Оболенская А.В., Ельницкая 3.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы - файл n1.doc

Оболенская А.В., Ельницкая 3.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы
скачать (2739.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2740kb.24.08.2012 07:05скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18


А.В.Оболенская, 3.П.Ельницкая, АА.Леонович

ЛАБОРАТОРНЫЕ

РАБОТЫ

ПО ХИМИИ

ДРЕВЕСИНЫ


И ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Допущено Государственным комитетом СССР по
народному образованию в качестве учебного
пособия для студентов высших учебных заведе-
ний, обучающихся по специальности «Химико-ме-
ханическая технология древесины и древесных
материалов»


Москва

«Экология»

1991

УДК 674.03 + 547.458.81/(075.8)
Оболенская А. В., Ельницкая 3. П., Леонович А. А. Лабора
торные работы по химии древесины и целлюлозы: Учебное посо
бие для вузов.—М.: «Экология», 1991.—320 с. ISBN 5—
7120—0264—7

Рассмотрены основные вопросы теории химического и физико-химического
анализа древесины и технических целлюлоз. Описаны методы микроскопических
исследований древесных тканей и целлюлозных волокон, термического анализа
древесины и волокнистых полуфабрикатов. Приведены методики изучения хими-
ческого состава древесины и технических целлюлоз, в том числе с применением
хроматографии, фотоколориметрии и спектрофотометрии. Изложены методы
определения степени полимеризации целлюлозы и ее неоднородности по моле-
кулярной массе. Особое внимание уделено математической обработке данных и
результатов эксперимента в целом.

Для студентов лесотехнических вузов.

Табл. 20. Ил. 48. Библиогр.: 33 назв.

Рецензенты: д-р химич. наук, проф. Э. И. Чупка (ВНПОбумпром),
кафедра химической переработки древесины и биотехнологии Белорусского
технологического института.

2905000000-151

0---------------------18-91

037(01)-91
ISBN 5—7120—0264—7 © Оболенская А. В., Ельницкая 3. П.

Леоновнч А. А., 1991

ПРЕДИСЛОВИЕ

В подготовке специалистов по химической и химико-механи-
ческой переработке древесины важная роль принадлежит ба-
зовой дисциплине — химии древесины и синтетических поли-
меров, включающей в качестве основных разделов химию дре-
весины и химию целлюлозы как ее основного компонента, вместе
с тем имеющего самостоятельное значение. Обучение по дис-
циплине строится таким образом, что ее теоретические поло-
жения применяются и закрепляются в лабораторном практикуме.

Особенность данного учебного пособия заключается в после-
довательном изложении материала от структуры древесины в
целом к ее химическому составу и затем к анализу техниче-
ских целлюлоз, но в то же время теоретический материал и
приведенные методики позволяют выполнять определенные цик-
лы работ практически в любом порядке в зависимости от возмож-
ностей лабораторий и конкретного планирования учебного про-
цесса на различных кафедрах. Содержащиеся в пособии ме-
тодики включают элементы аналитической химии, физико-хими-
ческого анализа, органической химии и детализированы на-
столько, что позволяют самостоятельно выполнять лабораторные
работы. Подбор методик произведен в расчете на выполнение
учебного практикума и работ научно-исследовательского ха-
рактера. При написании учебного пособия использованы дейст-
вующие отечественные и зарубежные стандарты на анализы
древесины и технических целлюлоз, имеющаяся специальная
литература, а также опыт вузов и исследовательских лабораторий.

Авторами учебного пособия являются преподаватели Ленин-
градской лесотехнической академии имени С. М. Кирова и Ле-
нинградского технологического института целлюлозно-бумажной
промышленности. Доцентом А. В. Оболенской написаны разделы
1.3 и 2.1.—2.9; доцентом 3. П. Ельницкой — разделы 1.1 и
3.1—3.6; профессором А. А. Леоновичем — разделы 1.2; 4.1 —
4.4 и 4.6. Разделы 2.4.3, 3.2.6 и 4.5 написаны совместно
А. В. Оболенской и 3. П. Ельницкой; раздел 2.8.8— совместно
А. А. Леоновичем и А. В. Оболенской.

Авторы благодарят сотрудников кафедры химии древесины
Ленинградской лесотехнической академии за помощь в работе
по подготовке учебного пособия.

ВВЕДЕНИЕ

Древесина представляет собой уникальный постоянно возоб-
новляемый источник химического сырья, значение которого в
комплексной химической переработке непрерывно возрастает.
Наиболее важной отраслью химической и химико-механической
переработки древесины является производство технической
целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов. Волокнистые
полуфабрикаты целлюлозно-бумажного производства применяют
для выработки бумаги и картона, а целлюлозу для химической
переработки используют в производстве искусственных волокон,
пленок и др. В Советском Союзе большое развитие получили
также гидролизные производства как составная часть микро-
биологической промышленности. Не потеряла до настоящего
времени своего значения старейшая отрасль химической пере-
работки древесины—лесохимические производства. Быстрыми
темпами развивается химико-механическая переработка древе-
сины — производство древесностружечных, древесноволокнистых
плит и древесных пластиков. Перспективное направление со-
ставляет модификация древесины.

Химия древесины — наука, изучающая структуру, состав и
свойства древесной ткани, строение и взаимодействие компонен-
тов, входящих в древесный комплекс, и превращения, происхо-
дящие с этими веществами при химической и химико-механи-
ческой переработке древесного сырья. Неотъемлемой частью
химии древесины является анализ древесины, в широком смысле
включающий определение химического состава древесины, а
также выделение ее отдельных компонентов, их очистку и
характеристику. Химический анализ древесины становится
важной областью исследований в связи с проблемой утилиза-
ции биомассы дерева в целом. Данное учебное пособие излагает
вопросы химического анализа в узком смысле, т. е. методы
количественного определения важнейших компонентов древесины.

При переработке технической целлюлозы на бумагу и картон,
а также в химической переработке к целлюлозе предъявляются
определенные требования, в связи с чем проводятся специальные
анализы технической целлюлозы и других волокнистых полу-
фабрикатов. Важную роль при химической переработке цел-
люлозы играет ее реакционная способность.

Поведение древесины в процессах химической и химико-ме-

ханической переработки (при варке и отбелке целлюлозы, гидро-
лизе древесины, изготовлении древесно-плитных материалов и
др.) определяется не только химическим составом древесины
и свойствами ее отдельных компонентов, но и анатомическим
строением древесины. В результате этого возникает необходи-
мость микроскопического исследования древесины и цел-
люлозных волокон.

Методы анализа древесины и технических целлюлоз можно
подразделить на химические и физико-химические. Химические
методы анализа древесины базируются главным образом на раз-
личиях химических свойств компонентов древесины. Исполь-
зуются также различия в некоторых физико-химических
свойствах, например растворимости. В косвенных методах ана-
лиза для определения продуктов реакций часто применяют
физико-химические методы (хроматографию, спектрофотометрию
и др.). В анализе технических целлюлоз для определения
примесей остаточных компонентов обычно используют химиче-
ские методы анализа, аналогичные применяемым в анализе
древесины. Физико-химические свойства целлюлозы при ее
анализе приобрели особо важное значение (определение степени
набухания и растворимости в щелочах, вязкости и степени
полимеризации, неоднородности по молекулярной массе). Для
изучения анатомического строения древесины применяют физи-
ческий (оптический) метод — микроскопию.

В настоящее время при анализе древесного сырья и готовой
продукции и особенно в научных исследованиях все большее
внимание уделяется физико-химическим и физическим методам.
Успешное развитие этих методов связано с созданием эффек-
тивных приборов для инструментального анализа. Физическим
и физико-химическим методам присуща высокая разрешающая
способность, следствием чего являются специфичность и высокая
точность.

В химии и физике древесины и целлюлозы наряду с опти-
ческой используют электронную микроскопию, рентгенострук-
турный анализ, спектроскопию ядерного магнитного резонанса
(ЯМР) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), ко-
лебательную спектроскопию в инфракрасной области (ИК-
спектроскопию) и другие физические методы. Развитие методов
термического анализа открывает возможности определения
температурных переходов древесины и ее основных высоко-
молекулярных компонентов, кинетических параметров термо-
превращений, тепловых эффектов процессов. Спектрофото-
метрические и фотоколориметрические методы анализа обеспе-
чивают наиболее быстрое количественное определение анализи-
руемых компонентов, их производных и продуктов деструкции в

растворах. Широкое применение в анализе древесины получили
методы распределительной хроматографии.

Результат химического или физико-химического анализа на
его конечной стадии регистрируется в виде аналитического
сигнала, представляющего собой физическую величину, функцио-
нально связанную с содержанием определяемого компонента,
характерных функциональных групп или с другими параметрами.
Этот сигнал может оцениваться в виде значения массы
взвешиванием, в виде объема титранта по бюретке, по пока-
заниям приборов для инструментального анализа или же ре-
гистрироваться самопишущими приборами.

При оценке качества древесного сырья и волокнистых
полуфабрикатов стандартами предусматривается анализ двух
или более (для обеспечения заданной сходимости результатов)
параллельных проб образцов, отобранных из больших партий в
соответствии с правилами отбора. Стандартные методы в ос-
новном разработаны для характеристики исходного сырья и
контроля уровня проведения технологического процесса и про-
дукции. Такой анализ может оказаться недостаточным для оцен-
ки эксплуатационных свойств готового материала и решения
различных научно-исследовательских задач. В основном это ка-
сается выбора метода и методики анализа, когда вместо стан-
дартизированной отдают предпочтение малоизвестной методике,
если с ее помощью достигается цель. Например, в задачах с эле-
ментами статистических исследований число проб или образ-
цов увеличивают, чтобы иметь возможность воспользоваться
соответствующими расчетами и статистическими критериями. Та-
кая информация является более полной и надежной. Следует,
однако, заметить, что сама методика в задачах подобного
рода должна строго выполняться в соответствии со стандартом,
тогда как требования сходимости результатов параллельных
определений необходимо обеспечить при разработке методики и
ее отработке на стадии, предшествующей собственно эксперименту.

В связи с этим в учебное пособие включены сведения по
математической обработке данных, относящихся к точечным оп-
ределениям, корреляционной зависимости и получению и анали-
зу регрессии. Решаемые задачи иллюстрируются примерами,
заимствованными из конкретных исследований и производствен-
ной практики. При математической обработке данных целе-
сообразно применять ЭВМ с использованием стандартных или
специально разработанных программ.

В данном учебном пособии конкретным методикам анализа
предшествует изложение теоретических вопросов, относящихся к
сущности и химизму каждого метода анализа. Общие вопросы

теории химии древесины и целлюлозы, касающиеся строения и
свойств древесины, а также строения и реакций ее важней-
ших компонентов и необходимые для понимания теории анализа,
содержатся в ряде отечественных и зарубежных учебных по-
собий и монографий [11, 14, 15, 22, 24, 26, 27]. Литература же,
посвященная специально анализу древесины и целлюлозы, мало-
численна [18, 28, 30]. Имеется также техническая литература,
относящаяся к контролю сырья, материалов и продукции в
производстве [5, 17]. Некоторые вопросы исследования целлю-
лозы содержатся в книге [12]. Анализ лигнинов достаточно
подробно изложен в книге [7], что позволило в- настоящем
учебном пособии сосредоточить внимание на химическом анализе
древесины в целом и ее основного компонента — целлюлозы.

Глава 1

ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ И ЕЕ КОМПОНЕНТОВ

1.1. МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ И ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ВОЛОКОН


Производство волокнистых полуфабрикатов в ЦБП и разра-
ботка новых технологий комплексной химической переработки
всей биомассы дерева невозможны без глубокого изучения
микроскопического (анатомического) и субмикроскопического
строения древесины и целлюлозных волокон. Под древесиной
понимают главную часть ствола дерева, освобожденную от коры
(луба и корки). С биологической точки зрения древесина
(ксилема)—продукт деятельности камбия (вторичной меристе-
мы), состоящего из определенных клеточных элементов. Клетки
одинакового строения, выполняющие одну и ту же функцию,
образуют ткани. Различают три основных типа тканей: про-
водящие, механические и запасающие. Большинство клеток
древесины направлено вдоль оси ствола и только клетки сердце-
винных лучей расположены в радиальном направлении.

Сложное анатомическое строение древесины существенно
различается. Как у разных древесных пород, так и в пределах
одного дерева. Строение ствола дерева и древесины довольно
подробно описано в ряде монографий и руководств [4, 14, 16,
24]. В данном учебном пособии приведены описания препаратов
древесины некоторых хвойных и лиственных пород, используемых
в отечественной целлюлозно-бумажной промышленности, а так-
же основные гистохимические реакции целлюлозных волокон,
полученных из древесины различными методами варки и отбелки.
1.1.1. Основные методы анатомического анализа древесных тканей и целлюлозных волокон


Основными методами анатомического анализа древесины и
целлюлозных волокон являются: микроскопический, гистохими-
ческий и метод мацерации тканей. Все исследования про-
водятся с помощью микроскопа при увеличении 70X или
120Х и в отдельных случаях, особенно при определении вида

волокон по морфологическим признакам, при увеличении 200Х
или 500X.

Микроскопический метод (метод оптической микро-
скопии) заключается в изготовлении очень тонких, прозрачных
срезов и их исследовании в проходящем свете с помощью
оптического микроскопа. Этот метод позволяет изучить строение
древесины и определить породный состав по диагностическим
признакам.

Гистохимический (микрохимический) метод
основан на способности древесного волокна давать определенную
окраску при взаимодействии специфических химических реаген-
тов с каким-либо компонентом клеточной стенки. Подбирая соот-
ветствующие реагенты, можно различать по окраске волокнистые
полуфабрикаты, изготовленные различными методами варки и
отбелки, например сульфатную целлюлозу от сульфитной,
беленую от небеленой.

Для выявления различий в породном составе древесины воз-
можности гистохимического метода ограничены. С его помощью
можно только отличать древесину хвойных пород от древесины
лиственных, для чего чаще всего используют реакцию Мейле,
которую проводят не на волокне, а на древесной щепе.
Древесную щепу помешают в стакан, заливают свежеприго-
товленным 1%-ным раствором КМпО4 в таком объеме, чтобы покрыть щепу,
выдерживают в течение 2 мин и сливают. Добавляют достаточный объем 12%-
ного раствора HCI, выдерживают в течение 1 мин и сливают. Затем щепу
покрывают избыточным количеством 1%-ного раствора NН4ОН. Древесина
лиственных пород окрашивается в красный цвет с разными оттенками, дре-
весина хвойных пород желтеет.
Метод мацерации тканей заключается в разделении
древесной ткани на составляющие ее анатомические элементы
(клетки) и последующем определении их размеров: длины, тол-
щины (ширины, диаметра) и толщины клеточной стенки.

В научно-исследовательских лабораториях для изучения
субмикроскопической структуры стенки древесного волокна, ее
изменений при различных технологических процессах получения
и переработки целлюлозы широко используют различные физи-
ческие методы: микроскопию в поляризованном
свете
, которую применяют, например, для исследования
волокон с высокой степенью молекулярной ориентации, обла-
дающих двойным лучепреломлением; микроскопию в ульт-
рафиолетовом свете
, позволяющую изучать распределе-
ние лигнина в клеточной стенке; электронную микро-
скопию
. Последний метод наиболее эффективен в сочетании с

другими методами исследования структуры, особенно с рентге-
нографией и электронографией.

По способу исследования объектов электронные микроскопы
можно разделить на следующие типы:

просвечивающие, в которых исследуемый объект просве-
чивается пучком электронов, создающим затем на экране или
фотопластинке соответствующее изображение;

растровые (сканирующие), в которых изображение
создается электронами, отраженными исследуемой поверхностью,
причем пучок электронов сканирует поверхность подобно
лучу в телевизионном кинескопе;

отражательные, в которых аналогично отражательному
металломикроскопу изображение получается за счет потока
электронов, отраженных от поверхности рассматриваемого объекта;

эмиссионные, в которых изображение формируется
электронами, испускаемыми поверхностью самого исследуемого
объекта.

Для исследования древесины и целлюлозных волокон при
помощи электронного микроскопа применяют прямые и косвен-
ные методы. К прямым методам относятся метод подготовки
объектов необходимой толщины диспергированием (механи-
ческим, ультразвуковым и гидролитическим) и метод ультра-
тонких поперечных и продольных срезов, к косвенным — полу-
чение реплик с поверхности образцов древесины, целлюлозных
волокон или их срезов.

В настоящее время наряду с усовершенствованием просве-
чивающих (трансмиссионных) электронных микроскопов на-
ходит все более широкое применение растровая (сканирующая)
электронная микроскопия. Растровый микроскоп отличается
большой универсальностью и благодаря высокой глубине фо-
куса дает возможность с достаточной резкостью наблюдать
поверхности образцов в трех измерениях. Для исследования в
растровом микроскопе объекты готовят с помощью заморажи-
вания, травления или непосредственно изучают объект без спе-
циальной подготовки.
1.1.2. Микроскопическое исследование

срезов древесины
Для микроскопического изучения строения древесины поль-
зуются тремя срезами в трех взаимно перпендикулярных пло-
скостях: поперечным и двумя продольными — радиаль-
ным
(в плоскости радиуса, под прямым углом к границам

годичных слоев) и тангенциальным, параллельным каса-
тельной окружности дерева (рис. 1.1).

Древесина как хвойных, так и лиственных пород на попе-
речном сечении состоит из концентрических годичных слоев
(годичных колец). Эти слои можно различать благодаря обра-
зованию ранней (весенней) и поздней (осенней) древе-
сины. Ранняя древесина менее плотная и более темная. Го-
дичные слои хорошо различимы в древесине хвойных и кольце-
сосудистых лиственных пород и мало заметны у рассеянно-
сосудистых. Ширина годичного слоя составляет от 1 до 10 мм


и зависит от породы деревьев и условий роста: чем лучше
условия роста, тем шире годичный слой. На радиальном
срезе также можно заметить годичные слои, а на тангенциальном
они отсутствуют, так как разрез может пройти только в ка-
кой-то одной части годичного слоя — в ранней или поздней
древесине.

Микроскопическое исследование срезов древесины [16] поз-
воляет изучать ее анатомические элементы (механические
волокна, проводящие элементы, сердцевинные лучи и др.).
Отдельные анатомические элементы и их диагностические приз-
наки изучают также используя метод мацерации древесной
ткани.

1.1.3. Подготовка препаратов и работа с микроскопом
Для приготовления препаратов к исследованию в микроско-
пе необходимы предметные и покровные стекла, препаровальные
иглы, копьецо, стеклянные капельницы, чашки Петри, кристал-
лизаторы, ситечки и фильтровальная бумага. Предметные
стекла—стеклянные пластинки прямоугольной формы размером
75X25 мм, толщиной 1...1.2 мм. Покровные стекла — тонкие
стеклянные пластиночки размером 18Х'8, 20X20 мм. Предмет-
ные и покровные стекла должны быть чистыми, перед употреб-
лением их протирают кусочком мягкой ткани, хранят в спе-
циальных коробочках.

Подготовка срезов. Изготовление срезов древесины прово-
дят вручную остро отточенной бритвой или на специальных
приборах — микротомах и ультрамикротомах. Первый метод,
хотя и имеет большую давность, не потерял своего значения
до настоящего времени. Основные его преимущества перед
работой на микротомах — это быстрота и простота в приготов-
лении среза.

Получение срезов древесины на микро- или ультрамикротоме
требует сложных методов фиксации и резки материала.. Подго-
товка срезов состоит в последовательном проведении следующих
операций: обезвоживания; пропитки; полимеризации; заточки
блока; изготовления ножа; резки; освобождения от полимериза-
та; окраски; промывки; фиксации. Этот метод используют глав-
ным образом для приготовления ультратонких срезов для элект-
ронной микроскопии [1].

Толщина изготовляемых срезов для оптической микроскопии
должна быть в среднем 0,02...0,03 мм. Для более точных
исследований — до 0,0005 мм.

Методика подготовки срезов вручную [3].
Для изготовления срезов древесины вручную применяют
опасную бритву, имеющую одну совершенно плоскую сторону,
без выемки или лезвия безопасной бритвы. Исследуемый обра-
зец древесины цилиндрической или прямоугольной формы
вырезают из кусочка ствола острым ножом или скальпелем.
Перед резкой образец древесины кипятят в течение 30 мин,
а иногда и нескольких часов в воде с последующим переносом
его в холодную воду или остыванием в том же сосуде, в ко-
тором проводилось кипячение. Это необходимо для удаления из
древесины пузырьков воздуха и получения образца с определен-
ной твердостью. Свежесрубленная древесина в большинстве
случаев режется без всякой подготовки, но при этом ее не-
обходимо держать в воде. Фиксированные образцы (выдержан-
ные длительное время в этаноле, формалине или других реаген-

тах) тщательно промывают водой в течение некоторого времени,
чтобы удалить фиксирующий материал.

Образец мокрой древесины помещают между двумя кусочка-
ми пробки или бузины и для образования ровной поверхности
срезают древесину острым ножом. Затем поверхность древесины
смачивают водой и осторожно с нее снимают бритвой слои
вместе с пробкой. Бритву также все время смачивают водой или
спиртом, держат наискось, плоской стороной вниз, острием от
себя и протягивают через объект скользящим движением, сво-
бодно и легко. Нельзя при этом прижимать локти к туловищу
или опираться ими на стол, так как это лишит руки свободы
движения. Если бритва врезалась в древесину слишком глубоко,
лучше вынуть ее во избежание поломки. Срезы должны полу-
чаться очень маленькими (1 ... 2 мм2) и совсем прозрачными.
Полученные срезы снимают с лезвия очень осторожно мягкой
кисточкой, переложив бритву в левую руку и не выпуская
объект. Для проверки качества срезы переносят в заранее
приготовленную каплю воды на предметном стекле и просматри-
вают при малом увеличении микроскопа. Если срезы плохие,
то их выбрасывают и делают новые.

Следует отметить, что приготовление срезов вручную требует
известного навыка и умения владения опасной бритвой,
чтобы получить с ее помощью удовлетворительные срезы.
Необходимо бережно обращаться с бритвой, постоянно точить и
править ее, оберегать от ударов и реактивов, держать сухой и
закрытой.

Подготовка препаратов. Из полученных срезов готовят вре-
менные или постоянные препараты. Изучать древесину и цел-
люлозные материалы с помощью микроскопа через воздушную
прослойку нецелесообразно, так как вследствие отражения
лучей света от боковых частей материала его контуры будут
видны очерченными слишком темными линиями. Поэтому ис-
следуемый материал заключают в какую-либо жидкость, которая
уменьшает отражение лучей и увеличивает прозрачность.
Для более контрастного выявления особенностей строения
анатомических элементов на срезах древесины до заключения их
в ту или иную среду проводят окрашивание. Наиболее часто
для окраски применяют 1%-ный водный раствор сафранина или
комбинацию красителей: сафранин и водный синий; хризоидин
и водный синий либо светлый зеленый. Срезы помещают в
ванночку с красителем и выдерживают в нем в течение 5 мин,
затем избыток красителя отмывают водой, глицерином или
спиртом.

Приготовление временных препаратов. Каплю
воды наносят пипеткой или стеклянной палочкой на середину

чистого сухого предметного стекла, препаровальными иглами пе-
реносят в нее срез и накрывают покровным стеклом. Покровное
стекло прикладывают к предметному под острым углом так,
чтобы оно касалось края капли; после этого его осторожно
опускают. Капли жидкости, выступающие по краям покровного
стекла, удаляют слегка смоченной фильтровальной бумагой,
подводя ее к одному краю покровного стекла. Если жидкости
под стеклом мало, ее добавляют, приподняв покровное стекло,
или наносят каплю воды вплотную к краю покровного стекла.
При резком опускании покровного стекла в жидкости остаются
пузырьки воздуха, заметные под микроскопом, в виде черных
резко очерченных кружков, которые мешают изучению объекта
в микроскопе.

Временные препараты могут быть использованы для исследо-
ваний только на одном занятии. Долго сохранять их не-
возможно, так как вода быстро испаряется.

Приготовление постоянных препаратов. Для
сохранения препарата в течение длительного времени окра-
шенные срезы древесины заключают не в воду, а в глицерин-
желатиновую смесь или в пихтовый (канадский) бальзам.
Перед заделкой срезы обезвоживают.

В. случае приготовления глицерин-желатиновых препаратов
воду и избыток красителя из срезов удаляют тщательной
промывкой глицерином с его отсасыванием. Эту операцию
можно проводить на воронке фильтрующей обратной (с пори-
стой стеклянной пластинкой) типа ВФОТ диаметром 10...20 мм.
После этого срезы заключают в глицерин-желатину.
Для приготовления глицерин-желатины взвешивают 10 г сухой желатины,
помещают в стакан и заливают 60 см3 дистиллированной воды. После набу-
хания прибавляют 70 см3 чистого глицерина и несколько кристалликов
фенола. Смесь подогревают на водяной бане до полного перемешивания
веществ. Если смесь остается мутной, ее фильтруют в горячем виде через
стеклянную конусообразную воронку с бумажным фильтром. Глицерин-
желатину можно хранить в пробирке или колбе, закрытых пробкой с пропу-
щенной через нее стеклянной палочкой. Перед употреблением глицерин-
желатину нагревают на водяной бане до расплавления.
Глицерин-желатину (одну-две капли) стеклянной палочкой
наносят на срез, предварительно помещенный на предметное
стекло. Чтобы глицерин-желатина сразу не застыла на холодном
предметном стекле, его слегка подогревают на спиртовке. На
теплую каплю накладывают покровное стекло, также прогретое
на пламени спиртовки, и кончиком иглы осторожно придавли-
вают стекло, равномерно распределяя глицерин-желатину. Когда
среда остынет, края покровного стекла можно обвести лаком,

чтобы предотвратить высыхание желатины. Этот способ при-
готовления препаратов достаточно простой, но срезы со време-
нем обесцвечиваются.

Для заключения среза в бальзам процесс обезвоживания
осуществляется значительно сложнее, так как ксилол, в котором
растворен бальзам, совершенно не смешивается с водой.
Вода (даже малейшие следы), оставшаяся в срезе, образует муть
(эмульсию). Обезвоживание проводят водным этанолом восхо-
дящей концентрации: 40%-ным в течение I мин; 70 и 96%-ны-
ми — по 2 мин. Для удаления последних следов воды срез об-
рабатывают двумя каплями фенол-ксилола (ксилол с прибавле-
нием 5.-.10% кристаллического фенола) в течение 2...3 мин и
после просветления для удаления фенола срез промывают в
чистом ксилоле.

Для заключения препарата в бальзам одну-две капли его
раствора в ксилоле наносят стеклянной палочкой на срез и
накладывают покровное стекло. Слегка надавливая на покровное
стекло препаровальной иглой, удаляют из под него избыток
бальзама и пузырьки воздуха. Выступивший вокруг покровного
стекла бальзам удаляют нагретым копьецом или перочинным
ножом. Через несколько дней бальзам у краев стекла под-
сохнет и препарат может быть окончательно вычищен бензином.
Все операции по заключению в бальзам и глицерин-желатину
могут быть проведены непосредственно на предметном стекле.
Обычно на одно предметное стекло помещают рядом три среза:
поперечный срез располагают слева, а продольные (радиальный
и тангенциальный)—справа один под другим. За ходом об-
работки следят при малом увеличении микроскопа или в штатив-
ной лупе, не покрывая срезы покровным стеклом. Готовые
постоянные препараты хранят в коробочках в вертикальном
положении.

Методика мацерации древесной ткани. Мацерацию древесной
ткани осуществляют разрушением межклеточного вещества в
результате делигнификации сильными окислителями. Наиболее
часто в качестве окислителей используют 10 или 20%-ные раст-
воры хромовой кислоты или концентрированную азотную кисло-
ту (плотностью 1,4 г/см') с добавлением небольшого количе-
ства хлората калия (бертолетовой соли).

Мацерацию древесины азотной кислотой осуществляют сле-
дующим образом: кусочек древесины толщиной в спичку и
длиной 10...20 мм вырезают из той или иной части ствола
дерева, помещают в пробирку, заливают 3...4 см3 концентри-
рованной азотной кислоты и вносят кристаллик бертолетовой
соли. Пробирку нагревают на небольшом пламени спиртовки
при слабом кипении в течение 3...4 мин. Чтобы не произошло

выброса смеси, необходимо нагревание проводить осторожно
по всей поверхности пробирки. Нагревание прекращают при
первых признаках мацерации, т. е. при появлении в жидкости от-
дельных волокон и их пучков. После охлаждения мацерирован-
ную древесину промывают дистиллированной водой путем много-
кратного декантирования. Из полученных мацерированных воло-
кон готовят препараты по указанной выше методике и исследуют
с помощью оптического микроскопа.

Работа с микроскопом. Перед работой с микроскопом необ-
ходимо ознакомиться с инструкцией по его эксплуатации. Прис-
тупая к работе с микроскопом, необходимо снять с него чехол,
аккуратно протереть от пыли мягкой тканью, затем с помощью
зеркала и источника света, глядя в окуляр, добиться яркого,
равноосвещенного поля зрения.

Для получения отчетливого изображения предметное стекло
с изучаемым объектом помещают на предметный столик и с
помощью макрометрического винта перемещают зрительную
трубу по высоте, пока объект не будет ясно виден. Далее
посредством микрометрического винта микроскоп устанавливают
таким образом, чтобы можно было рассмотреть препарат по всей
его толщине.

При исследовании препаратов древесины необходимо рас-
смотреть под микроскопом и зарисовать изображение всех трех
срезов, отмечая при этом основные анатомические элементы
(см. 1.1.4 и 1.1.5). Наблюдаемые срезы необходимо сравнить
с микрофотографиями аналогичных образцов древесины в лите-
ратуре (Оболенская А. В., Леонович А. А. Химия древесины.—
Л.: ЛТА, 1989.—88 с.); [4] и др. В лаборатории по анатомии
древесины должны также иметься соответствующие атласы
и плакаты. По окончании работы следует убрать препарат, уда-
лить пыль и следы жидкости с предметного столика и покрыть
микроскоп чехлом.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации