumbac:

La hidroliza complet a celulozei se obine -D-glucoz: H+ (C6H10O5)n + nH2O nC H12O6 6 celuloz D-glucoz

Proprietile chimice 1) Celuloza este solubil n soluie concentrat de baz alcalin formnd celuloz sodat, ce interacioneaz cu: a) cu reactivul Schweizer [Cu(NH3)2]OH soluie de hidroxid de cupru n amoniac.

Interaciunea acestora duce la obinerea mtasei artificiale mtase de cupru. b) cu sulfura de carbon duce la formarea xantagenatului de celuloz - mtasea de viscoz

2) Celuloza interacioneaz cu anhidrida acetic: H2SO4 [C6H7O2(OH)3]n 3nCH3COOH + 3n(CH3CO)2O [C6H7O2(OCOCH3)3]n +

-CH3COOH se formeaz mtasea de acetat.

3) Nitrarea celulozei a) cu formare de colodiu (cu coninut mic de N) HNO3 [C6H7O2(OH)3]n [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n

H2SO4 b) nitrare cu formare de trinitroceluloz (pulbere fr fum / cu coninut mai mare de azot: HNO3 [C6H7(OH)3]n [C6H7O2(ONO2)3]n H2PO4

Tema:Celuloza

Elaborat:Zestrea Adrian cl. A-XII-A Verificat:Baerle Iulia

Chisinau 2010