Stoffe, Schulbuch

Cellulose 75 Abb. 75.1: Der Aufbau der Cellulose Abb. 75.2: Baumwolle 6.5 Cellulose, der häufigste Stoff in der belebten Natur Stärke Cellulose baut die Zellwände praktisch aller Pflanzen auf und wird daher auch Zell- stoff genannt. Sie ist ein äußerst reißfestes Material, das den Pflanzenstängeln und dem Holz seine Festigkeit verleiht. Holz besteht zu etwa 50 % aus Cellulose. Sie ist der häufigste Stoff, der in der belebten Natur vorkommt. Man schätzt, dass jährlich 1000 Milliarden Tonnen Cellulose von Pflanzen neu gebildet werden. Cellulose besteht wie Stärke aus Traubenzuckereinheiten. Diese sind etwas anders miteinander verknüpft. Wir sehen, dass jede zweite Traubenzuckereinheit gegen- über der Stärkestruktur verdreht ist (Abb. 75.1). Natürlich kann die wasserunlös- liche Cellulose keine positive Fehling-Reaktion geben. Behandelt man sie aber genügend lang mit Säuren in der Hitze, wird sie in die Traubenzuckerbausteine zerlegt, das Abbauprodukt gibt einen positiven Fehling-Nachweis (Versuch 75.1 und 75.2). Im Unterschied zu Stärke besitzen wir Menschen kein Enzym, das die Cellulose zu Traubenzucker abbaut. Auch unser Magensaft ist nicht sauer genug, Cellulose abzubauen. Daher wird die mit der Nahrung (Gemüse, Salat, Obst) aufgenommene Cellulose von uns unverdaut wieder ausgeschieden. Sie ist der wichtigste Ballast- stoff . Sie regt die Verdauung an und spielt für die Gesundheit eine wichtige Rolle. Zu ballaststoffarme Ernährung führt zu Verdauungsproblemen wie Verstopfung. Für uns Menschen spielt Cellulose als Textilfaser eine wichtige Rolle. Baumwolle oder Leinen sind reine Cellulosefasern. Sie saugen den Schweiß gut auf, da ja auch die Cellulose hydrophile OH-Gruppen im Molekül enthält. Dadurch ist Baumwollun- terwäsche angenehm zu tragen und hautfreundlich. Papier ist ein weiteres Produkt, das großteils aus Cellulose besteht. Die saugfä- higen Papiertaschentücher sind praktisch reine Cellulose. Schreibpapier enthält noch zusätzliche Stoffe wie Leim, damit die Tinte nicht zerrinnt. Den Zellstoff zur Papiererzeugung gewinnt man aus Holz. Dabei werden alle anderen Stoffe des Holzes herausgelöst, Zellstoff bleibt übrig. Die dazu eingesetzten Chemikalien sind ziemlich umweltbelastend. Früher wurde durch die Abwässer des Verfahrens das Leben in Flüssen zerstört. Heute baut man große Kläranlagen oder verbrennt die Ablauge der Zellstoffproduktion. Auch die meisten Tiere können Cellulose nicht verdauen. Mikroorganismen sind allerdings zum Celluloseabbau fähig. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Verrottung von Pflan- zen . Einige höhere Tiere wie die Wiederkäuer leben mit Cellulose abbauenden Mikroorganismen in Symbiose. Sie können sich daher von Gras ernähren, das zum Großteil aus Cellulose besteht. Rinder beispielsweise haben diese Mikroorganismen im Pansen (Teil des Rindermagens). Dort wird die Cellulose aufgeschlossen, die Nahrung danach nochmals gekaut und fertig verdaut. Führe den Fehling-Test mit Watte oder einem Stück Papier- taschentuch durch. Versuch 75.1 Untersuchung von Zellstoff Dein/e Chemielehrer/in gibt in deine Proberöhre 3 mL etwa halb- konzentrierte Salzsäure. Setze etwas Watte oder ein kleines Stück von einem Papiertaschentuch zu und erhitze vorsichtig etwa eine Minute. Dann gibt dein/e Chemielehrer/in 3 mL Natronlauge (ca. 6 mol/L) zu. Führe anschließend den Fehling-Test durch. Versuch 75.2 Spaltung von Zellstoff Abb. 75.3: Die Herstellung von Papier ZELLSTOFF HOLZ PAPIER Lignin Aufschließen Zusätze Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv