Органические материалы: древесина, биотопливо, мочевина (201,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

удк 547(075.8) ббк 24.2я73 Ф51 Печатается по решению кафедры органической химии Южного федерального университета (протокол ¹ 5 от 23 апреля 2021 г.) рецензенты: доцент кафедры химии природных и высокомолекулярных соединений Южного федерального университета, кандидат химических наук Н. И. Викрищук; доцент кафедры «Химия» донского государственного технического университета, кандидат химических наук Л. М. Астахова Филатова, Е. А. Ф51 органические материалы : древесина, биотопливо, мочевина : учебное пособие / е. а. Филатова ; Южный федеральный университет. – ростов-на-дону ; таганрог : издательство Южного федерального университета, 2022. – 134 с. ISBN 978-5-9275-3920-8 учебное пособие посвящено органическим материалам, которые окружают нас повсюду, многие из них имеют различную химическую природу и практическую значимость. в трех темах пособия представлены древесина, биотопливо, мочевина. в каждой теме раскрывается получение того или иного материала, его переработка, химические свойства и практическое применение. большой упор сделан именно на химию, поэтому все реакции показаны детально, с учетом механизма их проведения. Предназначено для студентов направлений подготовки 04.05.01 «Фундаментальная и прикладная химия» и 04.04.01 «Химия», изучающих дисциплины «органические материалы» и «Методы синтеза полифункциональных материалов». Пособие будет полезно в качестве дополнительного материала для студентов университетов и технических вузов, изучающих органическую химию, а также школьных учителей. удк 547(075.8) ббк 24.2я73 ISBN 978-5-9275-3920-8 © Южный федеральный университет, 2022 © Филатова е. а., 2022 © оформление. Макет. издательство Южного федерального университета, 2022

Стр.3

оглАвлЕниЕ введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 тема 1. Химия древесины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1. структура, строение и химический состав древесины . . . . . . 6 1.2. строение и химические свойства целлюлозы . . . . . . . . . . . 10 1.2.1. ацилирование целлюлозы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.2. нитрование целлюлозы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.3. действие растворов щелочей на целлюлозу . . . . . . . . . 16 1.2.4. ксантогенат целлюлозы и вискозное волокно . . . . . . . . 17 1.2.5. оксицеллюлоза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.2.6. Простые эфиры целлюлозы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.3. Химия гемицеллюлоз и водорастворимых полисахаридов . . 23 1.3.1. Пентозаны и гексозаны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.3.2. водорастворимые нецеллюлозные полисахариды . . . . . 29 1.3.3. гидролиз полисахаридов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.3.4. Пектиновые вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.4. Химия лигнина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1.4.1. Химическое строение лигнина . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 1.4.2. типы связей в лигнине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 1.4.3. Химические свойства лигнина . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 1.5. Экстрактивные вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 1.5.1. выделение и разделение экстрактивных веществ . . . . . 42 1.5.2. гидрофобные экстрактивные вещества. . . . . . . . . . . . . 44 1.5.3. гидрофильные экстрактивные вещества. . . . . . . . . . . . 47 Литература к теме 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 тема 2. биотопливо и другие источники энергии . . . . . . . . . . . 52 2.1. использование угля, нефти и газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.2. Понятие и виды энергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.3. типы электростанций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.4. биотопливо. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 2.4.1. биоспирт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2.4.2. биодизель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.4.3. биотопливо из водорослей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 2.5. Метанольная экономика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2.6. водородное топливо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.6.1. Промышленное получение водорода и его использование 74 2.6.2. Хранение водорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.7. Прямое использование солнечной энергии . . . . . . . . . . . . . 86 2.7.1. Фотосинтез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 3

Стр.4

2.7.2. искусственный фотосинтез. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2.7.3. солнечная тепловая энергия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 2.7.4. солнечные элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 2.7.5. консервация солнечной энергии . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Литература к теме 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 тема 3. мочевина и ее производные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.1. история открытия мочевины и методы ее синтеза. . . . . . . 108 3.2. свойства мочевины и применение производных на ее основе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.2.1. нуклеофильные свойства мочевины . . . . . . . . . . . . . 112 3.2.2. Электрофильные свойства мочевины . . . . . . . . . . . . . 120 3.3. Полимеры на основе производных мочевины . . . . . . . . . . 122 3.3.1. Полиуретаны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 3.3.2. Полимочевина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 3.3.3. карбамидоформальдегидная смола . . . . . . . . . . . . . . 129 Литература к теме 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 4

Стр.5