(lat.,
Zellstoff,
Pflanzen- oder
Holzfaser) C6H10O5 , der allgemein verbreitete
Bestandteil der
Pflanzen, welcher teils als zarte
Membran die jüngsten
Zellen, teils, mit andern
Substanzen, den sogen. inkrustierenden
Körpern, innig gemischt, die härtesten Pflanzenteile bildet. Außer bei den
Pflanzen findet sich Cellulose auch
bei den zu den
Weichtieren gehörenden
Tunikaten.
[* 2]
ReineCellulose, welche man durch Behandeln von
Baumwolle
[* 3] mit
Alkalien und
Säuren,
Wasser,
Alkohol und
Äther erhält, ist farblos,
unlöslich in
Wasser,
Alkohol und
Äther, vom spez. Gew. 1,52, hält sich in
Wasser und an der
Luft unverändert, wird aber bei Gegenwart fermentartig wirkender
Körper allmählich zerreiblich,
gelb, dann braun und in humusartige
Materien verwandelt. In
Kalilauge quillt sie auf, und wenn man sie dann schnell mit
Wasser
und verdünnten
Säuren auswäscht, so schrumpft sie, wird fester und läßt sich dann besser färben. So
veränderte Cellulose nennt man mercerisiert. Cellulose löst sich in
Kupferoxydammoniak und wird aus dieser
Lösung durch
Säuren als amorphes,
farbloses
Pulver wieder ausgeschieden.
Taucht man ungeleimtes
Papier, welches im wesentlichen aus Cellulose besteht, in schwach verdünnte konzentrierte
Schwefelsäure
[* 4] und
wäscht es dann schnell aus, so erleidet es eine eigentümliche Veränderung und bildet das sogen.
Pergamentpapier mit wenigstens an der Oberfläche verklebten
Fasern.
Chlorzink, konzentrierte
Phosphorsäure und
Salzsäure wirken
ebenso auf Cellulose und verwandeln sie in
Amyloid, welches eine gewisse
Ähnlichkeit
[* 5] mit
Stärkemehl besitzt.
Taucht man Cellulose längere Zeit in konzentrierte
Schwefelsäure, so löst sie sich auf, und je nach der
Temperatur
und der Dauer der Einwirkung entstehen modifizierte Cellulose, welche durch
Wasser gefällt werden kann, in
Wasser lösliche Cellulose oder
Dextrin. Kocht man die mit
Wasser verdünnte
Lösung, so entsteht
Traubenzucker. Dieselbe Umwandlung erzielt man auch mit wenig
Säure, wenn man lange genug kocht, und schneller beim
Kochen unter hohem
Druck. Hierauf gründet sich das
Projekt der
Zucker- und Spiritusgewinnung aus
Holz.
[* 6]
Bei trockner
Destillation liefert Cellulose brennbare
Gase,
[* 8]
Holzessig und
Teer. Erhitzt man sie in verschlossenen
Gefäßen, so
daß die Zersetzungsprodukte einen hohen
Druck ausüben, so entstehen steinkohlenartige
Massen, ein
Prozeß, welcher auf die
Steinkohlenbildung einiges
Licht
[* 9] wirft.
Jod färbt Cellulose
gelb, in gewissen Zuständen der Aufquellung, besonders nach Behandlung
mit
Chlorzink oder konzentrierter
Schwefelsäure, wird die Cellulose aber wie
Stärkemehl durch
Jod gebläut. In 1proz.
Fleischextraktlösung mit einer kleinen
Menge des Mageninhalts von
Wiederkäuern löst sich Cellulose unter
Entwickelung
von
Kohlensäure und
Methan, und dieser
Prozeß entspricht der
Erfahrung, daß die pflanzenfressenden
Tiere einen sehr erheblichen
Anteil der im
Futter enthaltenen Cellulose verdauen. Zarte Cellulose, wie sie sich in jungen
Gemüsen findet, wird auch vom
Menschen verdaut.
Cellulose, wie sie die
Natur bietet
(Baumwolle,
Leinen,
Holz), findet ausgedehnteste Verwendung. Namentlich braucht man sie zur
Darstellung¶
Abgesehen von den Manteltieren, bei welchen bisher allein im Tierreich Cellulose aufgefunden war,
ist dieser Stoff jetzt auch bei der überwiegenden Mehrzahl der Gliedertiere und bei einigen Weichtieren nachgewiesen worden.
Bei den Gliedertieren findet sich Cellulose oder zum mindesten ein ihr sehr nahe stehender, die gleichen Reaktionen zeigender Körper
als fast ständiger Begleiter des Chitins; der Körper färbt sich wie die Cellulose durch Chlorzinkjodlösung
intensiv violett, und die Färbung zeigt alle charakteristischen Eigenschaften der Cellulosereaktion bei den Pflanzen; sie
verschwindet, nachdem die Präparate einige Zeit im Wasser gelegen haben, und die gefärbten Partien bekommen infolge ihrer
Doppelbrechung
[* 13] sämtlich denselben starken Pleochroismus, der sich an den auf gleiche Art gefärbten Cellulosemembranen der
Pflanzen sowie im Mantel der Tunikaten nachweisen läßt. Die Reaktion läßt sich beschleunigen, wenn man
die Objekte vorher in alkoholischer Kalilauge kocht. Bei den Krustentieren, die untersucht wurden,
¶
Auch bei den übrigen Gliedertieren zeigen sowohl die innern Schichten des Chitinskeletts als auch die Sehnen sehr schön die
charakteristische Violettfärbung; in allen übrigen Tierklassen konnte bis jetzt Cellulose nur noch in einigen
wenigen Fällen bei Mollusken nachgewiesen werden, so in der Radula einer Helix-Art und besonders in der Rückenschulpe der
beiden gewöhnlichen Tintenfische Sepia und Loligo; aus diesen Schulpen läßt sich die tierische Cellulose rein darstellen, indem
die gewaschenen und getrockneten Schulpen gepulvert, sodann entkalkt und mit frisch dargestelltem Kupferoxydammoniak extrahiert
werden, worauf man die abfiltrierte Lösung mit Salzsäure ausfällt. Es entsteht ein seiner, langsam sich
absetzender weißer Niederschlag, der mit Chlorzinkjodlösung die charakteristische Violettfärbung ergibt.
in der Wissenschaft bezeichnet man mit diesem Worte die Substanz, aus welcher die Wandungen
der Pflanzenzellen und Pflanzengefäße bestehen;
im Handel versteht man unter C. jetzt den auf chemischem Wege durch Behandeln
mit Ätznatronlauge zubereiteten Holzstoff (s. d.) - Einfuhrzoll gemäß
Tarif im Anh.
Holzfaserstoff, Zellstoff, Lignose, ein organischer Stoff, dessen Zusammensetzung wahrscheinlich
ein Vielfaches von C6H10O5 ist. Sie ist demnach isomer mit Stärke,
[* 15] Dextrin, Gummi und verwandten
Substanzen. Die Cellulose ist der Hauptbestandteil aller pflanzlichen Zellwandungen und der Ablagerungen, die beim Verholzungsprozeß
daraus gebildet werden. Sie ist nirgends völlig rein, sondern von Farbstoffen, Harzen, Fetten, Gummi,
Stärke, Eiweißstoffen und Salzen begleitet. Am reinsten findet sie sich in der Baumwolle und in jüngern Pflanzenteilen.
Alle aus Pflanzenfasern hergestellten Fabrikate, wie Leinwand, Baumwollstoffe, Papier, bestehen daher größtenteils
aus Cellulose. Im Tierreiche wurde es schon vor geraumer Zeit im Mantel der Seescheiden, neuerdings auch in den Hüllen der Gliedertiere
nachgewiesen. Seine Gegenwart in der Haut
[* 16] der Schlangen
[* 17] scheint zweifelhaft. Zur Darstellung der Cellulose behandelt man die betreffenden
Pflanzenprodukte (am besten Watte oder schwed. Filtrierpapier) der Reihe nach mit verdünnter Kalilauge, verdünnter
Salzsäure, Wasser, Weingeist und Äther, wobei alle Beimengungen (inkrustierende Substanzen) entfernt werden und Cellulose als amorphe
weiße Masse zurückbleibt.
Die reine Cellulose ist unlöslich in Wasser, Weingeist und andern Lösungsmitteln, löst sich aber in ammoniakalischer Kupferoxydlösung
unter vorherigem Aufquellen allmählich auf und wird aus dieser Lösung durch Säuren, Alkohol und Zuckerlösungen unverändert
wieder gefällt. Trotz ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Säuren wird die Cellulose in den Nahrungsstoffen von Tieren reichlich
und vom Menschen in merklicher Menge verdaut. An der Luft ist reine Cellulose unveränderlich, im natürlichen Zustande
indes, wo sie mit stickftoffhaltigen Stoffen verunreinigt ist, wie im Holz, wird sie an feuchter Luft langsam oxydiert und
zerfällt in braunen Moder. In konzentrierter Schwefelsäure löst sich die Cellulose; auf Zusatz von
Wasser zu dieser Lösung scheidet sich ein stärkeähnlicher Körper (Amyloid) aus.
Bei längerer Einwirkung von konzentrierter Schwefelsäure in der Kälte entsteht Dextrin. Beim Erwärmen mit konzentrierter
Schwefelsäure wird die Cellulose unter Schwärzung völlig zerstört, beim Kochen mit verdünnter Säure entsteht Traubenzucker,
den man nach der Neutralisation der Lösung mit Kreide
[* 18] in Gärung versetzen und in Alkohol verwandeln
kann. Taucht man Filtrierpapier einige Sekunden in kalte konzentrierte schwefelsaure und wäscht dann mit Wasser aus, so
erleidet die Cellulose durch Quellung eine
¶
mehr
Veränderung, welcbe sie der tierischen Haut ähnlich macht (vegetabilisches Pergament). Bei der Einwirkung kalter konzentrierter
Salpetersäure oder eines Gemenges von Salpetersäure und Schwefelsäure entstehen Salpetersäureester, sog.
Nitrocellulosen, die je nach der Einwirkungsart stärker oder schwächer nitriert sind. Die schwächer nitrierten Nitrocellulosen,
z. B. Tetranitrat, C12H14O6(ONO2)4, lösen sich in einem Gemisch von
Äther mit wenig Alkohol auf (s. Kollodium), die stärker nitrierte Hexanitrocellulose, C12H14O4(ONO2)6, ist
unlöslich und wird Schießbaumwolle (s. d.) genannt.
Bei der Destillation unter Luftabschluß zersetzt sich die Cellulose unter Hinterlassung von Kohle und Verflüchtigung von Methylalkohol
(Holzgeist), Ameisensäure, Essigsäure (Holzessig), Kohlenwasserstoffen, Kreosot u. s. w., welch letztere Bestandteile des Holzteers
sind. (Vgl. Holzstoff.) Technische Verwendung findet die Cellulose in den verschiedensten Formen; die Gespinstfasern,
[* 20] Baumwolle, Lein, Hanf sind fast reine Cellulose, ebenso das daraus bereitete Papier. Die aus Holz dargestellte Cellulose ist
seit etwa 1865 ein wichtiges Rohmaterial für die Fabrikation besserer Papiere geworden, nachdem das auf mechan.
Wege zerteilte Holz, der Holzschliff, sich nur für grobe Papierarten tauglich erwiesen hat.
Zur Darstellung der Holzcellulose sind vielfache Vorschriften gegeben worden, von denen sich besonders zwei als praktisch
nutzbar erwiesen haben, das Natronverfahren und das Sulfitverfahren. Bei dem Natronverfahren wird das zu kleinen Stücken zerschlagene
Holz, vorzugsweise Nadelholz, mit Ätznatronlauge in geschlossenen eisernen Kesseln erhitzt, bis eine Dampfspannung
von 6 bis 10 Atmosphären erreicht ist. Dabei wird alles im Holz enthaltene Harz und die inkrustierende Substanz gelöst, während
die Cellulose nicht oder nur wenig angegriffen wird.
Zweckmäßig verbindet man dabei eine Anzahl von Kochapparaten so untereinander, daß die gebrauchte Lauge mit frischem Holz,
dagegen die schon nahezu fertige Cellulose mit frischer Lauge zusammengebracht werden kann. Die mir den löslichen
Stoffen beladene Lauge wird endlich eingedampft und der Rückstand im Flammofen geglüht, um das Natron wiederzugewinnen. Das
Holz braucht, nachdem es durch Waschen von der aufgesogenen Lauge befreit ist, nur noch im Kollergang,
[* 21] Stampfwerk
oder Holländer gemahlen zu werden, um dann als Halbzeug an Papierfabriken abgegeben zu werden. Bei dem Sulfitverfahren (Mitscherlich)
erfolgt die Zerstörung der Lignite und Harze durch Kochen in wässriger schwefliger Säure oder in einer Lösung von unterschwefligsaurem
Kalk in einer solchen Säure. Das Sulfitverfahren hat sich in den meisten Fällen als vorteilhafter erwiesen
als das Natronverfahren, sodaß jetzt meist mit Sulfitlauge gekocht wird. Das Wiedereindampfen der Kochlauge unterbleibt hier.
- Die Fabrikation von Cellulose hat sich rasch entwickelt und ist anscheinend noch im Zunehmen; 1890 wurde in Deutschland
[* 22] an chemisch
bereitetem Holzstoff und Strohstoff, Esparto und anderm Faserstoff 75 757 Doppelcentner (im Werte von 1 856000
M.) eingeführt, dagegen 381 665 Doppelcentner (im Werte von 10 114000 M.) ausgeführt; 1891 betrug die Ausfuhr 467030
Doppelcentner. -
Vgl. Schubert, Die Cellulosefabrikation (Berl. 1892).
Verbindungen von der Zusammensetzung C_{12}H_{22}O_{11}, auch Biosen oder Saccharosen
(s. d.) genannt. Dann folgt eine Gruppe von Verbindungen, deren Zusammensetzung einem meist unbekannten Vielfachen der Formel C_{6}H_{10}O_{5} entspricht. Es ist dies die Gruppe der Cellulose (s. d.)