Xenlulozơ là một polysaccharide phổ biến trong tự nhiên, đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Vậy Thành Phần Chính Của Bông Nõn là gì và nó có những ứng dụng nào? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết.
1. Xenlulozơ Là Gì?
Xenlulozơ (hay cellulose) là một hợp chất hữu cơ, một polymer tự nhiên được tạo thành từ các đơn vị glucose liên kết với nhau. Nó là một chất rắn dạng sợi, màu trắng và không mùi.
1.1. Công Thức Hóa Học Của Xenlulozơ
Công thức phân tử của xenlulozơ là [(C6H10O5)n]. Đây là một polymer có khối lượng phân tử lớn, được tạo thành từ các mắt xích β-glucose liên kết với nhau.
1.2. Nguồn Gốc Của Xenlulozơ
Xenlulozơ là thành phần chính cấu tạo nên màng tế bào thực vật. Nó có mặt ở nhiều loại thực vật khác nhau:
- Bông: Chiếm hơn 95%
- Đay, gai, tre: Chiếm hơn 50%
- Gỗ: Chiếm khoảng 50%
- Các nguồn khác: Rơm, rạ, bã mía, vỏ cây dâu tằm,…
Thành phần xenlulozơ dồi dào trong bông và tre nứa, nguồn nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp.
2. Thành Phần Chính Của Bông Nõn
Bông nõn là một nguồn xenlulozơ tự nhiên quan trọng. Thực tế, xenlulozơ chiếm tới hơn 95% thành phần của bông nõn. Điều này làm cho bông trở thành một nguyên liệu lý tưởng cho nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong ngành dệt may.
2.1. Vai Trò Của Xenlulozơ Trong Bông
Xenlulozơ cung cấp độ bền, độ dẻo dai và khả năng thấm hút cho sợi bông. Chính vì vậy, bông được sử dụng rộng rãi để sản xuất quần áo, vải vóc, và các sản phẩm dệt may khác.
3. Tính Chất Của Xenlulozơ
3.1. Tính Chất Vật Lý
- Trạng thái: Chất rắn, dạng sợi, màu trắng.
- Độ bền: Cao do các liên kết hydro giữa các chuỗi xenlulozơ.
- Độ tan: Không tan trong nước và các dung môi hữu cơ thông thường, nhưng tan trong nước Svayde.
- Khối lượng mol: 162.156 g/mol.
- Mật độ: 1.5 g/cm3.
- Điểm nóng chảy: Khoảng 260°C.
3.2. Tính Chất Hóa Học
-
Phản ứng thủy phân: Khi đun nóng với axit H2SO4 đặc, xenlulozơ bị thủy phân tạo thành glucose:
[(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6] (H2SO4, to)
-
Phản ứng este hóa: Xenlulozơ phản ứng với HNO3/H2SO4 đặc tạo thành xenlulozơ trinitrat (thuốc súng không khói):
[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O] (H2SO4, to)
-
Phản ứng với anhidrit axetic: Tạo thành xenlulozơ triaxetat, một chất dẻo quan trọng.
-
Phản ứng oxi hóa: Xenlulozơ cháy trong oxi tạo ra CO2 và nước:
[6nO2 + [C6H7O2(OH)3]n → 5nH2O + 6nCO2]
4. Ứng Dụng Của Xenlulozơ
Nhờ những đặc tính độc đáo, xenlulozơ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
- Sản xuất giấy và bìa: Đây là ứng dụng phổ biến nhất của xenlulozơ.
- Ngành dệt may: Sản xuất vải, quần áo từ bông và các loại sợi xenlulozơ khác.
- Thực phẩm: Bổ sung chất xơ, làm chất phụ gia, chất bảo quản (ví dụ, trong phomat).
- Quân sự: Chế tạo thuốc nổ (xenlulozơ trinitrat).
- Y tế: Sản xuất màng lọc, vật liệu cấy ghép.
Quy trình sản xuất xenlulozơ từ bột gỗ, một ứng dụng quan trọng trong công nghiệp giấy và các sản phẩm liên quan.
5. Điều Chế Xenlulozơ
Trong tự nhiên, xenlulozơ được tìm thấy trong nhiều nguồn thực vật. Trong công nghiệp, xenlulozơ được sản xuất bằng cách:
- Nấu nguyên liệu thực vật: Sử dụng dung dịch sulfit hoặc kiềm để loại bỏ lignin và các tạp chất khác.
- Phân hủy ván bột gỗ: Sử dụng axit clohydric để phân hủy ở nhiệt độ cao, sau đó trung hòa và làm khô.
6. Bài Tập Về Xenlulozơ
Bài tập 1: Từ 16,2 tấn xenlulozơ, sản xuất được bao nhiêu tấn xenlulozơ trinitrat, biết hiệu suất phản ứng là 90%?
Lời giải:
[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O
H = 90% => m = 29,7 * 0,9 = 26,73 tấn
Bài tập 2: Để thu được 29,7g xenlulozơ trinitrat, cần dùng bao nhiêu kg axit nitric (hiệu suất 90%)?
Lời giải:
[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O
nHNO3 = 3 nC6H7O2(ONO2)3 = 3 (29,7/297) = 0,3 mol
H = 90% => mHNO3 = (0,3 * 63) / 0,9 = 21 kg
Bài tập 3: Xenlulozơ thuộc loại nào?
A. Polisaccarit
B. Monosaccarit
C. Lipit
Lời giải: Đáp án A.
Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về xenlulozơ, thành phần chính của bông nõn, cũng như các tính chất và ứng dụng quan trọng của nó.