Բջջանյութ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Բջջանյութ
Cellulose Sessel.svg
Cellulose-Ibeta-from-xtal-2002-3D-vdW.png
Cellulose-Ibeta-from-xtal-2002-3D-balls.png
Ընդհանուր տեղեկություններ
Քիմիական բանաձև (C6H10O5)n
Ֆիզիկական հատկություններ
Ագրեգատային վիճակ սպիտակ փոշի
Մոլային զանգված 324.3 գ/մոլ
Խտություն 1,5 գ/սմ³
Քիմիական հատկություններ
Դասակարգում
CAS համար 9004-34-6
EINECS համար 232-674-9
SMILES
ЕС 232-674-9
Եթե հատուկ նշված չէ, ապա բոլոր արժեքները բերված են ստանդարտ պայմանների համար (25 °C, 100 կՊա)

Բջջանյութ կամ ցելյուլոզը (ֆր.՝ cellulose, լատ.՝ cellula - «բջիջ»), մտնում է բույսերի կազմությամ մեջ, առաջացնելով բջջանյութ, բուսական բազմաշաքար, կենսապոլիմեր: Այստեղից էլ նրա անունը (ցելլուլա-բջիջ)։ Քիմիական բանաձևը՝ (C6H10O5)n[1]: Ընդհանուր կառուցվածքը՝ [C6H7O2(OH)3]n

Երկրի վրա ամենատարածված օրգանական նյութը։ Այն օժտված է մեծ ամրությամբ և բույսերում կատարում է հենարանի դեր։ Բջջանյութը կառուցված է β-գլյուկոզի մնացորդներից և ունի գծային կառուցվածք։ Բջջանյութի մոլային զանգվածն ընկած է 400 հազարից 2 միլիոնի սահմաններում։ Ընդհանուր կառուցվածքը՝ [C6H7O2(OH)3]n:

Մարդու օրգանիզմը չի կարողանում յուրացնել բջջանյութը, քանի որ չկա այն ֆերմենտը, որն անհրաժեշտ է բջջանյութի մակրոմոլեկուլում β-գլյուկոզի մնացորդների միջև եղած կապը խզելու համար. միայն որոճող կենդանիներն ունեն նման ֆերմենտներ։

Բնության մեջ[խմբագրել]

Բամբակը պարունակում է մոտավորապես 98% ցելյուլոզ, փայտանյութի մեջ այն կազմում է մոտ 50%։ Թուղթը, բամբակե գործվածքները ցելյուլոզից պատրաստված նյութեր են։ Բնական նյութերից անջատված ցելյուլոզը պինդ նյութ է և չի լուծվում ո՛չ ջրում, ո՛չ էլ օրգանական լուծիչներում։

Կառուցվածք[խմբագրել]

Ցելյուլոզը բնական պոլիմեր է։ Ցելյուլոզը և օսլան ունեն նույն բաղադրությամբ կառուցվածքային օղակներ և հետևաբար ունեն նույն մոլեկուլային ֆորմուլը՝ (C_6H_{10}O_5)n։ Ցելյուլոզի և օսլայի հիմնական տարբերությունը նրանց մոլեկուլների կառուցվածքի մեջ է։ Օսլայի մոլեկուլները ունեն գծային և ճյուղավորված կառուցվածք, իսկ ցելյուլոզի մոլեկուլներն ունեն միայն գծային կառուցվածք.[2]

-C_6H_{10}O_5-C_6H_{10}O_5-C_6H_{10}O_5-C_6H_{10}O_5-C_6H_{10}O_5...

Դա է պատճառը, որ ցելյուլոզը առաջացնում է թելային նյութ, ինչպես բամբակը, վուշը, կանեփը և այլն։ Բնական թելերում մակրոմոլեկուլները դասավորված են մեկ ուղղությամբ։ Մակրոմոլեկուլների հիդրօքսիլ խմբերի միջև առաջանում են բազմաթիվ ջրածնական կապեր, որոնցով պայմանավորված է այդ թելերի ամրությունը։ Օսլայի և ցելյուլոզի մոլեկուլների միջև մեծ տարբերություն չկա, սակայն դա խիստ անդրադառնում է դրանց հատկությունների վրա։ Բավական է նշել, որ օսլան մարդու հմար կարևոր սննդանյութ է, իսկ ցելյուլոզը ոչ։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Ցելյուլոզի հիդրոլիզի գումարային հավասարումը կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ.

 (C_6H_{10}O_5)n + nH_2O\rightarrow nC_6H_{12}O_6 :

Ցելյուլոզի կառուցվածքից երևում է, որ նրա յուրաքանչյուր օղակը ունի երեք հիդրօքսիլ խումբ։ Ֆորմուլում դրանք առանձնացվում են հետևյալ կերպ.

[C_6H_7O_2(OH)_3]n

Այս խմբերի հաշվին այն կարող է առաջացնել պարզ և բարդ եթերներ։ Մեծ նշանակություն ունեն ցելյուլոզի ազոտաթթվական եթերները։ Դրանք ստացվում են ծծմբական թթվի առկայությամբ ցելյուլոզի վրա ազոտական թթուվ ազդելով.

C_6H_7O_2(OH)_3n + 3nHNO_3\rightarrow[C_6H_7O_2(ONO_2)_3]n + 3nH_2O:

Ցելյուլոզի նիտրատների ընդհանուր հատկությունն է չափազանց մեծ այրելիությունը։

Nitrocellulose ru.svg

Բջջանյութի հիդրոլիզ[խմբագրել]

Հանքային թթուների առկայությամբ, բջջանյութից թթվային հիդրոլիզով ստացվում է գլյուկոզ, որը խմորվում է և առաջանում է էթանոլ («Հիդրոլիզային սպիրտ»), որն օգտագործվում է կաուչուկի ստացման համար և որպես լուծիչ։ Սակայն այս եղանակով ստացված էթիլսպիրտից ալկոհոլային խմիչքներ պատրաստել չի կարելի։

Բջջանյութի Էսթերներ[խմբագրել]

Բջջանյութի մակրոմոլեկուլներում պարունակվող OH խմբերի քիմիական փոխարինումների արդյունքում առաջանում են բազմաշաքարների ածանցյալներից՝ էսթերները։ Պոլիմերի մոլեկուլում յուրաքանչյուր միաշաքարային կկնվող օղակ պարունակում է 3 հիդրօքսիլային խումբ, որոնց շնորհիվ ստացվում են Էսթերները։

Ազոտաթթվական էսթերներ[խմբագրել]

Ազոտաթթվական էսթերները դյուրավառ նյութեր են և ստացվում են՝ ծծմբական թթվի առկայությամբ բջջանյութի վրա ազոտական թթու ազդելու հետևանքով։

Քացախաթթվական էսթերներ[խմբագրել]

Քացախաթթվական էսթերներից են երկացետատը և եռացետատը, որոնք արտաքին տեսքով շատ նման են բջջանյութին։ Մեծ կիրառում ունեն ացետատային մանրաթելի ստացման գործում

Cellulose acetate preparation etherification.svg

Նիտրոբջջանյութեր[խմբագրել]

Բամբակի մեջ պարունակվում է 90-95 % բջջանյութ

Ազոտական թթվի խտությունից և այլ պայմաններից կախված՝ ստացվում է բջջանյութի միանիտրատ, երկնիտրատ, եռնիտրատ, որոնց այլ կերպ անվանում են նիտրոբջջանյութեր։

Կոլօքսիլին[խմբագրել]

Միա- և երկնիտրաբջջանյութի խառնուրդն անվանում են կոլօքսիլին։ Կոլօքսիլինի լուծույթը սպիրտի և երկէթիլեթերի խառնուրդում անվանում են կոլոդիում։ Այն օգտագործվում է բժշկության մեջ փոքր վերքերի փակման ու վիրակապերը մաշկին կպցնելու համար։ Եռնիտրատը (Պիրօքսիլին) ը խիստ պայթուցիկ նյութ է և կիրառվում է անծուխ վառոդի արտադրությունում։ Կոլօքսիլինի և կամֆորայի սպիրտային լուծույթի չորացումից ստացվում է ցելուլոիդ, որն կենցաղում օգտագործվող պլաստմասաներից մեկն է։ Կոլօքսիլինի լուծույթներն (օրգանական լուծչներում) օգտագործվում են որպես նիտրոլաքեր, իսկ ներկեր ավելացնելիս՝ որպես կայուն և որակյալ նիտրոներկեր։

Բջջանյութի պարունակությունը տարբեր նյութերում[խմբագրել]

Մեծ քանակով բջջանյութ պարունակվում է բամբակում (95-98 %),վուշի թելերում (60-85-%),փայտում (40-45%)։ Փայտանյութի քիմիական վերամշակումից առանձնացվում է գրեթե մաքուր բջջանյութ, որը մեծ կիրառում ունի թղթի, արհեստական մետաքսի և այլ մանրաթելերի արտադրությունում։

Կիրառում[խմբագրել]

Ցելյուլոզը շատ բազմազան կիրառություն ունի։ Իր մեխանիկական ամրության շնորհիվ, այն օգտագործում են շինարարության մեջ, նրանից պատրաստում են զանազան տեսակի ատաղծագործական իրեր, թելեր, գործվածքներ, ճոպաններ։ Փայտանյութից անջատված ցելյուլոզը օգտագործում են թղթի արտադրության մեջ։ Ցելյուլոզի հիդրոլիզի և գոյացող գլյուկոզի խմորման միջոցով ատացվում է էթիլ սպիրտ։ Ցելյուլոզի եթերները գործածվում են նիտրոլաքեր, կինոժապավեն, բժշկական կոլոդիում, արհեստական մանրաթել պատրաստելու համար։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Глинка Н.Л. Общая химия. — 22 изд., испр. — Ленинград: Химия, 1977. — 719 с.
  2. Օսլայի և ցելյուլոզի տարբերությունը կախված է նաև այն բանից, որ նրանց մակրոմոլեկուլների կառուցվածքները որոշ չափով տարբեր են։

Գրականություն[խմբագրել]

  • Քիմիա 11. ընդհանուր և բնագիտամաթեմատիկական հոսքեր [1]
  • Օրգանական քիմիա 10-րդ դասարանի դասագիրք, Երևան 1988

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]