Никитин Н.И., Солечник Н.Я., Комаров Ф.П. Химическая технология дерева

Подождите немного. Документ загружается.

теплоты горения

углей

других

древесных пород. Теплота горе-

ния

углей

может быть определена калориметрическим способом

или

вычислена но формуле Дюлонга, Менделеева и

формуле Никитина, ') при этом для

углей

нормального обжига

наиболее точной является формула:

Q = 80,51 С+

273,4

Н,

где Q — теплота горения в кал.,

— °/о

°Д-

углерода,

— % сод. водорода.

Теплота горения древесины не может вычисляться по этой

формуле.

Химический состав древесины.

При

сжигании абсолютно

сухой

древесины получается от

0,2 до

1,5°/

(по

весу)

золы, главная же масса древесины со-

стоит из органического вещества и заключает в своем элемен-

тарном составе четыре элемента:

углерод,

водород, кислород и

азот. Элементарные составы различных древесных пород весьма

сходны

между

собой. Нижеследующая таблица показывает

удивительное однообразие в содержании

углерода,

водорода и

кислорода (в °/

от абс. сух. веса) в древесине различных пород.

В среднем абсолютно

сухая

древесина содержит около

49,5°/

углерода,

б.З'/о водорода и

44,2°/

кислорода (влажность свеже-

срубленной древесины составляет

40—60°/

Колебания

элементарного состава по отдельным частям де-

рева (ствол, сучья, ветви) незначительны,

следует

лишь отме-

тить большее содержание золы в коре и листьях, чем в дре-

весине.

Состав золы (минеральных веществ) древесины сложный.

Главнейшие ее составные части, растворимые в воде,—потапт

сода, почему в прежние времена поташ добывали из дреЬес-

ной

золы. Далее в состав золы входят вещества в воде не-

растворимые, а именно: известь, магнезия и железо в виде солей.

') Си. Н. И.

Никитин.

Журнал Русск. Хим. Общ. (1916 г.). О н же

Прядухин Д. В.; работа печатается.

—

23 —

ТАБЛИЦА

Элементарный

состав древесины

Название

породы

Дуб . . . .

Бук

. . . .

Береза

. . .

Липа

. . .

Тополь

. . .

Сосна

. . .

Осина

. . .

Ель

. . . .

Лиственница

углерода

49,4

48,5

48,6

49,4

49,6

50,31

51,39

50,1

7о

водорода

о;

/о

кислорода

6,1

6,3

6,4

6,9

6,3

6,4

6,32

6,11

6,3

44.5

45,2

45,0

43,7

44,0

44.0

42,39

41,56

43,6

В нижеследующей таблице приведены некоторые данные

составе золы различных древесных пород.

ТАБЛИЦА

100 частей воздушно-сухой древесины содержат

процентов:

Порода

Бук

Береза

Дуб

Сосна

Вс

0,55

0,26

0,51

0,26

ё*

«в

со

LS-Й

0,09

0,03

0,05

0.04

0,02

0,01

0,06

0,02

0,03

0,31

0,15

0,37

0,44

0,03

0,01

0.04

— 24 —

Из

таблицы 4 видно, насколько зола древесины богата окисью

кальция

(известь). Состав золы одних и тех же пород непостоя-

нен

и зависит в большой степени от почвенных условий, в ко-

торых растет дерево.

Входящие в органический состав древесины элементы (угле-

род, водород и кислород) образуют чрезвычайно сложные и раз-

нообразные органические вещества, а именно целлюлозу, геми-

целлюлозы, лигнин, дубильные вещества, смолы и белковые

вещества, которые благодаря присущим им химическим свой-

ствам

могут

быть изолированы одно от другого, хотя и не в со-

всем чистом и неизменном состояпии.

Целлюлоза, являясь главнейшим веществом клеточных

оболочек, относится к классу сложных углеводов (полисахаридов)

имеет формулу

(С

)н,

где п — есть коэффициент поли-

меризации

частиц (О

Коэффициент

полимеризации п представляется для клетчатки

довольно большим. Изучение способа сочетания отдельных групп

СбН|„О5>

произведенное рентгеноскопическим методом,

дает

ука-

зание

на весьма оригинальное цепевидное соединение. В упомя-

нутых выше на стр. 14 и др. мицеллах клетчатки подобные цепи

расположены параллельно и симметрично, образуя правильные

кристаллоподобные пространственные формы. Чисто химические

свойства клетчатки показывают, что целлюлоза обладает свой-

ствами многоатомный спиртов и содержит в молекуле три гндро-

ксильных (ОН) группы.

В воде, спирте и эфире целлюлоза нерастворима. Наиболее

подходящими растворителями для нее являются: реактив

Швейцера

(раствор гидроокиси меди в избытке аммиака),

концентрированный

водный раствор хлористого цннка, горячий

насыщенный

раствор роданистого кальция и некоторые

другие

насыщенные

нагретые солевые растворы. Из всех этих растворов

целлюлоза может быть высажена обратно в виде рыхлых

набух-

ших хлопьевидных осадков, лишенных .уже волокнистой струк-

туры. Такая Набухшая целлюлоза прочнее удерживает

воду

по

промывке и высушивании обращается в белый порошок.

— 25 —

В прежнее время считали, что вода в осажденной (набухшей)

клетчатке является химически связанной, наподобие воды гид-

ратов, и поэтому давали название этим целлюлозным препаратам

«гидратцел л юл оз а», приписывая ей свойства особого хими-

ческого вещества.

В настоящее время выяснено, что осажденная из различных

растворов набухшая клетчатка (гидратцеллюлоза) в химическом

отношении

не является измененной, хотя и обладает большей

реакционной

способностью, нежели до растворения. Это объяс-

няется

большою «внутренней» поверхностью набухшей клетчатки,

образованной

раздвигапием ее ультрамикроскопических элемен-

тов-мицелл (см. выше о мицеллах, стр. 14 и др.).

При

действии на клетчатку растворов едкого натра наблю-

дается сильное набухание волокон не утрачивающих, однако,

своей структуры. По промывке водою подобной целлю-

лозы она также обнаруживает свойства гидратцеллюлозы.

Действие растворов едкого натра на клетчатку

будет

подробнее

охарактеризовано ниже, в главе о вискозе.

Целлюлоза может быть превращена из волокнистой в по-

рошкообразную форму также и действием минеральных кислот.

Смоченная,

например, 3°/„ серной кислотой и высушенная сперва

на

открытом

воздухе,

а затем в сушильном шкапу при 60—7О"

она

распадается весьма легко в

сухой

белый порошок, так

называемую «гиДроцелл юл о з у». Крепкая

70°/

серная

кислота способна растворять целлюлозу при обыкновенной

температуре и видоизменять ее в таком же направлении, как

это

происходит при растворении в ней крахмала. Целлюлоза

превращается при этом сперва в декстринообразные продукты*

которые можно высадить в аморфном виде, если осторожно

вылить сернокислый раствор в большое количество воды. При

долгом (24 час.) стоянии растворенной целлюлозы с

70°/

серной

КИСЛОТОЙ

клетчатка вполне гидролизуется, присоединяя

воду,

превращается в сахаристое вещество—глюкозу, по уравнению:

(С

Н,А) п + п Н

0 = п (^0,

глюкоза

— 26 —

Получаемой обработкой 3"/

(см. выше) или обра-

боткой

газообразным хлористым водороцом порошкообразной

гидроцеллюлозе также приписывали свойства отличного от целлю-

лозы химического вещества. В настоящее время на гидро-

целлюлозу смотрят как на смесь, главным образом, неизменной

длетчатки и связанных с нею продуктов ее гидролиза (декстри-

нов

и др. сахаристых веществ). По сравнению с волокнистой

клетчаткой гидроцеллюлоза в общем отличается повышенной

реакционной

способностью. Присутствие в ней примеси декстрино-

образных веществ влечет появление в гидроцеллюлозе значи-

тельной редуцирующей способности по отношению к раствору

Фелинга

]

), что показывает ее меньшую химическую устой-

чивость.

Необходимо отметить, что до того момента, с которого креп-

кие

минеральные кислоты начинают производить глубокие хими-

ческие изменения целлюлозы, она

набухает

и делается мягкой:

при

этом в раствор переходит только часть пвллюлозы (с поверх-

ности

волокон). Если такую целлюлозу (погруженную в крепкую

кислоту секунд на 20) быстро отмыть водою и высушить, то

поверхность такой целлюлозы оказывается покрытой плотным,

водонепроницаемым

роговидным слоем, не имеющим уже волок-

нистой

структуры. На этом основано пергаментирование

бумаг.

При

действии окислителей: раствора хлорной извести

СаОС1

раствора

КМпО

и др., клетчатка постепенно может быть раз-

рушена и, наконец, переведена в порошкообразную форму.

Подобные

препараты окисленной клетчатки носят название

«о ксице л л юл оз ы»; они содержат кислорода более, чем

соответствует формуле С

Целлюлоза, как трехатомный спирт, обнаруживает ряд важ-

ных для техники реакций, из которых мы пока обратим внима-

ние

на следующие.

') Способность вещества восстанавливать раствор Фелинга (смесь

водных растворов сернокислой меди

щелочного раствора сегнетовой соли)

показывает легкую окисляемость этого вещества

называется редуци-

рующей способностью.

случае целлюлозы окисляются (редуцируют)

про-

дукты

ее

распада—различные сахара.

— 27 —

1) При действии уксусного ангидрида в присутствии катали-

заторов (серная кислота, хлористый

цинк

и др.) образуются

уксусные эфиры целлюлозы: двуацетат и триацетат, предста-

вляющие собою порошкообразные продукты. При ацетилирова-

нии

первично непосредственно получается, повидимому, всегда

высший

продукт—триацетат. Образование триацетата происходит

по

следующему уравнению:

(Н0)

3(СН

СО)

Н,О

(СН

СОО)

ЗСН

СООН

целлюлоза уксусн. ангидр. триацетат уксусн. кисл.

Ацетилцеллюлоза способна растворяться в ацетоне или дру-

гих органических растворителях и применяется для изготовле-

ния

искусственного шелка, лаков, фильм и т. п.

2) При обработке азотной кислотой в присутствии серной

целлюлоза

дает

азотные эфиры по следующей схеме:

+ 2 НОЖ), = C

(ONO

)

+ 2 Н

двунитрат

C,II

+ 3

НОЖ)

= С„11

(ОХ0

)з -г 3 Н

тринитрат

Высший продукт нитрования, трпнитрат, есть пироксилин.

Состав нитратов целлюлозы регулируется крепостью азотной

кислоты

и продолжительностью воздействия. Нитрованная цел-

люлоза сохраняет свою волокнистую

структуру.

Азотные эфиры

целлюлозы применяются для изготовления искусственного шелка

(шелк

Шардонэ), пленок, целлулоида, коллодия и пр.

3) При действии сероуглерода на натровое производное цел-

люлозы получается ксантогентат целлюлозы по след. уравнению,

/О.С

Из

этого раствора может быть получен вискозный искусствен-

ный

шелк.

—

28 —

Входящие

состав древесины гемицеллюлозы

род-

ственны

целлюлозе, частично довольно прочно связаны

с ней,

так же, как и она,

принадлежат

классу углеводов. Геми-

целлюлозы разделяются

на

пентозаны

гексозаны.

Пентозаны

имеют эмпирическую формулу

(С

)

дают

при

своем гидролизе простейшие сахара пентозы, например,

кси-

лозу

арабинозу, содержащие пять атомов

углерода

имеющие формулу С

. Образование этих Сахаров происхо-

дит

по

следующему уравнению:

пенгозан

пентоза

Ути сахара

не

способны бродить

обращаться

спирт.

Пентозаны

при

кипячении

с 12%

соляной кислотой обра-

зуют

фурфурол согласно следующим уравнениям:

(С

)

пН

пС,Н

- C

—3H

Эта реакция является

для них

очень типичной.

древе-

сине

также встречаются метальные соединения пентозанов

—

метилпентозаны С,Н

СН„ которые имеют близкие

пенто-

занами

химические свойства.

Гексозаны

имеют формулу

(С

)

такую

же по

внеш-

ности,

как и у

клетчатки,

но

отличающуюся

по

внутреннему

строению

дают

при

гидролизе простейшие сахара

шестью

ато-

1адГ

То

аП

п7

««няозу

галактбзу, имеющие

•Ч'ирмулу

ц,и

„о

Образование Сахаров идет

по

следующему

уравнению:

'^ '

манноза.

—

29 —

Эти

сахара

противоположность пентозам способны бродить

обращаться

спирт

по

следующему уравнению:

сахар

С,Н,ОН

спирт

2 СО

углекислота.

При

этом манноза бродит легко,

галактоза несколько

труднее, требуя специальных условий.

Пентозаны

гексозаны являются значительно менее устой-

чивыми

отношении гидролиза,

чем

целлюлоза, однако,

не

настолько,

чтобы

их

можно было полностью легко отделить

от

последней.

Совершенно

отличным

от

целлюлозы

гемицеллюлоз является

лигнин.

Это

можно заметить

уже из

элементарного состава

целлюлозы

лигнина.

Элементарный

состав целлюлозы:

С-44,44"/

О-

-40,397,

— 6,177»

Элементарный

состав лигнина:

—

55,007о

О —38,6О7

Н~

5,«О°/„

Лигнин

вместе

целлюлозой входит

состав стенок клеточ-

ных оболочек, являясь после целлюлозы главнейшей составной

частью древесины лиственных

хвойных пррод.

На

лигнин

привыкли

смотреть,

как на

инкрустирующее (механически внед-

ренное)

вещество, хотя многие данные говорят

за то, что

лигнин

химически связан

углеводами. Способ сочетания

лигнина

углеводами таким образом

пе

может считаться

уста-

— 30 —

новденным. Также не вполне установлена точная химическая

природа лигнина, которому приписывают различные эмпириче-

ские

и структурные формулы. Характерной особенностью этих

формул является наличие в них метоксильных (ОСИ

) групп,

которые при

сухой

перегонке

образуют

метиловый спирт. Кроме

метоксильных групп, в молекулу лигнина

входят

группы уксус-

ной

(СН

СООН) и муравьиной (НСООН) кислот. Клазон рас-

сматривает

ЛИГНИН,

как продукт конденсации конифернлового

спирта и коннфернлового

альдегида,

имеющих следующие фор-

мулы:

СН

= 0Н — СН

ОН

-О

•

СН

ОН

конифериловый

спирт.

— СН — Сдч

-ОСН

конифериловый

альдегид.

таким образом, по Клазону в основе внутренней

структуры

лигнина

лежат

ароматические бензольные ядра. Действительный

состав лигнина много сложнее, нежели .приведенные формулы,

так как в молекулу лигнпна

входит

несколько ароматических

ядер, соединенных

между

собою. Клазон затем указывает на

существование, по крайней мере,

двух

лигнинов: а - лигнина

O.)

и ^-лигнина

)

Первый по его мнению

составляет около

63°/

а второй около 37% всего количества

лигнина.

Лигнин является ненасыщенным соединением, спо-

собным присоединять галоиды и

другие

вещества и группы.

Лигнин на основании данных Клазон а нельзя считать

химическим индивидуумом и нужно, невидимому, рассматривай,

как

сочетание нескольких продуктов. Исследованию лигнинаг

мешает то обстоятельство, что он не может быть выделен

чистом, природном, химически неизмененном состоянии.

— 31 —

Лигнин по сравнению с целлюлозой представляет вещество

менее стойкое, более подверженное действию химических

реагентов (окислителей, галоидов, сернистой кислоты, щелочей

т. п.). На этом основаны технические процессы удаления

лигнина

из древесины, т. е. получение целлюлозы.

В приведенной выше формуле кониферилового

альдегида

первая боковая цепь содержит

группу

акролеина, т. е. СН = СН —

— СНО. По

месту

двойной связи это,й группы происходит

присоединение сернистой кислоты H

в процессе так назы-

ваемого сульфитного способа получения целлюлозы (см. ниже,

стр. 47), т. е. при варке измельченной древёйины с растворами

сернистой кислоты. Благодаря такому воздействию сернистой

кислоты на лигнин, последний переходит в варочный раствор,

образуя растворимое соединение, так называемую лигносульфо-

новую кислоту. Освободившиеся от лигнина целлюлозные кле-

точные оболочки при этом разъединяются, образуя

рыхлую

во-

локнистую массу — техническую целлюлозу. Реакцию присоеди-

нения

сернистой кислоты к лигнину можно схематически изо-

бразить так:

— СН R - СН

|| + Н,ЯО

> |

СНО

— СН СНО — CHSO,H

Весьма характерной для лигнина является его способность

окрашиваться многими органическими соединениями, например,

солянокислым флороглюцпном (дает красную окраску), что

дает

возможность установить его присутствие в

бумаге

других

продуктах целлюлозного производства.

Дубильные вещества (танниды)

входят

в состав дре-

весины многих пород в различном количестве. Весьма богата ими

древесина экзотических пород, например, квебрахо (до

21°/

В неэкзотических породах наибольшее количество дубильных

веществ имеет древесина

дуба

и каштана (по 5 — 7%), в

остальных древесинах содержание этих веществ много меньшее.

Чаще всего дубильные вещества заключаются в коре ствола

корневище н листьях различных растений. Дубильные веще-

—

32 —

ства представляют собою сложные аморфные соединения с мно-

гочисленными фенольными гидроксилами. Они обладают вяжущим

вкусом, растворимы в воде и в спирте, но нерастворимы

сероуглероде и бензоле. При нагревании дубильных веществ до

180—200°

образуется, главным образом, пирогаллол —

(ОН)

или

пирокатехин

С„Н

(ОН)

почему и различают пирогадлоло-

вые и пирокатехиновые дубильные вещества.

Главное свойство этих веществ заключается в том, что они

способны

придавать шкуре животных прочное водонепроницае-

мое состояние, т. е. обращать ее в кожу.

Болйе

подробно о дубильных веществах и материалах

будет

говориться при изложении производства дубильных экстрактов.

В смоле хвойных пород различают легко отгоняющийся

водяным паром продукт — скииидар и плотный остаток— ка-

нифоль.

Скипидар по своему химическому составу представляет

смесь различных изомерных углеводородов ряда терпенов, как,

например,

пинен,

лимонен и пр. Важнейшим из них является

пинен,

содержание которого в скипидаре

доходит

до

80°/

Ски-

пидар в воде нерастворим, легко растворяется в спирте и сам

хорошо растворяет жиры. Состав скипидаров, а также самой

смолы зависит от способа их получения и нороды дерева.

В лиственных- породах содержится значительно меньше смолы,

чем в хвойных, при этом лиственная смола не содержит

скипи-

дара и имеет другой состав. Вместе со смолами в древесине

различных пород содержатся жирообразные вещества.

Белковые

вещества входят в состав живых клеток древесины

количество их весьма незначительно

0,5—1,Г>°/

(в состав

белковых веществ

входит

азот).

О количестве клетчатки, лигнина, пентозанов

и т. п. в

различной

древесине.

Химические анализы древесины лиственных и хвойных пород,

а также сердцевины и периферических слоев одного и того же де-

рева и т. п., произведенные разными исследователями (III в а л ь б е,

—

33 —

Кен

игом, Бе к к ером, Шоргером и др.), показывают,

что количество клетчатки, лигнина, пентозанов и прочих

составных частей не одинаково в различной древесине.

Из

приводимых ниже в табл. 5 и 6 аналитических дан-

ных о химическом составе древесины лиственных и хвбйных

пород можно видеть, что древесины лиственных содержат

большее количество пентозанов, в среднем около 22"/

тогда

как

породы хвойные

дают

пх только около П"/„. Но количество

лигнина,

гексозанов и смолы выше в древесине хвойных пород.

Среднее количество лигнина в последнпх составляет

27°/

гексозанов—12°,

п смолы—3"/,,,

тогда

как древесина лиственных

дает

в среднем около 2Я

лигнина,

2,5°/

гексозанов и

1.5'7

смолы.

Вопрос о том, древесина каких пород, лиственных или хвой-

ных, содержит больше клетчатки — нельзя еще считать вполне

выясненным.

Если основываться на общепринятом методе опре-

деления клетчатки по Кроссу и Бивану, то оказывается, что

хвойные породы содержат больше целлюлозы (см. данные

табл. 5). Но методы аналитического количественного опреде-

ления

целлюлозы далеко еще ire бсзупречпы и, благодаря

коллоидной

прпроде клеточных оболочек, выделепие из них той

пли

другой составной части, не затрагивая и не разрушая

других

составляющих (пентозаны, гексозаны и т. п.), пред-

ставляет очень большие трудности. Коллоиды, входящие в состав

клеточных оболочек, в действительности оказываются довольно

тесно связанными

друг

другом

(клетчатка, например, тесно

связана

с частью пентозанов), почему разделение их не может

быть произведено с такою точностью и простотою, как это

имеет место в обыкновенной аналитической хпмпп.

Выделяемые при помощи современных методов лигнин*

клетчатка, дубильные и прочие вещества оказываются в дей-

ствительности нередко несколько видоизмененными действием

химических реактивов, а с другой стороны — не всегда оказы-

ваются' свободными от примесей.

В нижеследующей таблице 5 приведены данные анализов

некоторых пород, иолученные ШвальбеиВеккером в Гер-

Никитин.

Технология дерева. 3

—

мании,

а также несколько данных, полученных в нашей

лаборатории.

ТАБЛИЦА

Химический состав лиственных

хвойных пород

(в

от

веся абсолютно

сухой

древесины)

Порода

Ель

Сосна

Ель

II ...

Ель

III

....

Бук

...

Берова

....

Огина

....

Осина

...

Бук

....

Целлюлоза,

свободная

от

пентозанов

57,84

54,25

53,30

55,17

53,46

45,30

47,11

47,08

45,75

Лигнин

28,29

26,35

29,08

27,00

22,46

19,56

18,24

23,52

24,72

Пентозаны

11,30

11.02

10,83

11,24

24, SB

27,07

23,75

21,67

23,40

Гексозанм

Смола

2,30

3,45

3,70

1,87

1,78

1,80

3,16

1,51

0,45

Растворимые

горячей

воде

вещества

5,39

3,19

2,96

3,41

Автор

Швальбе

Беккер

Комаров

Никитин

Комаров

Швальбе

Бекмр

Т)

М >

Никитин

Комаров

Содержание гексозанов не определялоы> с п

анализах, и возможно, что за,счет их получились преувеличен-

ные

цифры для содержания целлюлозы. Данные о гексозанах

помещены

в табл, 6, представляющей сводку из работы К е и и г а

Беккер а. Последние авторы пользовались

другим

методом

определения чистой клетчатки и их данные, в отношении

последнего вещества, оказываются пониженными.

ТАБЛИЦА

Химический состав различных древесин

по

Кенигу

Бе

ккер

(в

°/о от

веса абсолютно сухой древесины)

Порода

„g

Примечание

Сосна

Пихта

I .

Пихта

Тоаоль

Ива

. .

Береза

41,93

44, Об!

40,63

47^,36

42,91

41,8Г

29.52

27,98

29,17

22.45

24,70

23,27

10,80'

11,631

13,00:

11,48

22,71

23,31

25. SG

13,58

2,00

5,05

4,61

3,17

1,71

2.83

2,66

2.04

2,47

При

обзоре аналитических данных, имеющихся для разных

пород, возникают интересные вопросы о том, как влияют

условия произрастания деревьев на их химический состав, как

отражается на этом составе возраст дерева и т„ п* Но для

надежного суждения по этим вопросам нужен материал гораздо

более обширный, чем тот, который имеется в настоящее время.

Только на весьма большом числе деревьев определенной породы

можна было бы вывести заключение о влиянии почвенных

условий и т. п. факторов на химический состав, т. к. иначе

влияние

индивидуальных колебаний перекрывало бы изменения,

происходящие от этих факторов.

В помещаемой ниже табл. 7 приводятся данные о количестве

целлюлозы, лигнина и растворимых в горячей

воде

веществ

(дубильные вещества,

сахара

л проч.) в древесине сердцевины

заболони некоторых пород, по анализам Шоргера и Рит-

тера (САСШ).

ТАБЛИЦА

Химический

состав сердцевины

заболони ствола

разных пород

(в

°/о

от веоа

абсолютно

сухой

древесины)^

Порода

Дуб

Кедр

Сосна

....

Береза

....

Ясень

....

Содержание

цел-

люлозы

Сердце-

вина

48,68

44,53

50,23

56,88

53,72

Заболонь

49,53

49,09

54,25

58.91

49.72

Содержание

лиг-

нина

Сердце-

вина

32,74

33,67

20,14

24,62

28,3S

Заболонь

32,34

34,73

26,51

24,69

27,39

Растворимость

горячей

воде

Сердце-

вина

10,15

7,08

7,68

5,69

4,46

Заболонь

2,97

5,18

-1.Я8

7.'02

Из

этой таблицы видно, что почти все исследованные породы

содержали больше целлюлозы в заболони, нежели в сердпдвине

(за

исключением ясеня). Содержание лигнина мало отличалось

заболони и сердцевине. Растворимых в горячей, водб веществ

все породы, кроме ясеня, содержали больше в сердцевинной

части, нежели в заболони.

Химический состав древесины, пораженной некоторыми

Фаутами (например, грибами

Fusarium

'),

Ceratostomella

pili-

Тет ), а также грибом

Fames

igniarius,

вызывающим

белую

гняль

осины), не отличается или отличается незначительно

от состава здоровой древесины, как это можно видеть из дан-

ны^таблицы 8.^Отсутствия в изменении химического состава

Вывывает

покраснение

еловыж

балансов

вызывав!

синеву

еловых

балансов.

—

Г>7

покраснелой

древесины (гриб

Fusarium)

u.ia древесины, пора-

женной

синевой

(Ceratostomella),

можно было ожидать, принимая

во внимание природу этих фаутов и слабое, сравнительно,

изменение

окраски дерева при сохранении прежнего удельного

веса древесины. Но белая гниль осины вызывает ее

трухля-

вость и понижение удельного ве^са, так что неизменность хими-

ческого состава является только относительной, так как и цел-

люлоза и лигнин при этой гнили одинаково разрушаются,

содержание этих веществ в единице объема' гнилой осины,

становится,

конечно, много меньшим •").

ТАБЛИЦА

Химический

состав древесины, поврежден н-о й различ-

ными

фаутами

(в

"/„ от веса абсолютно сухой древесины)

Древесина

Ель

(здоровая)

Ель

поврежденная грибом Fu-

sarfuin

(краснота)

Ель

поврежденная грибом С••-

rarest, pilifera

(синева)

Осина

здоровая

(к'ина

поврежденная Ш от.

гнилл

Pomes igniarius . . .

(ложный

трутовик)

.17;

27,00i

11,2-J

1.S7

5:'., is! 28.56;

ll,23i

2,bS

52.Si! 2s. 27

In.dt;'

2.56

49,17 22,-JS

22,67

1,5!

47.gr.!

22.621

2H.32^ К51'

2.!<8

2.14

"•) СИ.

НИКИТИН

И Комаров: «О химическом составе фаутного елового

балансам

«Хозяйство севера», -YJ 7—8 (1930 г.). Си. также <Труды по

лесному опытному

делу»,

вып. 2 (1930 г.), статью авторов этой книги

о химическом составе древесины и целлюлозы осины.

—

38 —

Фальк, исследовавший ряд

других

гнилей, установил, что

такие грибы, как Fomes annosus и Merulius

lacry-

mans, производят довольно значительные изменения в хими-

ческом составе еловой древесины (табл. 9). Гриб Fomes anno-

sus вызывает уменьшение лигнина, целлюлозы и пентозан

в древесине, а гриб Merulius lacrymans вызывает зна-

чительное увеличение относительного процента лигнина и умень-

шение целлюлозы в древесине (табл. 9).

т А в л и Ц л 9

Химический состав дрересины, разрушенной гнилями

(в

°/

от

веса абсолютно сухой древесины)

Древесина,

род и стадия гнили

ни

Примечание

Ель

неповрежденная . .

Ель

сильно разрушенная

от Fomes annosus . .

Ель

с разрушением от

Merulius lacrymans .

III стадии.

56,0

48,2

7,8

23,55

15,10

56,58

9,0

6,1

5,8

Уд.

вес

древесины

при

этих гнилях

уменьшается

Что касается отличий

химическом составе древесины

различного возраста,

то

необходимо отметить,

что по

этому

вопросу

имеются довольно скудные данные.

В табл. 10

приводятся сведения

химическом составе

древесины различного возраста, полученные

нашей

лабо-

ратории.

—

39 —

ТАБЛИЦА

Химический состав древесины различного возраста,

выросшей

одинаковых почвенных условиях

(в

°/

от

веса абсолютно сухой древесины)

Невидимому

химическом составе древесины различного

возраста

некоторого возрастного момента

нет

особо суще-

ственных отличий

').

') Методы анализа древесины описаны подробно в книге Scbwalbe

Sieber'a: tDie chemische Betriebskontrolle in der Zellstoff хтй Papier-

Industrie» (1922 г.). См. также русский перевод

«ХИМИИ

целзюлозы

древесины- Шоргера (выходит из печати в 1931 г.).

Г .1 Л Ъ Л Ц.

('ушка древесины, как коллоида.

Клеточные оболочки, представляющие вещество древесины

состоящие из целлюлозы, лигнина и так называемых re ми-

целлюлоз, по своей внутренней структуре должны быть отнесены

коллоидам. Твердые растительные коллоиды характеризуются

так

называемым мицеллярным строением, так как вещество

их состоит из мельчайших ультрамикроскопнческих частичек,

или

мицелл, размерами в несколько рф, или десятков

JJLJJL-

В набухших ткапях мицеллы эти представляются окруженными

отделенными

друг

от

друга

тонкими слоями воды. Промежутки

между

мицеллами имеют также ультрамикроскопические размеры

представляются несравненно более тонкими (в сотни раз

меньшие

пространства), чем сравнительно грубо-капиллярные

просветы свободпых внутренних полостей отдельных клеток

(трахепд) или сосудов древесной ткани. Исходя из этого описа-

ния,

подтвержденного разнообразными рентгеноскопическими

оптическими исследованиями структуры древесных клеточных

оболочек, вещество этих последних представляется неплотным

по своей нпбухательной способности напоминает такие

вещества, как высушенные и уплотненные ороговевшие осадки

животного клея и желатины, набухание которых неограниченно

может непосредственно переходить в растворение. На при-

мерах набухания древесной целлюлозы, имеющей волокнистое

строение,

можно также наблюдать случаи полного растворения,

если в качестве жидкой среды брать некоторые специальные

реактивы,

например, реактив трейдера или горячий насы-

щенный

раствор хлористого цинка.

_ 41 —

При

высушивании такого коллоидного вещества, как дре-

весные клеточные оболочки должны наблюдаться такие же

явления

уплотнения, сморщивания и коробления, которые обычно

наблюдаются прп высушивании набухших пленок клея • пли

желатины. При постепенном высыхании коллоидов упругость'

водяных паров над ними и скорость отдачи воды все время

уменьшаются, в чем можно убедиться лабораторными опытами

высушивания древесины вад водоотнимающими веществами, под

стеклянным

колпаком, т. е. в эксикаторе. Это понижение

упру-

гости паров и скорости высушивания отчасти объясняется проч-

ностью связи с водою, которая часто наблюдается для веществ

коллоидного характера. С другой стороны, благодаря

ультра-

никроскоппческим

капиллярным промежуткам

между

мицеллами

коллоидов,

присутствующая в этих промежутках вода претерпе-

вает так пазываемое «капиллярное понижение упругости пара»,

зависящее от весьма малого радиуса кривизны вогнутых по-

верхностей капиллярных пространств. Это интересное явление,

хорошо известное в теоретической

физике,

представляется

обратным иовмшепню упругости пара над сильно искривлен-

ными

поверхностями весьма малых капелек различных жидко-

стей. Упругость пара над капельками больше, а в капиллярах —

меньше,

нежели над плоской поверхностью. Прп радиусе капил-

лярных пространств (пли промежутков

между

мицеллами

) дре-

весных клеточных оболочек) в 1 микрон, понижение составляет

только 0,1"/,, нормальной упругости пара; при радиусе в O.nl ми-

крона—10°/

и при г—1

;J.;J.

понижение приближается к ]'iO

согласно теоретическому подсчету. 'Гак как величина мпцелл

клетчатки в древесных клеточных оболочках составляет всего

несколько

микромикронов, то отсюда становится ясным большею

пониженно

упругости пара воды, удерживаемой на кривой по-

верхности

между

мпцелламп. Термодинамические доказательства

существования капиллярного понижения упругости пара здесь

но

приводятся, и мы отсылаем читателя по этому вопросу

') В последнее время считают возможным, что влага при наОуханни

проникает

и внутрь самых мицелл, в пространства

между

iu-пями. ^стоя-

щими

ns большого числа групп С,-Н

<е.л. стр. 24).