纤维素的水解郑柏波2010级化学二班手机：18092513965实验原理纤维素纤维素是自然界分布最广、含量最多的一种多糖，有8000至10000个葡萄糖残基通过β-1,4-糖苷键连接而成。天然纤维素为无臭、无味的白色丝状物。纤维素在水中有高度的不溶性，同时也不溶于稀酸、稀碱和有机溶剂，主要的生物学功能是构成植物的支持组织。其结构式如下：纤维素的水解纤维素在一定温度和酸性催化剂条件下发生水解，最终生成葡萄糖：（C6H10O5）n+nH2O=nC6H12O6葡萄糖分子中含有醛基，故有较强的还原性，在碱性条件下能将新制得的氢氧化铜还原为砖红色的Cu2O沉淀；能和银氨溶液发生银镜反应。二、实验操作过程与实验现象1．按浓硫酸与水7:3（体积比）的比例配制H2SO4溶液20ml于50ml的烧杯中。2.取脱脂棉或滤纸一片（4cm×4cm即可）撕碎，向小烧杯中边加边用玻璃棒搅拌，使其变成无色粘稠状液体，然后将烧杯放入水浴（用250ml烧杯代替水浴锅）中加热约10min，直到溶液显棕色为止。注：视液体的颜色和状态决定是否需要水浴加热。3.取出小烧杯，冷却后将棕色液体倒入另一盛有约20ml蒸馏水的烧杯中，用移液管移取该溶液1ml注入一大试管中。用固体NaOH中和溶液，直至溶液变为黄色，再加Na2CO3调节溶液的pH至9。4.洗干净试管（用热碱和酸），配制银氨溶液。将3中溶液取2～3ml滴加到盛有银氨溶液的试管里，水浴加热，管壁附着一层银镜。注：银氨溶液的配制取2ml的硝酸银于试管中，慢慢滴加氨水，边滴加边振荡，可观察到逐渐由有沉淀生成，滴加至沉淀恰好完全消失为止。5.配制好Cu（OH）2后，使溶液的pH>11，取3中溶液2～3ml与新制Cu（OH）2试管中，酒精灯上加热，可见到红色的Cu2O沉淀生成。注：Cu（OH）2溶液的配制向小试管中加入2ml的NaOH溶液，然后向其中滴加6～8滴CuSO4溶液振荡。注意事项整个实验所用水均为蒸馏水，以免引起副反应干扰银镜反应。做银镜反应的试管可按如下步骤处理：先用沸腾的热碱液洗去油污；其次用沸腾的酸液洗去无机盐，最后用蒸馏水冲洗干净备用。纤维素含量最高的原料为棉花。此外还有锯末、纸张等，但滤纸做该实验效果最佳。酸性水解所用H2SO4浓度过大，易使纤维素脱水炭化而是溶液变黑；浓度过小，水解度又不够，实验证明H2SO4溶液的质量分数以70%为最佳。银氨溶液的pH=9，新制Cu（OH）2悬浊液的pH>11，是实验成功的保证。纤维素水解实验的改进：区约2cm滤纸撕碎后放入试管，小心滴加约十滴98%的浓H2SO4，并迅速用玻璃棒搅拌成粘稠状液体，滤纸若未溶解，可再加适量浓H2SO4，完后加入5滴蒸馏水，把试管放入沸水中，边加热，边搅动约30s，此时可出现亮棕色，取出试管加入15滴10%CuSO4溶液，再加入固体NaOH中和，会有砖红色沉淀Cu2O生成。相关文献与重点文献综述文献：刘庆文，《纤维素水解最佳条件的探索》[J].创新技术，2011,（2）:38～40.本实验以银镜反应的现象作为纤维素水解的定量指标对实验结果进行分析，借以找出纤维素水解的最佳条件。实验在无机酸的催化下使纤维素进行水解，完全生成葡萄糖。作者认为影响：①纤维素的水解②银氨溶液的配制③银镜反应的进行等的因素都会对本实验结果造成影响。最终得出结论：①水浴温度②纤维的水解方式③纤维素用量④硫酸浓度都是影响纤维素水解的因素，其中纤维素的用量最主要。五、参考文献1.许洪铭、龚倩云，《纤维素水解方法的研究》[J].试验研究，2010,（5）:79～80.2.姜锋、马丁、包信和，《酸性离子液中纤维素的水解》[J].催化学报，2009,30（4）：280～283.3.王玉高、赵炜、贡士瑞、许文娟、盛晨，《纤维素水解的研究进展》[J].化工时刊，2009,23（5）:70～73.4.郝龙云、蔡玉青，《酸性酶对纤维素的水解性能》[J].印染，2008，(10).5.纪文惠、冯登超，《纤维素水解的最佳实验方法研究》[J].中国科教创新导刊，2008，（32）.6.杨庆昀，《正交试验——纤维素水解的最佳实验条件探讨》[J].河北理科教学研究，2008，（03）.