Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №8
Шрифт:
Надежнее всего мы выясним тип волокна по его поведению в пламени. Такой анализ провести легко: материал для исследования можно найти в маминой шкатулке с нитками для шитья, вязания и штопки, и, кроме свечи и пинцета, нам больше ничего не понадобится. Внесем нить в верхнюю зону пламени, тотчас вынем ее из огня и посмотрим, разгорается пламя или, наоборот, затухает. Кроме того, обратим внимание на запах. При нагревании сухой пробы в пробирке мы получим несколько больше продуктов разложения, достаточно для испытания их реакции лакмусовой бумажкой.
Шерстяные нити горят медленно и вспучиваются, после сгорания остается черная углевидная зола. Горение шерсти
Натуральный шелк состоит из белка, не содержащего серы (проверить!). Нити шелка — сырца покрыты шелковым клеем — серицином, который удаляется при обработке кипящей водой или горячим мыльным раствором. Шелковые нити гладкие. Проба на сгорание выдает для шелка такой же результат, как и для шерсти. Стойкость его по отношению к щелочам несколько больше, чем у шерсти. Ксантопротеиновая реакция и для этого волокна дает положительный результат.
Хлопковым волокном называют волоски, покрывающие семена растения хлопчатника. Это волокно, очищенное от примесей, состоит из почти чистой целлюлозы. Под микроскопом одноклеточное волокно хлопка похоже на шланг, закрученный вокруг своей оси. Хлопок при комнатной температуре стоек к растворам щелочей, которые даже при нагревании разрушают его лишь частично, но быстро и полностью разрушается сильными кислотами. Хлопковые нити горят, распространяя запах горелой бумаги. После сгорания остается светло-серая зола с желтоватым оттенком. Выделяющиеся при горении пары имеют слабокислую реакцию.
У искусственных шелков и "целлюлозной шерсти" (вискозного штапеля) волокна не закручены. По сравнению с хлопком они более гладкие, блеск сильнее, а прочность в мокром виде, за исключением ацетатного шелка, меньше. Вискозный и медно-аммиачный шелк при пробе на сгорание ведут себя так же, как хлопок. Ацетатный шелк горит и плавится, выделяющиеся пары имеют кислую реакцию, а зола получается белая.
Синтетические волокна под микроскопом снаружи очень похожи на описанные выше "полусинтетические", но на срезе они выглядят иначе (см. рисунок). Их нити, если они изготовлены прядением из расплава, могут иметь своеобразное поперечное сечение, а в последнее время встречаются даже полые нити. Волокна этой группы можно различить, прежде всего по поведению в пламени, а также при сухой перегонке (нагревание в пробирке).
Ниже указаны основные отличительные признаки синтетических волокон:
(Здесь и далее в книге приведены названия волокон, выпускаемых в ГДР. В нашей стране подобные волокна выпускаются под другими названиями: хлорированное поливинилхлоридное волокно — хлорин, полиамидное — капрон, анид, полиакрилонитрильное — нитрон, полиэфирное — лавсан. — Прим. перев)
Тип волокна • Поведение в пламени, цвет пламени, характер горения, запах, реакция паров
Поливинилхлоридное (пивиацид) • Не воспламеняется, а спекается, приобретая при этом черный цвет. Запах едкий (НСl), пары окрашивают синюю лакмусовую бумажку в красный цвет
Полиамидные волокна (дедерон, найлон) •
Полиакрилонитрильные волокна (вольпрюла) • Горят быстро, с потрескиванием, желтым пламенем, остаток — твердый, черного цвета. Пары пахнут паленым рогом и обнаруживают щелочную реакцию
Полиэфирные волокна (гризутен) • Воспламеняются с трудом, горят медленно желтым коптящим пламенем. Пары коричневатые, имеют щелочную реакцию
При достаточной тренировке можно научиться свободно различать образцы пряжи только по запаху при пробе на сгорание. Иногда удается определять таким образом даже тип волокон в смешанных тканях.
Руководствуясь схемой экспресс-анализа текстильных волокон, читатели могут провести множество опытов по анализу волокон.
ШЕЛК И ШЕРСТЬ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
Оболочки клеток растений состоят, главным образом, из целлюлозы полисахарида, которому отвечает брутто-формула (C6H10O5)n. Молекулы целлюлозы отличаются от крахмала, имеющего такую же брутто-формулу, более высокой степенью полимеризации. Последняя у целлюлозы составляет 2500–3000 и иногда доходит даже до 4000, тогда как у крахмала она находится в пределах 600–900. Кроме того, целлюлоза построена из звеньев ?-глюкозы, а крахмал — из ?-глюкозы. Указанные формы глюкозы очень мало отличаются друг от друга своим пространственным строением:
Однако, как ни мало это различие, и на их свойствах.
Например — две молекулы ?-глюкозы солодового сахара (упрощенная формула):
Две молекулы ?-глюкозы связываются с образованием целлобиозы (упрощенная формула):
При дальнейшем отщеплении воды образуются новые кислородные мостики:
Приведенные формулы дают представление о пространственном строении молекул. Чтобы сделать более отчетливым положение плоскости кольца, в них обозначены жирными линиями те связи, которые обращены вперед, к читателю. Остальные же связи кольца находятся сзади, как бы уходя за плоскость экрана.
Правда, различие в свойствах целлюлозы и крахмала вызвано не только различием в строении звеньев, из которых они состоят. Молекулы целлюлозы, в отличие от крахмала, не имеют разветвлений, то есть они построены более упорядочение. Обычно цепи молекул целлюлозы располагаются параллельно друг другу и образуют между собой связи за счет так называемых водородных мостиков (водородная связь — соединение двух атомов (в данном случае атомов кислорода разных молекул) посредством атома водорода. Прочность этой связи намного меньше, чем прочность других, «обычных» химических связей в молекуле целлюлозы — Прим. перев.). Так возникает волокно. При переработке целлюлозы молекулы ее частично расщепляются, и степень полимеризации уменьшается до 200-1000.