Введение
Много лет тому назад, до того как появились пластмассы и синтетические полимеры, то есть почти столь же давно, как существует сама Земля, природа использовала природные полимеры для того, чтобы стала возможной жизнь. Полимеры (от греч. πολύ- — «много» и μέρος — «часть») — неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, получаемые путём многократного повторения различных групп атомов, называемых «мономерами», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. Полимер — это высокомолекулярное соединение, вещество с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов).
Мы думаем о природных полимерах иначе, чем о полимерах синтетических, поскольку мы не можем похвастать, что они являются плодом нашей изобретательности, а химические компании не могут продавать их с целью получения доходов. Однако, все это не делает природные полимеры менее важными. На самом деле оказывается, что во многом они даже важнее синтетических.
Возможно вы искали - Реферат: Нуклезоиды, нуклеотиды и нуклеиновые кислоты
Похожий материал - Реферат: Химия в повседневной жизни
Природные полимеры
Природные органические полимеры (биополимеры) составляют основу всех животных и растительных организмов.
Протеины или белки были первым примером полиамидов. Белки являются основным органическим веществом, из которого построены клетки животного организма (в растительных клетках белка содержится меньше).
Функции белков в организме универсальны: ферментативная, структурная, рецепторная, сократительная, защитная, транспортная, регуляторная.
Энзимы являются одним из важнейших видов полипептидов, которые являются ключевым звеном для появления жизни на Земле. Все живые организмы используют энзимы для того, чтобы строить, изменять и разрушать другие виды обсуждаемых здесь полимеров. Энзимы являются катализаторами, которые выполняют четко определенную работу.
Очень интересно - Реферат: Химия в повседневной жизни 2
Шелк - один из уникальных полипептидов, который стали использовать уже очень давно благодаря его превосходным свойствам.
Нуклеиновые кислоты осуществляют хранение, воспроизводство и реализацию генетической информации, управляют точным ходом биосинтеза белков в клетках. ДНК и РНК
ДНК и РНК содержат основную цепь, состоящую из звеньев глюкозы. Поэтому они относятся к группе полимеров полисахаридов, хотя в случае ДНК и РНК именно боковые группы, хорошо упорядоченные, придают этим полимерам их уникальные свойства.
Другое семейство полисахаридов включает крахмал и целлюлозу.
Целлюлоза является основным полимером, из которого построены растения. Древесина в основном состоит из целлюлозы. Целлюлоза в высокой степени кристаллична, поэтому не растворяется практически ни в чем. Хлопок является одной из разновидностей целлюлозы, которую мы часто используем в нашей одежде. То, что хлопок нерастворим в горячей воде, для нас очень важно. В противном случае наша одежда растворялась бы при попытке выстирать ее. Целлюлоза также обладает тем приятным свойством, что если вы намочите ее, а затем проведете по ней горячим утюгом, она снова выравнивается и разглаживается. Это придает опрятный вид нашей одежде (по крайней мере, на некоторое время), но тем не менее позволяет легко смывать с нее грязь, когда мы ее стираем.
Крахмал
Нахождение в природе
Вам будет интересно - Реферат: Эволюционная химия
Крахмал – смесь полисахаридов встречающихся в растениях в виде зерен,
с йодом дает характерное синее окрашивание; белый порошок. Нерастворимый в холодной воде, в горячей воде набухает, образует коллоидный раствор (крахмальный клейстер). В воде, при добавлении кислот ( разбавленная H2 SO4 и др.) как катализатора, постепенно гидролизуется с уменьшением молекулярной массы, с образованием «растворимого крахмала», декстринов, вплоть до глюкозы. Крахмал-самый распросраненный запасной углевод растений; так в наиболее часто используемых для производства крахмала растениях, клубнях картофеля содержится до 24 % крахмала, в зёрнах пшеницы — до 64 %, риса — 75 %, кукурузы — 70 %.
Образуется в листьях в результате фотосинтеза и откладывается в корнях, в клубнях и семенах в виде зерен, имеющих величину, форму и внутреннее строение, характерные для каждого вида растений.
Крахмальные зерна неоднородны, помимо полисахаридов они содержат воду (10-20%) и очень небольших количествах фосфаты, кремнезем, жирные кислоты, липиды и др. Полисахариды крахмала состоят из остатков D-глюкозы в ее a-D-глюкопиранозной форме и отличаются степенью полимеризации и характером связей а-D-глюкопиранозных единиц. Полисахариды крахмала можно разделить на 2 главные фракции : амилозу и амилопектин.
Амилозу и амилопектин выделяют, действуя на крахмал растворами солей (MgSO4, (NH4)2SO4, Na2SO4)содержащих н-бутиловый спирт, при нагревании до 120 градусов с последующим осаждением амилозы при 70 градусов и амилопектина при 20 градусов. Для производства амилозы используются также специальные сорта кукурузы. Крахмал который содержит 55-75% амилозы. Амилопектин (амиока) производят также из восковидной кукурузы.При действии ферментов или нагревании с кислотами подвергается гидролизу. Крахмал не имеет вкуса.
Методы переработки
Похожий материал - Реферат: Химия на рубеже веков свершения и прогнозы
Производство крахмала известно с глубокой древности. Пшеничный крахмал получали уже в античную эпоху на островах Средиземноморья, в Древней Греции и Риме. Зерна пшеницы замачивали подслащенной водой в деревянных чанах, подвергали брожению, после чего разминали ногами, затем массу пропускали через льняную ткань или сито; полученную крахмальную суспензию осаждали в специальных отстойниках, сырой крахмал намазывали на камни и высушивали на солнце. Начало производства крахмала из пшеницы в других европейских странах относится к XVI в. В XVII в. почти одновременно с распространением культуры картофеля, завезенного из Америки, стали вырабатывать картофельный крахмал. Более широкое развитие производство картофельного крахмала получило в конце XVIII в. после изобретения ручной терки и перевода её на машинный привод. Развитие картофеле- и кукурузоперерабатывающего производств непосредственно связано с видом используемой энергии. Замена ручных приводов или конной тяги на механические приводы с постепенным переходом сначала на использование пара, а затем электрической энергии привела к существенным изменениям не только конструкций машин и аппаратов, но и способов ведения основных технологических операций: измельчения исходного сырья, разделения крахмальных и крахмало-белковых суспензий и т.д.
Основными этапами переработки крахмалсодержащего сырья были и продолжают оставаться:
предварительная очистка сырья от примесей;
предварительное разрушение структуры сырья химическими и биологическими способами для уменьшения энергозатрат при измельчении;