纤维素如何水解?
答案
加浓硫酸
解析
淀粉和纤维素属于天然高分子化合物,在自然界中分布最广,也是最重要的多糖.它们在无机酸存在下能完全水解,并定量地得到D－葡萄糖.纤维素分子呈丝状,这些分子以氢键的形式连接成纤维素胶束.胶束中氢键的数目很多,所以结合得很牢固,物理和化学性质比较稳定,因此纤维素的水解比淀粉难.纤维素跟较浓的硫酸作用时,纤维素中的游离羟基按一般醇的方式起酯化作用,生成硫酸氢酯,同时纤维素在葡萄糖残基之间以氧原子连接的地方逐渐水解为较小的分子,从而使纤维素溶解.70％的硫酸在室温下和较短的时间内只能溶解纤维表面一层.纤维的部分水解产物是分子量大的粉纤维和水解纤维素等,这些水解产物往往较牢固地粘附在纤维的表面.只有对该硫酸略作加热处理,才能使纤维素完全溶解.这时水解的程度增大,在水解时生成六糖、四糖和三糖等产物,最后生成纤维二糖和葡萄糖.这些化合物能溶于水,并含有游离的半缩醛羟基,所以在碱溶液中能还原银离子和铜离子.
扩展知识
溶解棉花、滤纸等纤维素,常选用70～80％的硫酸.硫酸浓度低于70％时,纤维素较难溶解；浓度过高时,它的脱水能力明显增强,很容易使纤维素炭化.这种选择是在常温条件下.如果实验时能控制好温度,那么即使直接使用98％的浓硫酸,也同样能把棉花之类的纤维素顺利溶解、水解.相反,如果只有1∶1的硫酸,甚至更稀一些的硫酸,只要控制好温度,同样可以溶解、水解纤维素.下面介绍用95～98％的浓硫酸使纤维素水解,特点是溶解和水解所需时间很短.