架构调整
一、实验要求：
1、预习纤维素纤维对酸的反应性。
纤维素的水解最终产物几乎全为D-葡萄糖。D-葡萄糖的基本单体(也称基本链节或单基)是葡萄糖剩基，其结构式为六环形结构，也称氧六环，大分子的单元结构是由两个氧六环通过1-4甙键(即线桥一O一)一反一正连接成的反向对称体。这个重复单元结构就是纤维素双糖。如图所示：
由于纤维素大分子的甙键结构含有许多亲水集团(OH—)，所以棉纤维具有一定的吸湿能力；而甙键对酸很敏感，所以棉纤维在酸的作用下，纤维聚合度下降和潜在的醛基增加，会发生水解，甙键的断裂使纤维素大分子链节断裂而呈现脆损，纤维的强力下降。 纤维在无机强酸以及高温水作用下都会发生水解作用。其原因是甙键，具有缩醛的性质，在酸液和高温水的作用下不稳定。（强无机酸——硝酸、硫酸、盐酸对棉纤维的破坏特别强烈，磷酸较弱，蚁酸、醋酸次之，硼酸更弱。酸溶液的浓度、温度和水解作用的关系非常密切，浓度2克／升的硫酸溶液在80℃时经过60分钟能降低纤维强度25％，而95—98％的浓硫酸几分钟内在高温下就能使纤维全部溶解。因此，浓硫酸滴到衣服上，就会形成一个洞。）酸的作用主要使纤维素大分子间的甙键断裂，从而水解为D一葡萄糖。 纤维素 纤维二糖 D-葡萄糖
酸在纤维素的水解过程中的实质其实是一种催化剂，它能降低甙键的活化能，因而加速水解速度。也就是说，在高温下，纤维素可与水直接发生水解而不需要酸的存在，只是在这种情况下纤维素水解的速度很慢。
纤维素在水解过程中，其吸湿性随时间的增加而迅速降低，之后再逐步回升。其原因是：纤维素与酸的反应首先在纤维无定形区及晶区表面，水解初期，纤维素大分子中的吸湿性最强的无定形区域很快地被破坏（结晶区域不容易被水解），导致吸湿性降低；水解的中期和后期，纤维素被水解后产物中所含的（OH—）等亲水集团大为增多，因而水解产物的吸水性会逐渐增大。
随着纤维素的水解程度的增加，纤维素在碱中的溶解度也会提高。
2、复习浓度的概念、玻璃器皿的洗涤方法、酸的配制和实验注意事项。
a.浓度（c）：是指以单位体积内所含溶质的物质的量（摩尔数）。以单位体积里所含溶质的物质的量（摩尔数）来表示溶液组成的物理量，叫作该溶质的摩尔浓度，又称该溶质的物质的量浓度。用公式表示为：
其中，n表示溶质的摩尔数，V表示溶液体积。
其中，指需要配制的容易浓度，指实验室提供的用来配制所需溶液的标准溶液的浓度，指量取的标准溶液的体积，指所需配制的溶液体积（以容量瓶的规格为准）。
b.玻璃器皿的洗涤方法：
先用洗涤液洗，再用清水冲洗。移液管需要用需要被移取的溶液润洗三次。
c.酸的配置：
以公式来计算所需量取的标准溶液，以此次试验为例：
10%盐酸溶液配制：取10mL浓盐酸加水至100mL为10%盐酸溶液
1%盐酸溶液的配制：取10%盐酸溶液1mL加水至10mL为1%盐酸溶液
d.实验注意事项：
实验安全问题；洗涤器具时润洗与否的问题；酸液配制时需注意的问题（见后面）；强力测试时要使强力保持稳定，经向与纬向的辨别；减量率测定中关于回潮率等的因素的考虑；称量试样时应注意的问题；仪器的使用问题……
3、实验时仔细观察现象并作好记录，认真分析总结。
二、实验目的
通过本实验进一步加深酸对纤维素纤维的作用；对用酸加工纤维素纤维的工艺控制，引起高度重视。
三、实验原理
酸可以促进天然纤维素糖苷键的水解，从而使之水解断链。酸解后纤维的化学性质及物理性状发生改变，如：泽改变、手感变差、强力降低等。
四、实验流程：
开启水浴锅与烘箱（烘箱100℃，水浴锅50℃）→洗涤器具→配制盐酸溶液→称样并记录（泽、手感、重量等）→酸液处理（50℃，15min）→热水洗3次→烘干（100℃，30min）→检测记录（泽、手感、重量等）
其中，试剂配制及洗涤和烘干条件
1、10%、1%盐酸溶液配制
取10mL浓盐酸加水至100mL为10%盐酸溶液
取10%盐酸溶液1mL加水至10mL为1%盐酸溶液
2、酸处理后洗涤条件
水温60-70℃、浴比1:100、洗涤3次
3、烘干条件
100 ℃、30min（烘前将水分挤干后展开样品）
五、材料、设备和试剂（以每组计算）
材料：棉线（棉布）
0.5g×6=3g/组，150÷4=40组，3×40=120g
器材：7组/班×6=42组
1水浴锅/2组
1电子天平/4组
1烘箱/班
电炉/2组
20mL量筒一个，1/组(×7=7)
10mL试管，3根/组(×7=30)
5mL吸量管，2根/组(×7=14)
50mL烧杯，2个/组(×7=14)
标签若干
试管架1/组(×7=7)
吸量管架1/组(×7=7)
洗耳球1/组(×7=7)
标签若干
剪刀1/组(×7=7)
1玻璃棒/组(×7=7)。
试剂： 浓HCl(CP) 2mL /组(×7=14)
材料：棉布或棉线（一般来说，棉布经过了上浆处理，若要使用棉布，则须先退浆再使用；再则棉布的结构比较紧密，处理液不能较为充分地与之接触，选用棉线会使实验效果更好一些。）
试剂：水，1%HCl（aq），10%（aq）
设备：剪刀，镊子，吸水纸，JA2003A电子天平，LLY-06A 电子单纤维强力仪或电子织物强力仪HD026N，HH-4数显恒温水浴锅 ，101电热恒温鼓风干燥箱
器具：容量瓶（100mL规格）两个，玻璃棒，烧杯一个，移液管，试管3根
六、实验步骤：
1、开启水浴锅与烘箱（烘箱100℃，水浴锅50℃）
2、洗涤器具
3、配制盐酸溶液
4、棉布退浆处理（棉线无须此步骤），烘干（退浆步骤有待查资料）
5、取规格大小为10cm20cm径向、纬向的棉布（或1m长单根棉线），测得质量，然后计算单位面积（或单位长度）的质量，计算其面密度（或线密度）。
6、根据棉布的面密度（或棉线的线密度）来计算0.5g棉布（或棉线）所需的面积（或长度），注意辨别经纬向，测试其径向或纬向弹力（3次数据求平均值），记录数据并注意观察其泽，手感等。
7、将三块（或根）0.5g试样分别放入三支试管，标号，各取20mL水、1%盐酸溶液、10%盐酸溶液，将三支试管放入恒温浴锅，恒温50℃水浴加热15min，浴比1:40
8、取出试样，用60—70℃的热水洗涤三次，浴比1:100（浸泡洗涤）
9、用吸水纸吸干试样，展平在干燥的吸水纸上，从旁标号，放入烘箱中烘30min（烘箱温度为100℃温度）
10、取出试样，观察泽的变化及变化程度，感受其手感差异，称量各试样的质量，再测试其强力（所测经纬向与试样处理前保持一致），记录数据
11、计算强力损失率和减量率，并针对实验数据做一些分析
表1 酸液处理纤维素纤维设计
汽水热交换器编号 | 棉布或者棉线/ g | 处理液 | 处理液量/mL | 处理条件 |
1 | 0.5 | 水 | 20 | 50℃水浴15min，浴比1:40 |
2 | 0.5 | 1%盐酸 | 20 |
3 | 0.5 | 10%盐酸 | 20 | 电容手套
| | | | |
表2 酸处理棉布或线的结果记录
试样编号 | 1 | 2 | 3 |
处理液 | 水 | 1%盐酸 | 10%盐酸 |
处理前样品强力/cN | 2dj | | |
处理后样品强力/cN | | | |
样品前重/g | | | |
样品后重/g | | | |
| | | |
七、结果计算：
其中bf是水处理前样品的平均强力，bf是酸处理后样品的平均强力
其中W是处理前样品的干重，W是酸处理后样品的干重
八、结果分析
比较不同酸浓度处理后重量的变化，尝试探讨其原因。
比较不同酸浓度处理后强力的变化，尝试探讨其原因。
哪些因素将影响到减量率测定的准确性？
哪些因素将影响到强力测定的准确性？
强力损失的测定结果：
减量率的测定结果：
●酸液配制过程中需要注意的问题：
1、注意不要将酸液溅到衣服和皮肤上
2、容量瓶一定不能用原酸液润洗
3、在稀释原酸液的过程中，记得是“酸入水”
4、稀释酸液的烧杯要多润洗几次，以保证所有的酸液都被转移到容量瓶中，并且转移过程中用于引流的玻璃棒上残留的酸液也要一并冲洗到容量瓶中
5、用于稀释的酸液不得超过容量瓶的容量
6、看移液管和容量瓶的定液刻度线时，一定要平视
●浓度的表示方法：
思考：
1、为什么要选用棉作为实验材料？
棉纤维的化学成分主要是纤维素，其余成分是纤维素的伴生物。其比学组成如下：
表 棉纤维化学成分
项目 | 含量范围（%） | 一般含量（%） |
纤维素 | 93.0—95.0 | 94.5人造板生产线 |
蜡质脂肪 | 0.3一1.0 | 0.6 |
果胶物质 | 1.0—1.5 | 1.2 |
含氮物质 | 1.0一1.5 | 1.2 |
灰 分 | 0.8—1.8 | 1.2 |
其 他 | 1.0—1.5 | 1.3 |
| | | 手机ic
2、若经酸处理后的棉布或棉线不经洗涤，只挤干后就放进烘箱中烘干，对强力测试有什么样的影响？
若经酸处理后的棉布或棉线不经洗涤，直接放进烘箱进行烘干，随着水分的蒸发，棉布或棉线的残留液中，酸的浓度不断增大，棉布或棉线受到高浓度的酸的作用，由白变褐甚至黑，导致棉被碳化，强力会明显下降，影响实验结果的分析。
3、每个试验中，用水处理的样品质量都会减少，其原因是？
这主要是受回潮率的影响。
4、酸对纤维素的作用机理是？
酸可以促进纤维糖甙键的水解。
5、《酸对纤维素纤维的作用》实验中影响实验效果的原因可能有哪些？
1)酸的性质、浓度，水解反应的温度以及酸作用时间等
2)在一定处理条件下，试验的稳定性
3)棉布或棉线自身质量问题
4)处理液与棉布或棉线的接触面大小问题
未尽事宜分工：
各种器皿的洗涤方法汇总：由郭蓉负责；（已完成）
棉布退浆处理步骤：由莫雨婷，孙寒燕负责；（已完成）
棉布经纬向的区分方法：张春丽负责；
配制盐酸溶液的具体步骤：由陈思妍和石静负责；（已完成）
JA2003A电子天平的使用方法：李云龙负责；
电子织物强力仪HD026N的使用方法：李火营负责；
HH-4数显恒温水浴锅的使用方法：毛龙负责；
101电热恒温鼓风干燥箱的使用方法：明旭负责；
棉布的经纬面密度或棉线的线密度测试：陈涛，寇丹负责；
实验安全注意事项：曾波负责
此外，此实验设计中存在的问题以及未考虑到的地方，小组成员在仔细阅读后提出自己的见解，以便修正。各成员须完成的工作和出的问题在本周四之前发到邮箱：*********************
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