植物纤维化学实验讲义.doc

植物纤维化学实验

轻化工程本科实验室

目 录
实验规则.............................................................1

造纸原料和纸浆分析用试样的制备……………………………………………………2

分析用试样水份的测定…………………………………………………………………3

实验一 植物纤维原料的生物结构及细胞形态的显微镜观察..................4

实验二 植物纤维原料的离析及纤维形态的测定……………………………………7

实验三 纸浆纤维类别的鉴定…………………………………………………………10

实验四 植物纤维原料苯—醇抽出物含量的测定……………………………………12

实验五 硝酸－乙醇纤维素含量的测定………………………………………………14

实验六 综纤维素含量测定……………………………………………………………16

实验七 纸浆α—纤维素的测定………………………………………………………18

实验八 植物纤维原料戊糖含量的测定………………………………………………20

实验九 植物纤维原料中木素含量的测定……………………………………………23

实验十 植物纤维原料和纸浆中酸溶木素的含量的测定……………………………25

实验十 化学浆平均聚合度的测定（纸浆的铜乙二胺溶液粘度的测定）…………27

实验规则
为了搞好实验，学生必须严格做好如下事项：

1． 实验前，认真预习<制浆造纸分析与检测》课本的有关部分和本讲义的该项实验内容，了解实验目的、原理、所用试剂、仪器装置和操作要点。并写预习报告后方可进行实验。
2． 实验前检验仪器设备是否完备可用，所需试剂是否齐全，要在完全了解仪器、器械的使用方法后方可使用。
3． 严格遵守实验操作规程，认真进行实验操作，详细记录实验中所发生的现象和各项实验数据。
4． 公用仪器、试剂用完后放回原处，以利他人使用，取用试剂时应看清楚试剂瓶上标签所示试剂名称、规格等是否与所需相符。
5． 准时到达实验室，遵守实验室纪律，实验进行时不准在实验室抽烟，高声谈笑，打闹和看小说杂志等。
6． 爱护实验仪器设备，节约使用各种化学药剂。损坏仪器设备应立即报告指导老师。
7． 实验过程中使用的废酸、废碱等不要直接倒入水槽，以免腐蚀下水道及污染环境，应倒入污水桶集中处理。
8． 实验结束，将所用仪器设备清洗干净，实验台清理整齐，经教师检查后方可离开。
9． 认真整理实验记录和数据，按时完成实验报告。
10. 实验报告内容：实验题目、实验目的、实验原理、实验所用仪器和试剂、实验简单操作、实验过程记录、实验结果、实验误差分析、回答思考。

造纸原料和纸浆分析用试样的制备
一、 原料分析用试样的制备：
1、 仪器和设备
1）粉碎机 2）、40目和60目标准铜丝筛（带底、盖） 3)吸铁石 4)具有磨砂玻璃塞的广口瓶。
2、 试样的制备
造纸原料分析用试样，不论是木材原料，还是草类原料，关键在于采取有代表性的试样。根据国标GB2677、1—81造纸原料分析用试样的采取规定，将所采取的有代表性的试样用四分法缩分至约500G，风干、于粉碎机中粉碎至全部通过40目筛，截取能通过40目但不能通过60目筛的粉末，用吸铁性杂质后，储于具有磨砂玻璃的广口瓶中备用。

二．纸浆分析试样的制备（根据GB740—89）]
1. 仪器和设备
i. 湿浆解离器（或其他离散设备）
ii. 抄纸器（或真空泵和布氏漏斗）
iii. 白布、瓷盘
iv. 具有磨砂玻璃塞的广口瓶
2、试样的制备
具有代表性的浆板样品，撕碎，用水浸泡4小时。（若是湿浆样则不用浸泡），在湿浆解离器中分散成单根纤维（不得有浆块或纤维束）。然后用洁净白布盖在铜网上（或布氏漏斗上），用手抄（或真空泵抽滤）将其抄成约40g/m2得浆片，取下，不用挤压，连同白布一同置于瓷盘里于空气中风干，将浆片从白布上取下，撕成5X5mm的小块，贮于广口试样瓶中放置24小时使其水分达到平衡、备用。

分析用试样水份的测定
一、仪器与设备：
1、恒温烘箱 2、干燥器 3、分析天平 4、扁形称物瓶 5、水分测定仪
二、 测定方法
各种样品（包括原料、纸浆、纸张等）均含有一定量的水分，而要求得的样品中各组份的含量，都是以绝干样品量为基准进行计算的，故在进行试样各组份含量分析测定的同时，要测定该试样斩水分。
精确称取2-3G（精确到0.0001）试样于洁净的已烘干至恒重的扁形称物瓶中，置于105的恒温烘箱中，烘4小时，将称物瓶移入干燥器中冷却半小时，称重，再移入烘箱中继续烘1小时，取出置于干燥器中冷却半个小时后称重，如此重复，直至恒重。水分含量W（%）按下式计算：

W%=(M-m)/M*100
式中：M--------烘干前试样重量G
m---------:烘干后试样重量G
同时进行两次测定，取算术平均值作为测定结果。计算结果准确至第二位小数，两次测定的计算值之间误差不应超过0.2%。

实验一 植物纤维原料的生物结构及细胞形态的显微镜观察
一、 实验目的
1． 熟悉生物显微镜的使用
2． 观察针叶木、阔叶木、禾本科植物等造纸原料的不同切面，了解各种原料的各种细胞在不同切面的形态，比较不同原料生物结构的特征。
3． 观察各种原料的分离片，了解各种细胞的特征。
二、 仪器及样品
1． 生物显微镜
2． 针叶木、阔叶木、禾本科等原料不同切面切片
3． 各种原料的纤维分离片
三、 显微镜的构造与使用
1． 显微镜的构造

i. 光源部分：包括光源、反射镜、聚光镜及可变光栏等。
a. 光源：电灯光做光源。
b. 反射镜：一面为平面镜，一面为凹面镜，观察时可根据光源强弱、方向、放大倍数等进行转动调节，以获得明亮的视场，一般低放大倍数时用平面反射镜，高放大倍数时用凹面反射镜。
c. 聚光镜：由聚光透镜与可变光栏组成。聚光透镜的作用是把反射镜反射来的光聚成一股亮度较高的光束，以提高视场的亮度，可变光栏则可调节视场亮度，以满足观察需要。
2． 成像部分：包括样品台、物镜、物镜转换台、镜筒、目镜及其相应的支承调节机构。
i. 工作台：放置观察用载玻片的小平台，为便于观察，辅有前后左右移动载玻片的装置。
ii. 物镜：面对着被观察样品形成第一个像的光学装置，使用时安装在镜筒下端的物镜转换台山。物镜的外壳刻有放大倍数、数值孔径、镜筒的长度、盖玻片的厚度等数字。例如外壳山刻有
100x/1.25
160/0.17
说明这只物镜的放大倍数为100倍，数值孔径为1.25,镜筒长度为160mm,使用厚0.17mm的盖玻片，物镜通常有10、40、60、100等放大倍数。
iii. 目镜：目镜把物镜所形成的像进一步放大，目镜的放大倍数直接刻在其塑料镜盖山，通常有5x/10x/12.5x等放大倍数。生物显微镜的总放大倍数为物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积。
iv. 微、粗调机构：为了得到清晰的物像，必须调节物镜与被观察载玻片之间的距离。调节时先将粗调旋纽调节看到图像，再用微调至图像清晰为止。
3． 使用显微镜应注意的事项
i. 根据被观察样品的需要选择适当的放大倍数，一般原料的生物结构和细胞形态观察总放大倍数为100倍即可，细胞形态的测定则需要400－600倍。
ii. 打开镜头盒、装镜头时防止镜头掉下损坏。
iii. 为了保护物镜及载玻片，观察时，特别是使用高倍数观察时，应先把物镜调至离载玻片最近的位置（眼睛从侧面看着），然后用粗、微调机构逐渐往上调至清晰的图像出现。
iv. 所有光学镜片，如有灰尘或其他脏物，要用擦镜纸，切不可用手、普通纸片和布擦，以免磨损镜头，影响观察效果。
v. 观察完毕，小心取下镜头，放回镜头盒并将显微镜复原，放回显微镜箱。

四、 样品观察
1． 切片样品的观察；以100倍的放大倍数观察即可。
i. 针叶木
横切面：规则排列的管胞，年轮界线，木射线，树脂道。
径切面：春、秋材管胞，木射线，纹孔。
弦切面：春、秋材管胞，纺锤状排列的木射线，水平树脂道等。
ii. 阔叶木
横切面：无规则排列的木纤维，导管，年轮界线，木射线。
径切面：木纤维，木射线，导管。
弦切面：木纤维，纺锤状排列的木射线，导管等。
iii. 禾本科横切面：表皮层，皮下纤维层，维管束，基本薄壁组织等。
2． 原料分离片的观察
观察各种原料分离片中纤维的形态，导管薄壁细胞，禾本科的表皮细胞等。
五、 观察结果记录
1． 绘出所观察到的针叶木、阔叶木的各个切面，要绘出各个切面中各细胞形态的特征。
2． 绘出观察到的禾本科原料的横切面。
六、 思考题
1． 从切片样品的显微镜观察中，针叶木、阔叶木生物结构的主要区别是什么？
2． 在对木材原料切片样品显微镜观察时，如何区别径切面和弦切面？
3． 在观察了木材原料和禾本科原料的切片样品后，你认为这两类原料的主要区别在哪里？

实验二 植物纤维原料的离析及纤维形态的测定
一、 实验目的
1． 学习植物纤维原料的离析方法及临时观察片的制作。
2． 学习显微镜测微尺的使用和纤维形态的测定方法。
二、 实验设备及试剂
1． 生物显微镜，目镜测微尺，物镜测微尺
2． 23J投影仪
3． 解剖针、14×150mm试管、载玻片、盖玻片、500ml抽滤瓶、G2玻璃滤器、表面皿等
4． 1%番红染色液
5． 50%HNO3（市售浓硝酸冲稀一倍）
6． 氯酸钾（分析纯）
7． 纤维测量仪
三、 实验方法
1． 植物纤维原料的离析和观察片的制作
要进行纤维形态的观察和测定，首先必须将纤维原料试样分离成单根纤维。分离的方法常用的有硝酸—氯酸钾法，铬酸—硝酸法。过氧化氢—冰醋酸法等，这些方法的共同点都是利用一定的化学试剂在一定的条件下处理原料试样，使其胞间层的木素氧化，其它碳水化合物水解，变成可溶性物质而溶解，达到分离出纤维的目的。不同的方法，在处理温度和处理时间上各有不同，受实验时间限制，本实验采用硝酸—氯酸钾法。
将原料试样劈成火柴杆粗细，长度为1~2cm，取样品数条（3~5条），置于试管里，加入约5ml硝酸溶液和少量氯酸钾，摇荡使氯酸钾溶解，将试管置于60~80oc的水浴中加热30~40分钟，至样品表面度白，松散，以玻棒轻压即散开时，即为离析终点。离析结束，将试管取出，小心倒去离析液，加入蒸馏水洗涤数次，然后加入约半试管蒸馏水，以拇指盖住试管口，用力摇荡至样品分散成单根纤维，再将其转移至G2玻璃器中过滤并继续以蒸馏水洗涤至样品不会酸性。将洗涤干净的纤维样品转移倒表面皿上，加入番红染色液3~5滴，使纤维染色。
用解剖针挑取少量染好色的纤维于载玻片上，加2~3滴蒸馏水使纤维均匀分散在水中，用滤纸条小心吸去多余的水后，加入10%的甘油2滴，用镊子夹取干净的盖玻片盖上，即可供显微镜观察使用，盖盖玻片时，为防止两玻片中产生气泡，可将盖玻片一边先接触载玻片，使两玻片间形成一角度，慢慢地将另一边放下，再用镊子轻轻地将盖玻片压紧。
2． 目镜测微尺的校正
用显微镜进行纤维形态的测定时，必须备有目镜测微尺和物镜测微尺。测纤维长度时一般选用50—100的放大倍数，测宽度和细胞腔径时一般选用400-600倍的放大倍数。
物镜测微尺类似一载玻片，片的中部有一长1mm并分成100格的标准刻度，每一格相当于0.01mm或10m。
目镜测微尺为一块圆形玻璃，中部有一划分为50格的刻度，使用时置于目镜内。
测量前，要先对目镜测微尺用物镜测微尺进行校正，以求出目镜测微尺的每一小格等于多少mm。方法是将接目透镜旋开，放入目镜测微尺，把物镜测微尺固定在载物台上，并调至物镜正下方，调正焦点，转动目镜，使两测微尺平行，移动载物台，使两个测微尺的开始刻度重合，再找出两测微尺的另一重合刻度，分别记下两测微尺在重迭区内的格数，就可求出目镜测微尺每一小格所代表的长度K
K=
例如，在某放大倍数下，重迭区内物镜测微尺有10小格，目镜测微尺有30小格，则目镜测微尺每小格的实际长度
K=
因为K值与镜筒的长度，放大倍数有关，因此当这些条件有变化时，即更换了物镜或者是目镜，都应重新校正K值。K值测出后，取下物镜测微尺，放回装该尺的小盒中保护好。
3． 纤维细胞宽度和细胞壁厚的测定
将制作好的样片固定在载物台上，逐一测定每根纤维细胞的宽度格数D和其细胞腔直径所占目镜测微尺的格数d。纤维细胞宽度和胞腔直径的测定一般取纤维的中部。本实验各测20根纤维。例如测得某根纤维的宽度为9.5格，腔径为6.0格，则该根纤维的宽度、腔径、总壁厚、壁腔比分别为：
纤维宽度D=9.5×3.3=31.35m
腔径d=6.0×3.3=19.8m
总壁厚W=D-d=31.35-19.8=11.55m
壁腔比=

4． 纤维长度的测定
测定纤维长度本实验采用23J台式投影仪。所用量具为木制滚轮尺，滚轮上的刻度为当投影仪的放大倍数为100倍时，每1小格的长度为0.01mm，当放大倍数为50倍时，每1小格的长度为0.02mm。测定纤维长度时，对针叶木纤维可选用50格的放大倍数，对阔叶木和禾本科纤维可选用100倍的放大倍数，并选择与倍数相适应的聚光镜。
将测定过纤维宽度和壁厚的样品玻片固定在工作台上，接通仪器电源，先开即内鼓风机，调节焦距和亮度，使投影屏幕上出现清晰图像，逐一测量每根纤维的长度。如样品为原料试样，则测量视野中不论长短，但需是完整的纤维的长度，有断口的纤维不用测量，若样品是浆样，则要测量视野中的所有纤维，测完一个视野中的纤维后才换视野，不允许选择性地只测长的或者只测短的纤维。测量时，将滚轮尺的0刻度对准纤维的一端，沿纤维滚动滚轮尺至纤维的另一端，记下其与滚轮尺重合的小格数，乘以0.01或0.02即为纤维的实际长度mm。一般测量纤维的长度须测量200根以上的纤维。本实验因时间所限，只测量20根纤维。
四、 测定记录及结果处理
样品名称 测定日期
1. 宽度、腔径、壁厚的测定
放大倍数：
纤维编号
宽度格数
腔径格数
宽度
腔径
总壁厚
壁径比
纤维编号
宽度格数
腔径格数
宽度
腔径
总壁厚
壁径比
1

11

2

12

3

13

4

14

5

15

6

16

7

17

8

18

9

19

10

20

宽度最大值，最小值，平均值
腔径最大值，最小值，平均值
壁厚最大值，最小值，平均值
壁腔比：
3． 纤维长度的测定
放大倍数：
纤维编号
测定长度（mm）
实际长度（mm）
纤维编号
测定长度（mm）
实际长度（mm）
纤维编号
测定长度（mm）
实际长度（mm）
1

8

15

2

9

16

3

10

17

4

11

18

5

12

19

6

13

20

7

14

纤维长度最大值、最小值、平均值
长宽比=
五、 实验注意事项
1． 用硝酸—氯酸钾离析原料样品时，硝酸不可倒得太多，以浸没样品为宜。因离析过程有氯气放出，故应通风橱内进行；硝酸对纤维的降解作用较强烈，离析的终点应很好掌握。
2． 硝酸为强酸，故离析结束倾倒离析废液时，不要直接倒入水槽，以免腐蚀水槽，可倒入抽滤瓶中，利用洗涤水稀释之。
3． 校正目镜测微尺时，物镜测微尺有刻有的一面朝上，校正完后，立即将物镜测微尺包好收入盒中，以免打烂。
六、 思考题
1． 植物纤维原料用硝酸—氯酸钾法离析时，为保证分离纤维的完整，在操作中应注意些什么？
2.制取纤维显微镜观察片时，为什么要加甘油？

实验三 纸浆纤维类别的鉴定
一、 实验目的
学习用染色剂鉴别纤维种类的方法。
二、 实验原理
利用木质素对某些盐类和碱性染料具有亲和力，半纤维素对碘具有亲和力，纤维素对直接染料具有亲和力，不同的浆，由于其中所含的木质素，半纤维素和纤维素的量不同，会对某一染色剂显示出特定的颜色，因而可以使用适当的染色剂使纤维着色，观察其被染成的颜色，达到鉴别其种类的目的。
三、 实验仪器和试剂
1、 生物显微镜
2、 表面皿、解剖针、载玻璃、盖玻片
3、 赫氏染色剂
4、 C染色剂
四、 操作方法
1、 将须鉴别的浆样制成极稀的悬浮液
2、 用滴管悬浮液1~2滴于载玻片上，用解剖针轻击使其均匀分散至盖玻片大小。
3、 用滤纸吸干玻片上水分，加1~2滴染色剂于分散开的纤维上进行染色，1~2分钟后盖上盖玻片。
4、 在生物显微镜下观察纤维被染色成的颜色。
赫氏染色剂对纤维的显色反应：
浆的种类
显色
棉浆、漂白麻浆
化学木浆、化学草浆
机械木浆
半化学木浆、半化学草浆
酒红色
兰紫色
鲜黄色
黄绿色
格拉夫“C”染色剂对纤维的显色反应
浆的种类
显色
机械木浆
鲜明的橙黄色
针叶木浆
亚硫酸盐浆
硬浆
鲜黄色
中硬浆
浅黄色
软浆
浅红灰色
漂白浆
浅紫灰至浅紫红色
硫酸盐浆
硬浆
淡黄绿色
中硬及软浆
深棕黄至灰褐色
漂白浆
暗紫色至深紫色
阔叶木浆
亚硫酸盐末漂浆
浅黄绿色
亚硫酸盐漂白浆
浅紫兰色至浅紫灰色
烧碱及硫酸盐末漂浆
兰绿色至暗红灰色
烧碱及硫酸盐末漂浆
深兰色至深紫色
破布浆
橙红色
稻麦草浆、竹浆、蔗渣浆硬浆
浅黄至浅黄绿色
稻麦草、竹、蔗渣末漂及漂白浆

黄麻末漂浆
鲜明的橙绿色
黄麻漂白浆
浅黄绿色
纸浆纤维种类的鉴别，一般采取纤维形态的观察与几种染色剂染色观察相结合的办法，以达到叫准确的鉴别其种类的目的。

实验四 植物纤维原料苯—醇抽出物含量的测定
一、实验目的
1、学习索氏抽提器（脂肪抽提器）的使用方法。
2、学习植物纤维原料有机溶剂抽出物含量的测定原理和方法。
二、实验原理
造纸原料中所含有的少量成份如树脂、脂肪、蜡、丹宁、色素等含量的测定，一般都采用有机溶剂在一定温度下反复浸渍试样，使上述能溶于有机溶剂的物质溶解而抽提出来，然后蒸发掉溶剂，称量不挥发的残渣的重量，即可得出该种有机溶剂抽出物的含量。
常用来作造纸原料有机溶剂抽出物含量测定的有乙醚和苯—乙醇混合液。乙醚能溶解植物原料中的树脂，脂肪和蜡，苯—乙醇混合液除能溶解乙醚所能溶的物质外，还能溶解树胶、丹宁、色素等。使用上述两种有机溶剂作抽提剂时所用仪器相同，操作方法也相似。本实验采用苯—乙醇混合液（2：1）做抽提剂具有恒沸点，即其溶液与蒸汽的组成相同，在抽提过程中溶液组成不会变化，便于抽提剂的回收利用。
三、实验设备及试剂
1、恒温水浴锅
2、索氏抽提器，烧瓶容量250 ml
3、扁形称量瓶
4、苯—醇抽提过的滤纸和线
5、苯：纯度为分析纯
6、95%分析纯乙醇
四、操作方法
为方便造纸原料木素含量测定的实验，本实验采取称取1 g（称准至0.0001 g）的试样两份，分别用预先经苯—乙醇抽提过的滤纸和线包扎好。用铅笔小心地在试样包上写上编号和试样的重量，置于同一索氏抽提器中，加入约150 ml 苯醇混合液（超过抽提器的溢流水平），装上冷凝器，将仪器放在恒温水浴中，加热程度以保持瓶中苯醇混合液剧烈沸腾，抽提完毕，提起冷凝器，用夹子小心地从抽提器中取出试样纸包，重新装上冷凝器，回收部分溶剂，直至瓶底仅剩少量混合液为止。回收的溶剂倒入备用的回收瓶中，试样留做测定木素含量时用。
取下底瓶，将其中内容物移入已烘干至恒重的扁形称量瓶中，并用回收的苯醇混合液漂洗底瓶3～4次，每次用量约 1 ml ，漂洗液亦移入称量瓶中，将称量瓶置于水浴上，小心加热蒸去多余的溶剂。由于苯醇混合液易挥发，且有毒性，故而这一系列操作要在通风厨中进行。最后擦净称物瓶外部，将其置入烘箱，于105±3℃烘干至恒重。称其重量。
五、结果计算
苯醇抽出物
式中：m2－扁形称物瓶重，g
m1－扁形称物瓶加抽出物重，g
m0－风干试样重，g
ω－试样水份，%
计算结果准确至小数点后第二位。
六、注意事项
1.凡化学分析，均要求同时进行两次测定，称之为平行试验，平行试验的结果分别计算，视其是否符合试验的允许误差范围，若超出允许误差范围，试验应重做。本实验因条件所限，且均使用同一试样，故每组只做一次测定，以后各次试验均同此要求。
2.试样的包扎不可太紧，但也不能太松，以免试样漏出。试样包的长度要短于仪器溢流水平的高度。
3.抽提过程要防止溶剂过分沸腾及苯醇蒸汽从冷凝器上口跑出。
4.苯醇混合液易燃，必须在水浴上将溶剂基本蒸发完方可将物瓶移入烘箱。
5.索氏抽提器三部分为一套，不能于另一套混配，以免磨口不合漏气，另外，抽提器的溢流管易折断，须注意保护，烧瓶夹夹持玻璃仪器时不可太紧，夹稳即可，成套仪器，损坏其中一件，全套皆成废品，要注意爱护。
6.苯醇混合液的配制：67份苯与33份乙醇混匀即可。
七、思考题
1.苯－醇混合液能抽提出植物原料中的哪些成份？
2.用来包试样的滤纸和线为什么要事先用苯－醇抽提？
3.苯醇混合液为什么选用2:1的比例？

实验五 硝酸－乙醇纤维素含量的测定
（一）测定原理
此法基于使用20%浓硝酸和80%乙醇溶液混合处理试样，试样中的木素被硝化并有部分被氧化，生成的硝化木素和氧化木素溶于乙醇溶液。与此同时，亦有大量的半纤维素被水解、氧化而溶出，所得残渣即为硝酸—乙醇纤维素。乙醇介质可以减少硝酸对纤维素的水解和氧化作用。
（二）仪器
①回流冷凝装置；②真空吸滤装置；③实验室常用仪器。
（三）试剂
硝酸—乙醇混合液：量取800mL乙醇(95%)于干的1000mL烧杯中。徐徐分次加入200mL硝酸（密度1.42g/cm2），每次加入少量（约10mL）并用玻璃棒搅匀后始可续加。待全部硝酸加入乙醇后，再用玻璃棒充分和匀，贮于棕色试剂瓶中备用（硝酸必须慢慢加入，否则可能发生爆炸）。
硝酸—乙醇混合液只宜用前临时配制，不能存放过久。
（四）测定步骤
精确称取1g（称准至0.0001g）试样于250mL洁净干燥的锥形瓶中（同时另称取试样测定水分），加入25mL，硝酸—乙醇混合液，装上回流冷凝器，放在沸水浴上加热1h。在加热过程中，应随时摇荡瓶内容物，以防止试样跳动。
移去冷凝管，将锥形瓶自水浴上取下，静置片刻。待残渣沉积瓶底后，用倾泻法滤经已恒重的1G2玻璃滤器，尽量不使试样流出。用真空泵将滤器中的滤液吸干，再用玻璃棒将流入滤器的残渣移入锥形瓶中。量取25mL硝酸—乙醇混合液，分数次将滤器及锥形瓶口附着的残渣移入瓶中。装上回流冷凝器，再在沸水浴上加热1h。如此重复施行数次，直至纤维变白为止。一般阔叶木及稻草处理三次即可，松木及芦苇则需处理五次以上。
最后将锥形瓶内容物全部移入滤器，用10mL硝酸—乙醇混合液洗涤残渣，再用热水洗涤至洗涤液用甲基橙试之不呈酸性反应为止。最后用乙醇洗涤两次。吸干洗液。将滤器移入烘箱，于（105 2）。C烘干至恒重。
如为草类原料，则须测定其中所含灰分。为此，可将烘干恒重后有残渣的玻璃滤器置于一较大的磁坩埚中，一并移入高温炉内，徐徐升温至（575 25）。C至残渣全部灰化并达恒重为止。而且，空的过滤器应先放入一较大的瓷坩埚中，置入高温炉内于于（575 25）。C灼烧恒重，再置于(105 2）。C烘箱中至恒重。记录这两恒重数字。
（五）结果计算
（1）木材原料纤维素含量X1(%)按式（1）计算：
（1）
式中m1—烘干后纤维素与玻璃滤器的质量，g
m2—空玻璃滤器质量，g
m0—风干试样质量，g
ω—试样水分，%
（2）草类原料纤维素含量X2(%)按式（2）计算：
（2）
式中，m1、m2、m0、ω同上
M3_—灼烧后玻璃滤器与灰分的质量，g
M4—空玻璃滤器灼烧后的质量，g
（六）注意事项
（1）配制硝酸-乙醇混合液时，应在通风橱内进行，必须分数次慢慢将硝酸加入乙醇中，否则容易发生爆炸。
（2）用倾泻法过滤沉淀时，应尽量不使残渣流入滤器中，以免因硝酸—乙醇混合液量少，而不能将滤器及锥形瓶内附着的残渣移入瓶内，从而影响测定结果，同时可提高过滤速度。
（七、）思考题
1． 分离出来的硝酸－乙醇纤维素与植物原料中原本纤维素有什么不同？
2． 硝酸－乙醇法测定纤维素过程中，硝酸和乙醇各起什么作用？
3． 根据实验原理和操作要求，你以为影响本实验结果的因素有哪些？

实验六 综纤维素含量测定
（一）测定原理
测定方法是在pH为4-5时，用亚氯酸钠处理已抽出树脂的试样，以除去反含木素，定量地测定残留物量，以非分数表示，即为综纤维素含量。
酸性亚氯酸钠溶液加热时发生分解，生成二氧化氯、氯酸盐和氯化物等，其反应如下：
H+

NaClO2 HClO2+Na+
4HClO2 ClO2+HClO3+HCl+H2O
生成产物的分子比例取决于溶液的温度、pH值、反应产物及其他盐类的浓度。在本测定方法规定的条件下，上述三种分解产物的分子比例约为2：1：1。
亚氯酸钠法测定综纤维素含量是利用分解产物中的二氧化氯与木素作用而将其脱除，然后测定其残留物量即得综纤维素含量。测定时需用酸性亚氯酸钠溶液重复处理试样，处理次数依原料种类不同而有所区别，处理次数的选择是要尽量多除去木素，而且还要使纤维素和半纤维素少受破坏。通常木材试样处理4次，非木材原料处理3次。采用亚氯酸钠法分离的综纤维素中仍保留有少量木素（一般为2%-4%）。
（二）仪器
①可控温恒温水浴；②索氏抽提器：150ml或250ml；③综纤维素测定仪，其中包括：一个250ml锥形瓶和一个25ml锥形瓶；④1G2玻璃滤器；⑤真空泵或水抽子；⑥抽滤瓶：1000ml。
（三）试剂
①2：1苯醇混合液：将2体积苯和1体积95%乙醇混合并摇匀；②亚氯酸钠：化学纯级以上；③冰醋酸：分析纯。
（四）测定步骤
1、抽出树脂
精确称取2g（称准至0.0001g）试样，用定性滤纸包好并用棉线捆牢，按GB/T2677.6进行苯醇抽提（同时另称取试样测定水分）。最后将试样包风干。
2、综纤维素的测定
打开上述风干的滤纸包，将全部试样移入综纤维素测定仪的250ml锥形瓶中。加入65ml蒸馏水、0.5ml冰醋酸、0.6g亚氯酸钠（按100%计），摇匀，扣上25ml键形瓶，置75℃恒温水浴中加热1h，加热过程中，应经常旋转并摇动锥形瓶。到达1h不必冷却溶液，再加入不敷出0.5ml冰醋酸及0.6g亚氯酸钠，继续在75℃水浴中加热1h，如此重复进行（一般木村纤维原料重复进行四次，非木材纤维原料重复三次），直至试样变白为止。
从水浴中取出锥形瓶放入冰水浴中冷却，用已恒重的1G2玻璃滤器抽吸过滤（必须很好地控制真空度，不可过大），用蒸馏水反复洗涤至滤液不呈酸性反应为止。最后用丙酮洗涤3次，吸干滤液取下滤器，并用蒸馏水将滤器外步洗净，置（105±2）℃烘箱中烘至恒重。
如为非木材原料，尚须按GB/T2677.3测定纤维素中的灰分含量。
（五）结果计算
木材原料中综纤维素含量x（%）按式（1）计算：

(1)

式中 x1——木材原料中综纤维含量，%
m1——烘干后综纤维素含量，
m0——绝干试样质量，g
非木材原料中综纤维含量x（%）按式（2）计算：

(2)

式中 m1——烘干后综纤维素含量，g
m2——综纤维素中灰分含量，g
m0——绝干试样质量，g
同时进行两次测定，取其算术平均值作为测定结果，准确至小数点后第二位。两次测定计算值之间误差不应超过0.4%。
（六）注意事项
（1） 测定应在酸性条件下进行，因此，应务必注意冰醋酸加入量要
足够（0.5mL），否则全因亚氯钠分解反应不充分，使木素不能有效除去，试样不变白，导致测定结果偏高。
（2） 亚氯酸钠的加入量以100%计为0.6g，实际加入量应按附录方
法分析其含量（或纯度）后计算得出。一般亚氯酸钠的纯度为75%左右。
（3） 在水浴上反应时，要经常摇动锥形瓶，以使反应均匀。反应中，
倒置的小锥形瓶内充满黄色反应气体，因此不要开启小锥形瓶。反应结束后也要待锥形瓶充分冷却、有毒气体散尽后，再将倒置的小锥形瓶取下，时行过滤。
（4） 过滤操作应注意不要肖滤太快，玻璃滤器内的液体不要吸干，
以免综纤维素堵塞玻璃滤器滤孔，影响过滤速度。
（5） 丙酮洗涤时，应控制丙酮用量少些，以节约药品。
（6）非木材原料尚需测定综纤维纱中的灰分，为此可将盛有综纤维素的玻璃器置于一大瓷坩埚中，移入高温炉中灼烧至恒重；也可将已恒重的综纤维素小心转移至坩埚中，按灰分测定的操作步骤进行。

实验七 纸浆α—纤维素的测定
一、 实验目的
1、 悉化学浆α—纤维素的概念
2、 学习化学经α—纤维素的测定方法
二、 实验原理
漂白化学浆、经17.5%的氢氧化钠溶液在20±0.5℃下处理一定时间后不溶解的碳水化合物组份称为α—纤维素，使浆中的高分子量的组份。
本测定方法就是基于此α—纤维素的定义，采用17.5%的NaOH溶液在20±0.5℃下处理试样45分钟，然后以9.5%的NaOH溶液洗涤不溶的残渣再用蒸馏水洗涤干净，烘干、称重、即可得出残余物（α—纤维素）的量，以其对绝干试样的百分率表示。
α—纤维素的量是某些工业用浆（如人纤浆粕的重要指标）。
三、 实验仪器及试剂
1、 恒温水浴锅
2、 500ml抽滤瓶
3、 100ml烧杯、平头玻棒
4、 G2玻璃滤器
5、 50ml量筒
6、 17.5±0.15%NaOH
7、 9.5%NaOH
8、 10%HAC
9、 钾基橙指示剂0.1%
四、 操作方法
1、 精确称取2%（称准至0.0001g）试样于100ml烧杯中，加入30ml 17.5% NaOH溶液浸渍试样，碱液的加入方法为：先加入约15ml，用平头玻棒小心搅拌2~3分钟，使烧杯中物呈均匀的糊状。在将剩下的碱液加入，均匀仔细地搅拌1分钟，避免剧烈搅拌。将烧杯用表面皿盖上，置于20±0.5℃的恒温水浴中丝光化处现45分钟。（从开始加入碱液时算起）。
2、 时间到后，加入30 ml20±0.5℃的蒸馏水于烧杯中，小心搅拌1~2分钟，然后将烧杯中的料浆移入已恒重的G2玻璃滤器中，开动真空泵或者水流抽真空缓缓吸滤。为避免损失，以重复过滤2~3次，直至纤维被完全捕集。
3、 再微弱的真空吸滤下，用25ml 20±0.5℃的9.5%的NaOH溶液洗涤滤渣3次（每次用25ml）每次洗涤，应在前一次洗涤液将滤尽时，即加入新的洗涤液（即不要将滤器中的洗涤抽吸干）第三次时才将洗涤液滤尽。洗涤时间为2~3分钟。
4、 以400ml 18~20℃的蒸馏水分次洗涤残渣。
5、 再不用真空抽吸的情况下，加入20ml 10%的HAC(18~20℃)于滤器中浸泡滤渣5分钟。
6、 真空抽滤尽酸液，继续用蒸馏水洗涤至不呈酸性（甲基橙之）为止。
7、 取下滤器，冲洗并擦干滤器外部，置于烘箱中，于105±0.3℃下烘至恒重，即可得α—纤维素的重量。如为漂白草浆，则尚需测其灰份。为此，可将滤器放入一较大瓷 中，移入高温炉中，徐徐开温至500~550℃下灼烧至无黑色碳素并恒重。空玻璃滤器也应在此温度下灼烧至恒重。
五、 结果计算
1、 漂白木浆α—纤维素含量X1,%,
按下式计算：X1=[G2-G1/G] *100
式中：G1-空玻璃滤器烘干至恒重，g
G2-α-纤维素加玻璃滤器重，g
G-绝干试样重，g
2、漂白草浆α—纤维素含量X2,%,按下式计算：
X2=[(G2-G1)-(G3-G4)/G ] *100
式中：G3-灼烧后玻璃滤口头连同灰渣重，g
G4-灼烧后空玻璃滤器重，g
G1、G2、均同X
计算结果精确至小数点后第二位。
六、 实验注意事项
1、 碱液浓度、处理时间及时处理温度将影响α—纤维素的得率，应严格遵守操作步骤的要求。
2、 30ML17.5%的碱液分两次加入，每次加入后均应小心仔细地搅拌均匀。
3、 过滤和洗涤的方式也会影响实验结果，整个洗涤过程均要求微弱真空抽吸，以避免免滤渣流失。
七、思考题
i. α—纤维素的定义是什么？
影响本实验结果的因素有哪些？

实验八 植物纤维原料戊糖含量的测定

一． 实验目的：
1． 了解实验室自植物原料中制取糠醛的蒸馏装置和方法。
2． 学习植物纤维原料中聚戊糖含量的测定方法。
二． 实验原理
这是一种间接地测定植物纤维原料中聚戊糖含量的方法，将试样与12％的盐酸溶液共沸，使其中聚戊糖水解成戊糖，戊糖进一步脱水生成糠醛而被蒸馏出来。用二溴化法或者四溴化法测定蒸馏出的糠醛量并换算成聚戊糖，试样的聚戊糖含量以对绝干原料的百分含量表示。
12％HCL与试样共沸，其中的聚戊糖水解成戊糖并进一步脱水生成糠醛的反应为：

H+ 脱水
（C5 H8 O4 ） + n H2 O → n C5 H10 O5 → nC5H4O2
聚戊糖 戊糖 糠醛

为使蒸馏过程中盐酸浓度保持在一定范围内，故而在水解液中加入了一定量的氯化钠。
溴化法测定糠醛的含量是以过量的溴与糠醛在一定的条件下反应，多余的溴加入碘化钾使其与之反应析出碘，以硫代硫酸钠溶液滴定析出的碘，从而可得出溴的消耗量，而求出糠醛的含量。
溴的产生
5K Br + K BrO + 6HCL → 3Br2 + 6KCL+ 3