Стили мебели
  
  Викторианский
  
  якобианский
  
  колониальный
  
  стиль мебели королевы Анны
 
  стиль Вильгельма и Марии
  
  эпоха Георга I и Георга II
  
  Азия, Япония
  


Шкафы и шкафы-купе



Все о ванной комнате

Звёзды на мебели

 

Туалетные комнаты

Опубликовано: Июль 1, 2011

Некоторые данные о соединениях углерода и составе древесины

Древесина в наших условиях - это неисчерпаемый источник для получения самых разнообразных веществ. Древесный уголь, сажа, смола, масла, канифоль, фенол, скипидар, деготь, раство­рители, уксусная кислота, этиловый и метиловый (древесный) спирты, глюкоза, ацетон, дубильные вещества, целлюлоза, бу­мага, картон, рубероид, кино- и фотопленка, линолеум, фибра, искусственный шелк и штапель, древесноволокнистые плиты, гранитоль, дерматин, искусственный мех, пластмассы, лекар­ственные соединения, камфара, витамины, ванилин, лаки, клеи, бездымный порох, кормовые дрожжи, литейные крепители и много других соединений получаются в результате химической переработки древесины. Ко­нечно, такие вещества, как ацетон, фенол, уксусная кис­лота и пр., могут быть полу­чены более экономичным спо­собом, а именно синтезом из других источников сырья. О том, что может дать химиче­ская переработка древесины, что выпускает промышленность и где применяются перечислен­ные выше и многие другие ве­щества, и рассказано в этой книге.

Вспомним, какие органиче­ские соединения входят в со­став древесины, как они пост­роены и какими методами хи­мики преобразуют их в нуж­ные для народного хозяйства материалы.

 Круговорот углерода в природе

Окружающий нас орга­нический и неорганиче­ский мир представляют неис­черпаемую «копилку» различ­ных соединений, каждое из которых состоит из мельчай­ших частичек (молекул), сохраняющих все химические свойства данного вещества. Размер их настолько мал, что если бы мы имели в своем распоряжении столько кирпичей, сколько моле­кул находится в одном кубическом сантиметре воздуха, то мы смогли бы покрыть всю нашу планету слоем, толщина которого равнялась бы самому высокому зданию Московского универ­ситета. Каждая молекула состоит из еще гораздо более мелких частиц - атомов.

О размерах молекул можно судить также по следующему примеру:   если   молекулы   сахара,   находящиеся   примерно в 350 граммах, равномерно распределить по всей поверхности земного шара, то на каждый квадратный сантиметр суши и океана пришлось бы более чем по 120 000 молекул.

В природе есть все необходимые вещества, которые с по­мощью химических процессов можно превратить в новые соеди­нения и из них получить нужные материалы.

Вековечной мечтой человечества является стремление вос­произвести в таких же мягких условиях, как и в природе, про­цессы, в результате которых из простейших веществ получаются такие сложные и всем известные соединения, как жиры и белки, целлюлоза и каучук, энзимы и протеины, сахара и спирты и др. В основе всех этих и сотен тысяч других соединений лежит углерод, который благодаря своим особым свойствам может соединяться почти со всеми остальными элементами. Уже сей­час органических веществ известно более 3 млн.

100 лет тому назад, в 1869 г., выдающийся химик Д. И. Мен­делеев в своей книге «Основы химии» писал «В состоянии соединений углерод входит в состав так называемых органи­ческих веществ, т. е. множества веществ, находящихся в теле всякого растения и животного. Он находится в виде угле­кислого газа в воде и воздухе, а в виде солей углекислоты и органических остатков в почве и массе земной коры. Разно­образие веществ, составляющих тело животных и растений, из­вестно каждому. Воск и масло, скипидар и смола, хлопчатая бумага и белок, клетчатая ткань растений и мускульная ткань животных, винная кислота и крахмал - все эти и множество иных веществ, входящих в ткани и соки растений и животных, представляют соединения углеродистые. Область соединений углерода так велика, что составляет особую отрасль химии, носящую название органической химии, т. е. химии углероди­стых или, лучше, углеводородистых соединений».

 гомолитический ряд метана

Уже само название углеводороды говорит о том, что эти соединения состоят из атомов углерода и водорода. Так как углерод четырехвалентен, то он может к своим четырем свободным связям присоединить четыре атома водорода.

Метан - газ, который встречается в природе и известен под названием болот­ного газа. Можно написать эту же формулу и сокращенно СН4. Число атомов данного элемента в составе молекулы вещества обозначают цифрой, стоящей внизу, справа от наименования элемента. Например, молекула простого вещества - водорода, состоящая из двух его атомов, обозначается Н2, а сложного ве­щества воды - Н2О, так как ее молекула состоит из двух ато­мов водорода и одного атома кислорода. Молекулярный вес вещества равен сумме атомных ве­сов всех элементов, составляющих моле­кулу. Зная атомный вес водорода (1) и углерода (12), можно легко найти моле­кулярный вес метана: 4x1 + 12=16. Так как атомы углерода могут замещать в молекуле атомы водорода и неограни­ченно соединяться между собой, то полу­чается ряд соединений, каждое из кото­рых отличается от предыдущего на группу СН2 (метилен). Подобная группа углеводородов, составляющая как бы «единую семью» и носящая название го­мологического ряда (от греческого слова homos - общий, сходный, однозначащий), обладает сходными химическим строением и химическими свой­ствами. Это - насыщенные, или предельные, углеводороды, у которых все связи насыщены (заполнены). Но есть еще ненасыщенные, или непредельные, углеводороды, молекулы которых имеют меньшее число атомов водорода, чем насыщенные, но зато содержат одну или более двойных или дажетройныхсвязей.

Если обозначить число атомов углерода в молекуле через п, то для любого гомологического ряда можно дать общую фор­мулу. Например, гомологический ряд предельных углеводоро­дов, ведущих свое начало от метана, может быть выражен об­щей формулой С„Н2п+2.

 основные части нефти

Цепи углеродных атомов отличаются друг от друга не только количеством углеродных атомов  и  наличием  тех  или  иных связей, но н по форме, т. е. цепь может быть открытой (прямой и разветвленной) или закрытой, образующей кольцо (например, бензол, нафталин).

Ненасыщенные углеводороды с открытой цепью, содержащие одну двойную связь, -олефины составляют другой гомоло­гический ряд этилена СН2 = СН2; этот ряд может быть выра­жен общей формулой С„Н2„.

Есть и другие гомологические ряды. Так, ненасыщенные уг­леводороды, имеющие две двойные связи, - диеновые угле­водороды имеют общую формулу С„Н2,,-2. Представителем этого ряда является, например, бутадиен (дивинил) СН2 = СН - СН = СН2.

 

Ненасыщенные углеводороды с открытой цепью, содержа­щие тройную связь, составляют гомологический ряд ацетилена с общей формулой С2Н2-2.

Атомы углерода в молекулах углеводородов перечисленных выше гомологических рядов образуют как прямые, так и раз­ветвленные цепи. Среди них есть такие химические соедине­ния, которые, имея одинаковый качественный и количествен­ный состав, в то же время отличаются между собой по своему химическому строению, а также по физическим и химическим свойствам. Такие соединения называются изомерными веще­ствами, или изомерами (от греческого слова isos - равный, одинаковый). Например, для углеводорода С4Н10 имеем: СНз - СН2 - СН2 - СН3. Это - нормальный бутан, темпера­тура плавления которого равна - 138,4° С, а температура  кипения -0,5° С, и изобутан СН3-СН-СН3, температура ки­пения которого -11,7°С; температура плавления - 159,6°С. Для углеводорода состава СмНэд возможны 1858 изомеров.

Овладение методами органического синтеза обеспечило мощ­ное развитие новых отраслей химической промышленности, про­изводящей сейчас тысячи различных соединений и в том числе такие сложные вещества, как антибиотики, витамины, половые гормоны и другие вещества, которые до последних лет получа­лись только биологическим путем.

Элементарный анализ показывает, что бензин, керосин, па­рафин, природный газ, ацетилен, каучук и многие другие веще­ства состоят из атомов углерода и водорода (рис. 7). В то же время древесина, уголь, целлюлоза, крахмал, сахар, уксусная кислота, спирт, глицерин, масло и многие другие известные и широко употребляемые продукты (рис. 8), кроме атомов угле­рода и водорода, содержат еще атомы кислорода (иногда не­большое количество атомов азота). Из всех известных органи­ческих соединении самыми сложными по своему составу и строению являются белки.

 Большая молекула целюлозы

Уже многие тысячелетия тому назад люди стали использо­вать в пищу жиры и масла, извлекаемые как из животных, так и растительных организмов, а также сладкий сок сахарного тростника, клена, березы. Некоторые красящие и лекарствен­ные вещества тоже добывались из растений и животных. Чем дальше шло человечество в своем развитии, тем все большее и боль­шее количество органических соеди­нений стало использоваться людьми и тем большее внимание этим со­единениям стали уделять ученые. Тысячи вопросов возникли сразу же после того, как удалось получить искусственным путем (синтезиро­вать) первые органические соедине­ния. Из какого «строительного ма­териала» состоят их молекулы? Все ли они могут быть получены одинаковым способом.' И многое, многое другое интересовало ис­следователей.

Что же из себя представляла органическая химия в первой половине XIX в.? Об этом свидетельствует письмо Велера к сво­ему учителю - известному шведскому химику Берцелнусу. Он писал в 1835 г., что органическая химия представляется ему дремучим лесом, полным чудесных вещей, огромной чащей, без выхода, без конца, куда не осмеливаешься проникнуть. И все же ученые не оставляли своих усилий пробраться в эту «чащу» и, разлагая природные соединения, старались по полученным остаткам судить о составе вещества.

Проводником из этой «чащи», проложившим открытую и ясную дорогу, явился А. М. Бутлеров, разработавший теорию химического строения органических веществ (характер взаимо­связей атомов в молекуле, т. е. химическое строение веществ, определяет их физические и химические свойства), которой ру­ководствуются химики всего мира и в наши дни. А. М. Бутлеров еще в 1864 г. подчеркивал, что можно ручаться за возможность синтетического получения каждого органического вещества.

Открытие Д. И. Менделеевым в 1869 г. основного закона природы - периодического закона - и создание периодической системы химических элементов, столетний юбилей которого отметил весь мир в феврале 1969 г., является началом современ­ной химии и химической промышленности.

Уже в 1861 г. А. М. Бутлеров из формальдегида поли­меризацией его в известковой воде впервые синтезировал са­харистое вещество.

 

Все разнообразные синтетические материалы: смолы и пластмассы на их основе, волокна, пленки и каучуки, несмотря на большое различие химического состава, строения и свойств, обладают одним общим признаком- все они построены из больших молекул, молекул-гигантов, содержащих от не­скольких сотен до многих тысяч атомов.

Высокомолекулярные соединения имеются и в природе. Это - белки, целлюлоза, крахмал, лигнин, натуральный каучук и другие соединения, играющие важную роль в жизнедеятель­ности растений и животных. Если молекула воды (Н20) со­стоит из трех атомов, поваренной соли (NaCI) из двух атомов, уксусной кислоты (CHjCOOH) из восьми атомов, свеклович­ного сахара (С12Н32О11) из 45 атомов, то молекула белка крови - гемоглобина - более чем из 9500 атомов, а число ато­мов в молекуле целлюлозы достигает 300 000. ( рис. 9)
 
 
прим. формулы могут быть искажены, смотрите источник
 
 
источник:  А. Авербух,  "Что делает химия из древесины", Москва, издательство "Лесная промышленность", 1970 год   


От: LidiaZaiceva,  






Скрыть комментарии (отзывы) (0)

UP


Вход/Регистрация - Присоединяйтесь!

Ваше имя: (или войдите через соц. сети ниже)

Комментарии и отзывы ( потяните за правый нижний край для увеличения окна ):
Avatar
Обновить
Введите код, который Вы видите на изображении выше (чувствителен к регистру). Для обновления изображения нажмите на него.


Похожие темы:



« Вернуться
Предыдущая и следующая статья:
« В. И. Ленин и лесная промышленностьУглеводы - источник энергии »