Upload
vladimir-kozlov
View
281
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
1/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 1
Compoziia chimicalemnului
Compoziia chimicelemental
Constituenii chimici ai lemnului
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
2/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 2
Compoziia chimic
elementala lemnului
Elemente chimice coninite n lemnProporia acestoraFactori de influen
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
3/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 3
Primele cunotine
Primele cercetri cu metode empirice n domeniul
chimiei lemnului dateazde la nceputul secoluluiXIX i au vizat compoziia elemental(elementelechimice coninute).
n acea perioads-a considerat clemnul este oHidrocarbur cu coninut diferit de Carbon iHidrogen.
Cercetri mai exacte n domeniul chimiei lemnului
dateazdin anii 1916-1919, cnd s-au elaboratunele metode fizico-chimice de analiz.
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
4/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 4
Stadiul actual al cunotinelorLemnul material de naturorganic
Compoziia elementalmedien procente demas:
Carbon, C: 49-50 % Oxigen, O: 43-44 %
Hidrogen, H: 6,3 %
Azot (Nitrogen), N: 0,8-1,2 %.
Numr de atomi la 100de atomi :
Carbon, C: 28 atomi Oxigen, O: 24 atomi
Hydrogen, H: 47 atomi
Azot, N: 1 atom
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
5/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 5
Factori de influent
Compoziia chimicelementaleste cvasi-constant
pentru speciile lemnoase cunoscute. Totui se remarcmici influene, nesemnificative,
funcie de: specia lemnoas;
condiiile de cretere a arborilor; caracteristicile fizice i chimice ale solului; vrsta arborelui; perioada de doborre;
opartea dein arbore (trunchi, crengi); Aceti factori influeneazsemnificativ compoziia
chimica lemnului la nivelul constituenilor chimiciprincipali i secundari.
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
6/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 6
Date experimentale privind compoziiachimicelementala lemnului
Nr. Elementele Specia lemnoas
crt. chimice, % Pin Larice Tei Stejar Mesteacn Fag
1. C 49,50 50,10 49,40 50,20 48,60 48,50
2. O 44,00 43,60 43,70 44,50 44,50 45,20
3. H 6,40 6,30 6,90 6,40 6,40 6,30
4. N 0,80 0,95 1,20
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
7/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 7
Date experimentale privind compoziiachimicelementala lemnului
Pri arbore
Nr. Specia Trunchi Ramuri Crengi
crt. lemnoas Elemente chimice, % Elemente chimice, % Elemente chimice, %
C H O N C H O N C H O N
1. Stejar 50,64 6,23 41,85 1,28
50,89 6,16 41,94 1,012. Fag 50,89 6,07 42,11 0,93 50,08 6,23 42,61 1,08
3. Mesteacn 50,61 6,23 42,04 1,12 51,93 6,31 40,69 1,07
4. Salcie 51,75 6,19 41,08 0,98 54,03 6,56 37,93 1,48
5. Ulm 50,31 6,32 42,39 0,98
51,04 6,28 41,65 1,05
6. Molid 51,39 6,11 41,56 0,94 52,04 6,07 40,77 1,12
7. Pin 52,15 6,18 41,09 0,58
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
8/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 8
Lemnul conine i o serie de substane minerale(anorganice), alctuite n principal din elementelechimice: Ca, K, Na, Mg, Fe, Si, P etc
Constituenii anorganici se regsesc n cenua dinlemn, rezultatprin arderea acestuia Coninutul de cenudin lemn:
0,2-0,5% specii comune 1,2 1,7 %, sau chiar 5 % pentru o serie de specii
exotice din zonele tropicale i sub-tropicale.
Stadiul actual al cunotinelorAlte elemente chimiceComponeni anorganici
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
9/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 9
Constituenii chimici ai
lemnului
Componeni chimici principaliComponeni chimici secundari
Proporia componenilor chimici
Factori de influen
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
10/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 10
A. Componeni
chimiciprincipali
Holoceluloza(complex de
hidrai de carbon)
Lignina
(polimer de naturaromatic)
Celuloza
Hemiceluloze
Pentozane(xilan, araban)
Hexozane(manan, galactan,
fructozan)
Acizi poliuronici(acidpoliglucuronic, acid
poligalacturonic etc.)
Componeni chimici principali
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
11/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 11
Componeni chimici secundari
B. Componenichimici secundari
(sausubstaneextractibile)
Substane extractibile cu solveni organici(rinivegetale, ceruri, grsimi, colorani, glicozide, proteine,
alcaloizi, fitosteroli etc.)
Substane extractibile cu aprece i/sau cald(taninuri,unii alcaloizi, unele polizaharide, colorani etc.)
Substane minerale
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
12/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 12
Compoziia chimica lemnului
(intervale medii de variaie pentrurinoase i foioase )
Nr. Componenii Specie lemnoas
crt. chimici ai lemnului, % Conifere Foioase
1. Celuloza 50 57 42 52
2. Hemiceluloze, din care: 20 26 23 28
pentozane 10
12 16
23hexozane 13 14
acizi poliuronici 3 5
3. Lignina 28 34 18 27
4. Substane extractibile 5
10 5
10
5. Cenua 0,2 1,70 0,2 1,70
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
13/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 13
Factori ce influeneazcompoziia chimic
a lemnului (constituenii chimici)
SPECIA LEMNOAS Arealul geografic i altitudinea; nlimea arborelui; Vrsta arborelui; Partea din arbore i poziia pe nalimea trunchiului; Condiiile de cretere a arborelui; Caracteristicile fizice i chimice ale solului;
Perioada de doborre a arborelui.
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
14/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 14
Date experimentale privind compoziiachimica lemnului
Componenii chimici
Nr. Specia Celuloz Lignin Pentozane Substane extractibile cu: Cenucrt. lemnoas
[%] [%] [%]
Ap
cald
[%]
Soluie
NaOH
1% [%]
Eter
etilic
[%] [%]
1. Molid 49,85-
57,00
26,68-
33,25
7,18-
11,20
0,86-
3,95
8,13-
14,50
0,47-
1,61
0,11-
0,38
2. Brad 48,24-55,09
29,20-33,30
6,03-9,78
0,84-4,28
8,14-13,80
0,15-0,90
0,10-0,46
3. Pin
silvestru
51,95-54,96
27,02-28,66
8,21-9,74
2,04-2,29
11,19-11,25
1,13-1,49
0,17-0,24
4. Fag 43,61-49,96
18,25-24,75
10,95-20,19
0,83-3,80
12,05-20,27
0,09-0,58
0,19-0,52
5. Stejar 45,08 26,32 16,77 8,12 23,80 0,48 0,14
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
15/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 15
Date experimentale privind compoziiachimica lemnului
Nr.crt.
Specialemnoas
Zona deprelevare
Celuloz LigninPentozane Substane extractibilecu:
Cenu
a probelor
[%] [%] [%]
Apcald
[%]
SoluieNaOH
1% [%]
Eteretilic
[%] [%]
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1. Brad VI baz 51,80 32,12 6,57 2,38 0,89 10,55 0,27
(Abies Alba mijloc 52,64 31,71 6,90 1,60 0,29 9,38 0,19
Mill.) vrf 52,49 32,28 7,53 2,15 0,24 10,68 0,24
baz 50,74 30,86 9,60 2,30 0,89 10,77 0,37
Brad VII mijloc 54,21 30,17 9,78 1,65 0,33 9,57 0,25
vrf 51,84 30,32 11,05 2,09 0,32 10,00 0,44
baz 53,03 30,11 6,40 1,83 0,53 12,09 0,24
Brad VIII mijloc 50,31 31,77 6,03 3,04 0,57 13,24 0,27
vrf 50,28 29,91 6,30 1,80 0,30 10,88 0,25
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
16/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 16
Rolul constituenilor chimici
Componentele membranei celulare vegetale (LEMN) se clasificn treitipuri de substane, denumite corespunztor rolului pe care l au:
Substane schelet: alctuite din polizaharide: celuloza Substane liantesau de cimentare: polizaharide
necelulozice (hemiceluloze) de tipul hexozanelor(glucan, manan, galactan), pentozanelor (xilan, araban),
pectine sau acizi poliuronici, etc; Substane de ncrustaresau incruste: ligninaSubstanele schelet i de cimentare apar concomitent n procesul de
formare a celulei vegetale, n timp ce incrustele se sintetizeazulterior.
Incrustele i substanele de cimentare sunt n generalamorfe
Substanele schelet au o structur ordonat numit icristalin.
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
17/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 17
Distribuia constituenilor chimici n
membrana celular
Lemnul este un
material eterogen nunumai n structura sa cii n distribuia
constituenilor chimici nmembrana celular.
Aceasta determinnfapt structurastratificata pereteluicelular.
LM lamedialmedian; P perete primar;S perete secundar
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
18/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 18
Distribuia constituenilor chimici n
membrana celular
Circa 60 % din CML (lamela mediana compusP-LM-
P) consistn lignin, n timp ce celuloza reprezintdoar circa 14%; Circa 60 %din peretele secundar S2 este reprezentat
de celuloz, iar 27 % de lignin;
Poliozele (hemiceluloze) reprezint27 % din CML inumai circa 14 % din stratul secundar S2 Distribuia constituenilor chimici este mai uniformn
peretele secundar S1, unde celulozai poliozele suntconinute n proporie egal
de 36.4 % n lemnul
timpuriu i 34.6 % n lemnul trziu, n timp ce ligninaeste n jur de 27-30 %.
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
19/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 19
Distribuia constituenilor chimici nmembrana celular
Distribution of the cell wall components
0
10
20
30
40
50
6070
Earlywood
Latewood
Earlywood
Latewood
Earlywood
Latewood
CELLULOSE POLYOSES LIGNIN
%o
fthecell
walllayer
CML
S1S2 + T
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
20/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 20
Distribution of Chemical Components within
the Wood Cell Wall
Chemical composition of cell wall layers
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Earlywood
Latewood
Earlywood
Latewood
Earlywood
Latewood
CML S1 S2 + T
Percentofthelayer
LIGNIN
POLYOSESCELLULOSE
7/22/2019 8_Compozitia Chimica a Lemnului
21/21
5/16/2011 Timar_Chimie_2011_8 21
Distribution of Chemical Components within
the Wood Cell Wall
0
10
20
30
40
50
60
70
Earlywood
Latewood
Earlywood
Latewood
Earlywood
Latewood
CML S1 S2 + T
Percentof
thecellwalllay
er
CELLULOSE
POLYOSES
LIGNIN