Крахмал и целлюлоза являются природными полимерами (полисахаридами) с общей формулой , однако их химические свойства и структурные особенности определяют течение описываемых процессов. 1. Горение крахмала и целлюлозы Как и большинство органических веществ, крахмал и целлюлоза подвергаются полному окислению при горении на воздухе.
- Процесс: Реакция протекает с выделением большого количества теплоты (экзотермически). В условиях избытка кислорода конечными продуктами являются углекислый газ и водяной пар.
- Уравнение реакции:
Особенности: Целлюлоза (в виде древесины, бумаги или хлопка) легко воспламеняется. Крахмал в чистом виде горит труднее, но в виде пылевоздушной смеси может быть взрывоопасен.
2. Гидролиз крахмала и целлюлозы Гидролиз — это процесс расщепления макромолекул под действием воды в присутствии катализаторов (кислот или ферментов).
- Гидролиз крахмала: Протекает ступенчато. Сначала образуются менее сложные полисахариды (декстрины), затем дисахарид мальтоза и, наконец, конечный продукт — глюкоза.
- Схема: Крахмал Декстрины Мальтоза Глюкоза. Уравнение:
- Гидролиз целлюлозы: Протекает значительно труднее из-за линейного строения и прочных водородных связей между цепями. Требует длительного кипячения с концентрированными растворами минеральных кислот. Конечным продуктом также является глюкоза. Этот процесс лежит в основе получения гидролизного спирта.
3. Реакция этерификации крахмала и целлюлозы Этерификация — это взаимодействие гидроксильных групп (-OH) полисахаридов с кислотами (органическими или неорганическими) с образованием сложных эфиров. В каждом звене содержится три свободных гидроксильных группы.
- Нитраты целлюлозы: Образуются при взаимодействии с азотной кислотой в присутствии серной. В зависимости от степени замещения получают:
- Моно- и динитраты (коллоксилин): используются для производства лаков и пластмасс (целлулоид).
- Тринитрат (пироксилин): мощное взрывчатое вещество, основа бездымного пороха.
- Уравнение (для тринитрата):
- Ацетаты целлюлозы: Образуются при реакции с уксусной кислотой или уксусным ангидридом. Триацетат целлюлозы используется для производства негорючей кинопленки и ацетатного шелка.
- Этерификация крахмала: Также возможна, но имеет меньшее промышленное значение по сравнению с целлюлозой. Сложные эфиры крахмала применяются в пищевой промышленности и производстве упаковки как модифицированные крахмалы.
Сообщите, если необходимо составить структурные схемы звеньев или рассмотреть качественные реакции для отличия этих полисахаридов.