Chemievortrag zum Thema Polysaccharide. Polysaccharide

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BESTIMMUNG VON POLYSACCHARID

Polysaccharide - der allgemeine Name für eine Klasse komplexer hochmolekularer Kohlenhydrate, deren Moleküle aus zehn, hundert oder tausend Monomeren bestehen - Monosaccharide. Polysaccharide sind für das Leben von Tieren und Pflanzen essentiell. Sie sind eine der Hauptenergiequellen, die aus dem Stoffwechsel des Körpers resultieren. Sie nehmen an Immunprozessen teil, sorgen für die Adhäsion von Zellen in Geweben und machen den Großteil der organischen Substanz in der Biosphäre aus.

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Arten von Polysacchariden

Dextrin ist ein Polysaccharid, ein Stärkehydrolyseprodukt; Stärke ist das wichtigste Polysaccharid, das in Pflanzenorganismen als Energiereserve abgelagert wird; Glykogen ist ein Polysaccharid, das als Energiereserve in den Zellen tierischer Organismen abgelagert wird, aber in geringen Mengen auch in Pflanzengeweben vorkommt; Zellulose ist das wichtigste strukturelle Polysaccharid von Pflanzenzellwänden; Galaktomannane – Speicherpolysaccharide einiger Pflanzen der Familie der Hülsenfrüchte, wie Guarkernmehl und Johannisbrotkernmehl; Glucomannan ist ein aus Konjak-Knollen gewonnenes Polysaccharid, bestehend aus abwechselnden Einheiten von Glucose und Mannose, löslich Ballaststoffe Verringerung des Appetits; Amyloid - wird bei der Herstellung von Pergamentpapier verwendet.

Zu den Polysacchariden zählen insbesondere:

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A. Zellulose Zellulose, ein lineares Homoglykan, das aus an der β(1→4)-Position verknüpften Glucoseresten aufgebaut ist, ist die am häufigsten vorkommende organische Verbindung. In den Zellwänden von Pflanzen macht Zellulose 40-50% und in einem so wichtigen Rohstoff wie Baumwollfasern 98% aus. Natürliche Zellulose hat eine hohe mechanische Festigkeit und ist beständig gegen chemische und enzymatische Hydrolyse. Diese Eigenschaften sind mit der Konformation von Molekülen und den Merkmalen der supramolekularen Organisation verbunden. B. Stärke Stärke, ein in Pflanzen weit verbreitetes Reservepolysaccharid, ist die wichtigste Kohlenhydratkomponente der Nahrung. Stärke wird in Form von mikroskopisch kleinen Körnern in speziellen Organellen, den Amyloplasten, abgelagert. Stärkekörner sind in kaltem Wasser praktisch unlöslich, quellen aber bei Erwärmung stark in Wasser auf.

Tipps für eine gute Präsentation oder einen guten Projektbericht

Versuchen Sie, das Publikum in die Geschichte einzubeziehen, stellen Sie eine Interaktion mit dem Publikum her, indem Sie Leitfragen verwenden, den Spielteil, haben Sie keine Angst vor Witzen und lächeln Sie (wo angemessen) aufrichtig.
Versuchen Sie, die Folie mit Ihren eigenen Worten zu erklären, fügen Sie weitere hinzu interessante Fakten müssen Sie nicht nur die Informationen aus den Folien lesen, das Publikum kann sie selbst lesen.
Sie müssen Ihre Projektfolien nicht mit Textblöcken überladen, mehr Illustrationen und ein Minimum an Text vermitteln Informationen besser und erregen Aufmerksamkeit. Nur die wichtigsten Informationen sollten auf der Folie stehen, den Rest sollte man dem Publikum besser mündlich mitteilen.
Der Text muss gut lesbar sein, sonst kann das Publikum die bereitgestellten Informationen nicht sehen, wird stark von der Geschichte abgelenkt, versucht, zumindest etwas zu verstehen, oder verliert vollständig das Interesse. Dazu müssen Sie die richtige Schriftart auswählen, wobei zu berücksichtigen ist, wo und wie die Präsentation ausgestrahlt wird, und auch die richtige Kombination aus Hintergrund und Text auswählen.
Es ist wichtig, Ihren Bericht zu proben, darüber nachzudenken, wie Sie das Publikum begrüßen, was Sie zuerst sagen werden, wie Sie die Präsentation beenden werden. Alles kommt mit Erfahrung.
Wählen Sie das richtige Outfit, denn. Auch die Kleidung des Sprechers spielt eine große Rolle bei der Wahrnehmung seiner Rede.
Versuchen Sie selbstbewusst, flüssig und zusammenhängend zu sprechen.
Versuchen Sie, die Aufführung zu genießen, damit Sie entspannter und weniger ängstlich sind.

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Kohlenhydrate sind in der Natur weit verbreitet und spielen eine wichtige Rolle in den biologischen Prozessen lebender Organismen und des Menschen. Dazu gehören zum Beispiel Traubenzucker oder Traubenzucker (Rohrzucker) oder Saccharose, Stärke und Ballaststoffe. Der Name "Kohlenhydrate" entstand aufgrund der Tatsache, dass die chemische Zusammensetzung der meisten Verbindungen dieser Klasse durch die allgemeine Formel Cn(H4O)m ausgedrückt wird. Weitere Untersuchungen von Kohlenhydraten zeigten, dass ein solcher Name ein Faden ist. Zum einen wurden Kohlenhydrate gefunden, deren Zusammensetzung nicht dieser Formel entspricht. Zweitens sind Verbindungen bekannt (Formaldehyd CH2O, Essigsäure C2H4O2), deren Zusammensetzung zwar der allgemeinen Formel Cn(H2O)m entspricht, sich aber in ihren Eigenschaften von Kohlenhydraten unterscheidet.

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Kohlenhydrate können nach ihrer Struktur eingeteilt werden. Die Einteilung der Kohlenhydrate spiegelt sich im Diagramm wider. Kohlenhydrate Monosaccharide Disaccharide Polysaccharide Glucose Ribose Fructose Saccharose Cellulose Stärke

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Was sind Polysaccharide? Polysaccharide sind Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, die Hunderte von Monosaccharidresten enthalten. Der Struktur von Polysacchariden ist gemeinsam, dass Monosaccharidreste durch das Halbacetal-Hydroxyl eines Moleküls und das Alkohol-Hydroxyl des anderen usw. gebunden sind. Jeder Monosaccharidrest ist durch glykosidische Bindungen mit benachbarten Resten verknüpft. Polyglykoside können verzweigte und gerade Ketten enthalten. Die Monosaccharidreste, aus denen das Molekül besteht, können gleich oder verschieden sein. Die wichtigsten der höheren Polysaccharide sind Stärke, Glykogen (tierische Stärke), Ballaststoffe (oder Zellulose). Alle drei dieser Polysaccharide bestehen aus Glucosemolekülen, die auf unterschiedliche Weise miteinander verbunden sind. Die Zusammensetzung aller drei Verbindungen kann durch die Summe (С6Н10О5)n ausgedrückt werden

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Stärke Stärke ist ein Polysaccharid. Das Molekulargewicht dieser Substanz wurde nicht genau bestimmt, aber es ist bekannt, dass es sehr groß ist (in der Größenordnung von 100.000) und für verschiedene Proben unterschiedlich sein kann. Daher wird die Formel von Stärke wie bei anderen Polysacchariden als (C6H10O5)p dargestellt. Für jedes Polysaccharid hat n einen anderen Wert.

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Physikalische Eigenschaften Stärke ist ein geschmackloses Pulver, unlöslich in kaltem Wasser. Es quillt in heißem Wasser auf und bildet eine Paste. Stärke ist in der Natur weit verbreitet. Es ist ein Reservenährstoff für verschiedene Pflanzen und in ihnen in Form von Stärkekörnern enthalten. Das Getreidekorn ist am reichsten an Stärke: Reis (bis zu 86 %), Weizen (bis zu 75 %), Mais (bis zu 72 %) sowie Kartoffelknollen (bis zu 24 %). In Kartoffelknollen schwimmen Stärkekörner im Zellsaft, während sie in Getreide mit Gluten, einem Eiweißstoff, fest verklebt sind. Stärke ist eine der Pflanzen, die Stärke gewinnen, indem sie Zellen abbauen und mit Wasser abwaschen. Im Maßstab wird es hauptsächlich aus Kartoffelknollen (in Form von Kartoffelmehl), aber auch aus Mais gewonnen.

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Chemische Eigenschaften 1) Unter der Einwirkung von Enzymen oder beim Erhitzen mit Säuren (Wasserstoffionen dienen als Katalysator) hydrolysiert Stärke wie alle komplexen Kohlenhydrate. In diesem Fall wird lösliche Stärke gebildet, dann weniger komplexe Substanzen - Dextrine. Das Endprodukt der Hydrolyse ist Glucose. Die Gesamtreaktionsgleichung kann wie folgt ausgedrückt werden:

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Es findet eine allmähliche Aufspaltung von Makromolekülen statt. Die Hydrolyse von Stärke ist ihre wichtige chemische Eigenschaft. Stärkedextrine Maltose Glucose

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2) Stärke gibt keine „Silberspiegel“-Reaktion, aber ihre Hydrolyseprodukte geben sie. Stärke-Makromoleküle bestehen aus vielen Molekülen zyklischer P-Glucose. Der Prozess der Stärkebildung kann wie folgt ausgedrückt werden (Polykondensationsreaktion):

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3) Eine charakteristische Reaktion ist die Wechselwirkung von Stärke mit Jodlösungen. Wird dem abgekühlten Stärkekleister eine Jodlösung zugesetzt, entsteht eine blaue Farbe. Wenn die Paste erhitzt wird, verschwindet sie, und wenn sie abgekühlt wird, erscheint sie wieder. Diese Eigenschaft wird bei der Stärkebestimmung in ausgenutzt Lebensmittel. Wird also zum Beispiel ein Tropfen Jod auf eine Kartoffelscheibe oder eine Scheibe Weißbrot gegeben, so entsteht eine blaue Farbe.

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Stärke ist das Hauptkohlenhydrat in der menschlichen Nahrung und kommt in großen Mengen in Brot, Getreide, Kartoffeln und Gemüse vor. Stärke wird in erheblichen Mengen zu Dextrinen, Melasse und Glucose verarbeitet, die in der Süßwarenindustrie verwendet werden. Stärke wird als Klebstoff verwendet, zum Veredeln von Stoffen, zum Stärken von Leinen. In der Medizin werden auf Stärke basierende Salben, Puder usw. hergestellt.

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Cellulose Cellulose ist ein noch häufigeres Kohlenhydrat als Stärke. Es besteht hauptsächlich aus den Wänden von Pflanzenzellen. Holz enthält bis zu 60 %, Watte und Filterpapier bis zu 90 % Zellulose.

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Physikalische Eigenschaften Reine Zellulose ist ein weißer Feststoff, unlöslich in Wasser und üblichen organischen Lösungsmitteln, löslich in konzentrierter Ammoniaklösung von Kupfer(II)-hydroxid (Schweitzer's Reagenz). Aus dieser sauren Lösung wird Cellulose in Form von Fasern (Cellulosehydrat) ausgefällt. Faser hat eine ziemlich hohe mechanische Festigkeit.

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Zusammensetzung und Struktur Die Zusammensetzung von Cellulose sowie Stärke wird durch die Formel (C6H10O5) p ausgedrückt. Der Wert von n in einigen Cellulosearten erreicht 10-12.000 und das Molekulargewicht mehrere Millionen. Seine Moleküle haben eine lineare (unverzweigte) Struktur, wodurch Zellulose leicht Fasern bildet. Stärkemoleküle haben sowohl lineare als auch verzweigte Strukturen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Stärke und Cellulose. Auch in der Struktur dieser Substanzen gibt es Unterschiede: Stärke-Makromoleküle bestehen aus P-Glucose-Resten und Zellulose-Makromoleküle bestehen aus P-Glucose-Resten. Der Prozess der Bildung eines Fragments eines Cellulosemakromoleküls kann durch das Schema dargestellt werden:

Präsentation zum Thema: "Polysaccharide. Stärke und Cellulose»

THEMA DER LEKTION: POLYSACCHARIDE. STÄRKE UND CELLULOSE
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Unterrichtsziel: Die Struktur des Gutes, die Nutzung des Naturwertes von Stärke und Zellulose im Vergleich betrachten

Klassifizierung von Kohlenhydraten
Triosen
Tetrosen
Pentosen Ribose C5H10O5 Desoxyribose C5H10O4
Hexosen С6Н12О6 Glucose Fructose
С12Н22О11
Saccharose - Speisezucker
Maltose - Malzzucker
Laktose - Milchzucker
Glykogen
Zellulose
Stärke
(C6H10O5)n
Kohlenhydrate
Monosaccharide
Polysaccharide
Disaccharide

Die Struktur der Stärke (С6Н10О5) n (n = 200 - 1000)
Stärkemakromoleküle bestehen aus Resten zyklischer ά-Glucosemoleküle
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STÄRKE - MISCHUNG AUS 2 POLYSACCHARIDEN
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Amylose (10-20%) hat eine lineare Struktur
Amylopektin (80-90%) bildet eine verzweigte Struktur
Abschnitt des Amylose-Moleküls
Abschnitt eines Amylopektin-Moleküls

Das Amylose-Makromolekül ist eine Helix, bei der jede Windung aus 6 Einheiten a-Glucose besteht.
Wenn Amylose in wässriger Lösung mit Jod in Wechselwirkung tritt, gelangen Jodmoleküle in den inneren Kanal der Helix und bilden die sogenannte Einschlussverbindung. Diese Verbindung hat eine charakteristische blaue Farbe.

GLYCOGEN - STÄRKE TIERISCHEN URSPRUNGS
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Ist eine Reserve
Wird in der Leber von Menschen und Tieren gebildet
Hat eine verzweigtere Struktur als Amylopektin

MOLEKULARFORMEL VON CELLULOSE (C6H10O5)n (n = 400.000 bis 2 Millionen)
Zellulose ist ebenfalls ein natürliches Polymer. Sein Makromolekül besteht aus Resten von Glucosemolekülen. Warum haben Stärke- und Zellulosestoffe mit gleicher Summenformel unterschiedliche Eigenschaften? Die Eigenschaften von Polymeren hängen von der Anzahl der Elementareinheiten und ihrer Struktur ab. Der Polymerisationsgrad von Cellulose ist viel höher als der von Stärke. Cellulose-Makromoleküle bestehen im Gegensatz zu Stärke aus Resten des β-Glucose-Moleküls und haben nur eine lineare Struktur. Zellulose-Makromoleküle sind in einer Richtung angeordnet und bilden Fasern (Flachs, Baumwolle, Hanf).

DIE STRUKTUR DER CELLULOSE BESTIMMT IHRE EIGENSCHAFTEN
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Chemische Eigenschaften von Stärke
Stärke wird leicht hydrolysiert: Stufenweise enzymatische Hydrolyse von Stärke. Stärke → Dextrine → Maltose → Glucose
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H2SO4
H2O
H2O
H2O
(C6H10O5)n
+ nH2O
→ nC6H12O6
Hydrolyse von Stärke

Chemische Eigenschaften von Cellulose
Zellulose (Faser) wird im Gegensatz zu Stärke nur schwer hydrolysiert In Hydrolyseanlagen werden Holzabfälle (Späne, Sägespäne) zu Glukose und dann zu Alkohol verarbeitet
H2SO4
(C6H10O5)n
+ nH2O
→ nC6H12O6
(C6H10O5)n
→ С6Н12О6
→ С2Н5ОН
Zellulose-Hydrolyse

BILDUNG VON CELLULOSEESTER
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Trinitrocellulose - explosives Pyroxylin
Zellulose

GEWINNUNG VON TRIACETYLCELLULOSE
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OH C6H7O2 OH OH n
HOEP-CH3 + n HOEP-CH3 HOEP-CH3
O - COCH3 C6H7O2 O - COCH3 O - COCH3 n
+ 3nН2О
Zellulose
Triacetylcellulose
Essigsäure

STÄRKE IST DAS WICHTIGSTE KOHLENHYDRAT DER MENSCHLICHEN NAHRUNG
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STÄRKE WIRD ALS KLEBSTOFF VERWENDET

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Es wird zum Veredeln von Stoffen und zum Stärken von Leinen verwendet.
In der Medizin werden auf Stärke basierende Salben, Puder usw. hergestellt.

ZELLULOSE. IN DER NATUR FINDEN
Baumwolle, Flachs, Hanffasern - fast reine Zellulose
Holz enthält 50 % Zellulose
Leinen
Hanf
Stroh enthält 30 % Zellulose

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Beschriftungen der Folien:

Polysaccharide

POLYS A CHARIDE Komplexe Kohlenhydrate (Polysaccharide) sind Kohlenhydrate, die zu einfachen Kohlenhydraten hydrolysieren können und deren Anzahl an Kohlenstoffatomen nicht gleich der Anzahl an Sauerstoffatomen C m H 2p O p ist. Zu den Polysacchariden gehören: (C 6 H 10 O 5) n - Zellulose, Stärke, Glykogen

Polysaccharide bestehen aus Monosacchariden. Große Größen machen ihre Moleküle praktisch unlöslich in Wasser; sie greifen die Zelle nicht an und sind daher als Ersatzsubstanzen geeignet. Bei Bedarf können sie durch Hydrolyse wieder in Einfachzucker umgewandelt werden. Die wichtigsten Polysaccharide sind Stärke, Glykogen (tierische Stärke), Zellulose (Faser).

STÄRKE Physikalische Eigenschaften. Stärke ist ein weißes Pulver, das sich in kaltem Wasser nicht auflöst, in heißem Wasser aufquillt und eine Paste bildet. In der Natur finden. Stärke entsteht durch Photosynthese in Pflanzen und lagert sich in Wurzeln, Knollen und Samen ab. Sein zweiter Name ist "Kartoffelmehl".

Kartoffeln enthalten 20 % Stärke

Mais besteht zu 70 % aus Stärke

Weizen besteht ebenfalls zu 70 % aus Stärke.

In Reis und anderen Getreidesorten bis zu 80 % Stärke

Stärkegewinnung In der Industrie wird Stärke aus Kartoffeln oder Mais gewonnen. Die Kartoffeln werden gewaschen und auf mechanischen Reiben zerkleinert. Die zerkleinerte Masse wird auf Sieben mit Wasser gewaschen. Stärkekörner passieren zusammen mit Wasser ein Sieb und setzen sich am Boden des Bottichs ab. Die Stärke wird dann getrocknet.

Die Struktur der Stärke. Stärke ist ein natürliches Polymer, ein Polysaccharid. (C 6 H 10 O 5) n - Summenformel n - von mehreren hundert bis mehreren tausend. Stärkemoleküle bestehen aus α-Glucosemolekülen. Im Weltraum bilden Stärkemoleküle 2 Strukturen: linear verzweigt

Lineare Struktur

Verzweigte Struktur

Chemische Eigenschaften von Stärke 1) Hydrolyse (entdeckt von Kirchhoff 1811) (C 6 H 10 O 5) n + n H 2 O → n C 6 H 12 O 6 α - Glucose Die Hydrolyse von Stärke erfolgt beim Erhitzen in Gegenwart von konz . Schwefelsäure. 2) Qualitative Reaktion für Stärke – Stärke + Jod → blaue Farbe

1. In der Lebensmittelindustrie

2. In der Medizin (zur Herstellung von Tabletten, Pulvern, Pasten, dickflüssigen Salben)

3. Klebstoffherstellung

ANWENDUNG VON STÄRKE: 4) Zum Stärken von Leinen. 5) Um Glukose zu erhalten.

Die Rolle der "Reservestärke" spielt im Tierreich ein mit Stärke verwandtes Polysaccharid - Glykogen. Glykogen kommt in allen tierischen Geweben vor. Besonders viel davon in der Leber (bis zu 20 %) und in den Muskeln (4 %). Glykogen ist ein weißes, amorphes Pulver, das selbst in kaltem Wasser gut löslich ist. Das Glykogenmolekül ist wie Stärkemoleküle aufgebaut und unterscheidet sich nur durch eine stärkere Verzweigung. Das Molekulargewicht von Glykogen geht in die Millionen.

Cellulose ist auch ein Polymer von Glucose. Es enthält etwa 50 % des in Pflanzen enthaltenen Kohlenstoffs. Bezogen auf die Gesamtmasse auf der Erde steht Cellulose unter den organischen Verbindungen an erster Stelle.

Die Struktur von Cellulose (C 6 H 10 O 5) n n - von mehreren hunderttausend bis zu mehreren Millionen Cellulose-Makromoleküle bestehen aus β-Glucose-Molekülen, bilden eine lineare Struktur im Raum.

In der Natur gefunden Zellulose ist ein Biopolymer, das aus Glukoseresten besteht – eine wertvolle Quelle für Glukose, aber sein Abbau erfordert das Enzym Cellulase, das in der Natur relativ selten vorkommt. Daher fressen nur einige Tiere (z. B. Wiederkäuer) Zellulose.

Zellulose in der Natur finden Holz - 50 % Leinen - 80 % Baumwolle - 98 % Watte, Filterpapier - 100 % Zellulose.

Physikalische Eigenschaften Zellulose ist eine harte, faserige Substanz, die sich in Wasser und organischen Lösungsmitteln nicht auflöst. Sie können Cellulose in einem Lösungsmittelgemisch (konz. Ammoniaklösung + Kupferhydroxidlösung + konz. Zinkchloridlösung) auflösen.

Chemische Eigenschaften 1) Verbrennung (C 6 H 10 O 5) n + 6n O 2 → 6n CO 2 + 5n H 2 O + Q 2) Hydrolyse (C 6 H 10 O 5) n + n H 2 O → n C 6 H 12 O 6 β-Glucose Die Hydrolyse von Cellulose schreitet fort, wenn sie in Gegenwart von konz. Schwefelsäure.

3) Wechselwirkung mit Säuren a) mit Salpetersäure - Nitrierung von OH H 2 SO 4 C 6 H 7 O 2 - OH + 3n HNO 3 3n H 2 O + OH n O - NO 2 + C 6 H 7 O 2 - O - NO 2 O - NO 2 n Trinitrocellulose

b) mit Essigsäure - Acetylierung von OH H 2 SO 4 C 6 H 7 O 2 - OH + 2 n C H 3 - COOH OH n O - CO - CH 3 2n H 2 O + C 6 H 7 O 2 - O - CO - CH 3 OH n Cellulosediacetat

Zellstoffherstellung Das gebräuchlichste Verfahren zur Gewinnung von Zellstoff aus Holz ist das Sulfitverfahren. Gehacktes Holz in Gegenwart einer Lösung von Calciumhydrosulfit Ca (HCO 3) 2 oder Natriumhydrosulfit NaHCO 3 wird in Autoklaven bei einem Druck von 0,5 - 0,6 MPa und einer Temperatur von 150 ° C erhitzt. In diesem Fall sind alle anderen Substanzen zerstört und Zellulose wird in reiner Form freigesetzt . Anschließend wird der Zellstoff mit Wasser gewaschen, getrocknet und der Weiterverarbeitung zugeführt.

Anwendung von Cellulose und ihren Derivaten 1) Chemische Industrie. Zellulose ist ein Rohstoff für die Herstellung vieler organischer Verbindungen: - Glucose - Methyl- und Ethylalkohol - Essigsäure - Terpentin (Lösungsmittel) - Kolophonium

3) Kunstfasern (Viskose, Acetatseide)

4) Filmstreifen

5) Sprengstoffe

6) Medikamente (Antibiotika)

7) Lacke, NC-Lacke

9) Kunststoffe (Cellophan, Zelluloid)

Chitin ist Zellulose ähnlich; es kommt in einigen Pilzarten vor und ist auch ein wichtiger Bestandteil des Exoskeletts einiger Tiere.

Kohlenhydrate

Monosaccharide

Oligosaccharide

Polysaccharide

Fruchtzucker,

Saccharose

Zellulose

Polysaccharide

Zellulose

Der Zweck des Unterrichts

1. Festigung des Wissens über die Klassifizierung von Kohlenhydraten.

2. Untersuchung der Eigenschaften von Polysacchariden am Beispiel von Stärke und Cellulose.

3. Ähnlichkeiten und Unterschiede in Struktur und Eigenschaften von Polysacchariden finden können, Gleichungen für die Hydrolysereaktion aufstellen.

4. In der Lage sein, eine qualitative Reaktion auf Stärke durchzuführen.

Polysaccharide

Dies sind natürliche makromolekulare Substanzen, deren Makromoleküle aus Resten von Monosaccharidmolekülen bestehen.
Polysaccharide sind Biopolymere.
Beispiele für Polysaccharide: Stärke, Cellulose, Glykogen, Chitin.