какое свойство характерно для жиров
Какое свойство характерно для жиров
Растительные и животные жиры
Жиры образуются в организме растений и животных, служат запасным питательным веществом. В строении растительных и животных жиров есть некоторые важные отличия.
Номенклатура жиров
В соответствии с тривиальной номенклатурой, жиры называют, добавляя окончание «ин» к названию кислоты и приставку, указывая, сколько гидроксогрупп в молекуле глицерина подверглось этерификации. В общем лучше 1 раз увидеть, чем 100 раз услышать 😉
Получение жиров
Жиры (по строению сложные эфиры) получаются в реакции этерификации, протекающей между трехатомным спиртом глицерином и высшими карбоновыми (жирными) кислотами.
В зависимости от того, какие именно кислоты участвуют в реакции, образуются различные жиры.
Химические свойства жиров
В состав растительных жиров входят непредельные кислоты, которые поддаются гидрированию и превращаются в предельные. Таким путем в пищевой промышленности получают маргарин.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Жиры, их строение и свойства
Урок 37. Химия 9 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Жиры, их строение и свойства»
Жиры, их строение и свойства
Жиры (триглицериды) – это сложные эфиры ттрёхатомного спирта глицерина и высших карбоновых кислот.
Буквой R в уравнении обозначены углеводородные остатки кислоты с большим числом (более пятнадцати) атомов углерода, поэтому их называют высшими карбоновыми кислотами.
В зависимости от состава кислот различают твёрдые и жидкие жиры. В твёрдых жирах преобладают остатки предельных кислот – стеариновой или пальмитиновой (C17H35COOH, C15H31COOH). А в жидких – преобладают остатки ненасыщенных карбоновых кислот, например олеиновой – C17H33COOH.
Если остатки непредельных карбоновых кислот присоединят к себе недостающие атомы водорода, то из жидкого жира образуется твёрдый жир. Этот процесс называется гидрированием. Этот процесс широко используют в промышленности – для получения твёрдых жиров. Особо широкое применение имеет маргарин, который представляет собой смесь гидрированного жира с небольшим количеством растительного масла и молока.
Чтобы доказать, что масло содержит остатки ненасыщенных карбоновых кислот, можно провести следующий опыт. Необходимо добавить несколько капель масла в раствор марганцовки и встряхнуть. Происходит обесцвечивание раствора перманганата калия. Эта качественная реакция на кратные связи. Следовательно – масло содержит остатки ненасыщенных карбоновых кислот.
Процесс изучения состава жиров имеет длительную историю. В начале девятнадцатого века француз М.Э. Шеврель доказал, что при гидролизе жиров образуется глицерин и карбоновые кислоты.
В середине девятнадцатого века француз П.Э. Бертло осуществил синтез жира.
По происхождению жиры делят на растительные и животные. Животные жиры – твёрдые вещества. Это, например, говяжий, бараний жир, только рыбий жир является жидким, хотя и является жиром животного происхождения. Растительные жиры – вязкие жидкости, их называют маслами. Это подсолнечное масло, кукурузное, хлопковое, льняное, касторовое. Исключение оставляет кокосовое масло – оно твёрдое.
Жиры легче воды и в ней нерастворимы, но хорошо растворяются в органических растворителях – бензине, хлороформе, четырёххлористом углероде.
Если налить в три пробирки равные объёмы воды, спирта и бензина, а затем в каждую добавить несколько капель масла, а затем встряхнуть, то можно увидеть, что масло не растворяется в воде, в спирте масло немного растворяется, а в бензине полностью растворяется. Если нанести на фильтровальную бумагу несколько капель содержимого второй и третьей пробирки и подождать, пока испариться растворитель, то можно увидеть, что на фильтровальной бумаге образовалось жирное пятно.
Жиры входят в состав животных и растительных организмов и играют большую биологическую роль. Они служат источником энергии для животных и растений. При окислении жиров выделяется в два раза больше энергии, чем при окислении того же количества белков или углеводов. Накапливаясь в подкожных тканях, жиры выполняют и защитную функцию.
В промышленности из жиров получают глицерин, карбоновые кислоты, масла. Из растительных масел изготавливают олифу, масляные краски, лаки. Богатый витаминами жир тресковой печени используют в медицине.
Из твёрдых жиров получают различные сорта мыла.
Мыла – это соли жирных кислот.
Наиболее распространены натриевые мыла. Натриевое мыло – это твёрдое мыло. Его получают гидролизом жиров раствором едкого натра или соды при нагревании. Этот процесс называют омылением жиров, в результате этого процесса образуется соль органической кислоты и глицерин. Для отделения мыла от глицерина к смеси добавляют водный раствор хлорида натрия, в котором очень плохо растворяется мыло. После чего образуется два слоя: нижний – раствор глицерина и поваренной соли в воде, верхний – получившееся мыло.
Мыла растворяются в воде и обладают моющим действием. В жёсткой воде мыло утрачивает моющее действие. Растворы мыла имеют щелочную среду.
Существует легенда об открытии мыла, согласно которой, когда юноша готовился к празднику, смазал волосы жиром, а затем посыпал голову пеплом, где содержится карбонат калия, а через некоторое время стал смывать пепел, то это вещество начало мылиться.
В качестве моющих средств используют синтетические моющие средства – стиральные порошки. СМС – это натриевые соли сульфокислот или алкилсульфокислот. Растворы СМС имеют нейтральную среду, в жёсткой воде они не утрачивают своих моющих свойств.
Сравним свойства мыла и СМС – порошка. К раствору мыла и СМС добавим несколько капель фенолфталеина. В растворе мыла фенолфталеин стал малинового цвета, потому что раствор мыла имеет щелочную среду, а в щелочной среде фенолфталеин становится малинового цвета, в растворе СМС фенолфталеин не изменил своей окраски, потому что раствор порошка имеет нейтральную среду.
Затем к жёсткой воде в двух пробирках, то есть к воде, содержащей ионы кальция и магния, добавим в первом случае раствор мыла, а во вторую пробирку – раствор порошка и встряхнём. Получается, что в жёсткой воде мыло не пенится, то есть утрачивает свои моющие средства, во второй пробирке пена образовалась, то есть СМС не утрачивает своих моющих свойств в жёсткой воде. Мыло утрачивает свои моющие свойства в жёсткой воде, потому что кальциевые и магниевые соли высших карбоновых кислот нерастворимы и выпадают в осадок.
Таким образом, жиры представляют собой смесь глицерина и высших карбоновых кислот. Для жиров характерны реакции гидролиза. Жидкие жиры при гидрировании превращаются в твёрдые жиры. Жиры являются ценным пищевым энергетическим продуктом, обеспечивающим нормальное функционирование организма человека. К моющим средствам относят мыла и синтетические моющие средства. СМС, в отличие от мыла, сохраняют моющие свойства в жёсткой воде и имеют нейтральную среду.
Полезные и вредные жиры: в чем разница и нужно ли их есть
Жир — это органическое вещество, концентрированный источник калорий. В нем вдвое больше энергии, чем в углеводах и белках. Жир усиливает вкус многих продуктов, делает их более питательными, но в отличие от клетчатки не дает чувства сытости. Поэтому люди наедаются быстрее, когда употребляют цельнозерновые блюда, фрукты и овощи, а после жирной пищи голод отступает лишь на короткое время. В итоге вы съедаете максимум калорий при минимуме пользы.
«Плохой» и «хороший» жир
Жиры делят на два вида: насыщенные и ненасыщенные. Они различны по химической структуре и влиянию на организм. Насыщенные, содержащиеся в животных продуктах и промышленной выпечке, могут быть вредны: они повышают уровень холестерина, увеличивая риск сердечно-сосудистых заболеваний. Ненасыщенные жиры, наоборот, снижают уровень холестерина в крови; они содержатся в больших количествах в растительной пище и маслах. На упаковке такие жиры указаны как мононенасыщенные и полиненасыщенные. Существуют также трансжиры, результат переработки ненасыщенных, которые также повышают уровень плохого холестерина и считаются наиболее вредными.
Стоит ли исключить любые виды жира, если вы хотите похудеть? Врачи не советуют вводить жесткие ограничения даже при переизбытке веса. Помимо влияния на сердце и сосуды, полезные жиры в умеренном количестве помогают избежать авитаминоза, поддерживают работу нервной и эндокринной систем, улучшают кровообращение. Их включают в диету людей с больными суставами, при этом не запрещают единственный вид насыщенного жира — кокосовое масло. Кроме того, без жирных кислот в рационе трудно поддерживать красоту и упругости кожи, которой нужны омега-3 для увлажнения.
Нет универсальных рекомендаций по количеству жира в рационе, его нужно рассчитывать индивидуально, в зависимости от образа жизни, активности и имеющихся заболеваний, как и калорийность рациона. Переусердствовать можно с любым, даже самым полезным продуктом или компонентом, поэтому не забывайте о чувстве меры. Специалисты Всемирной организации здравоохранения считают, что 30% — максимально допустимое количество жира от общей потребляемой пищи. При этом насыщенные жиры должны составлять не более 10% от этого показателя, а трансжиры — менее 1%.
Где содержатся жиры
Жирные кислоты можно найти во многих продуктах, но есть признанные рекордсмены по его содержанию:
насыщенные жиры: молочные продукты, сливочное масло, сыр, мясо, колбасные изделия, пальмовое и кокосовое масло;
мононенасыщенные жиры: авокадо, миндаль, фисташки, фундук, грецкие орехи, оливковое, рыжиковое, горчичное масло;
полиненасыщенные жиры: жирная рыба (омега-3 и омега-6), соевое, подсолнечное и льняное масло, икра, яйца, кедровые и грецкие орехи, виноградные косточки, кунжут.
Определение «скрытого продукта» часто применяют к сахару. Пища может быть несладкой на вкус, но в составе он присутствует. При этом человек уверен, что исключил сахар из рациона. То же касается и жиров: например, в 100 г пельменей в среднем 13 г жира, а в шоколадных конфетах — порядка 30 г, хотя ни то ни другое не кажется жирным. Именно перебор насыщенных жиров в рационе становится причиной лишнего веса и складок на теле. Врачи не пришли к единому мнению, что важнее ограничивать — жиры или углеводы, если вы хотите похудеть. Но в одном они уверены: питание должно быть сбалансированным.
Биологически важные вещества
| Жиры – это сложные эфиры, образованные глицерином и высшими одноосновными карбоновыми кислотами (жирными кислотами). . |
Жиры образуются при взаимодействии глицерина и высших карбоновых кислот:
(содержит одну двойную связь в радикале)
(две двойные связи в радикале)
СН3-(СН2)4-СН = СН-СН2-СН = СН-СООН
(три двойные связи в радикале)
СН3СН2СН=CHCH2CH=CHCH2CH=СН(СН2)4СООН
Номенклатура жиров
Общее название жиров – триацилглицерины (триглицериды).
Существует несколько способов назвать молекулу жира.
Например, жир, образованный тремя остатками стеариновой кислоты, будет иметь следующие названия:
Физические свойства жиров
Жиры растворимы в органических растворителях и нерастворимы в воде. С водой жиры не смешиваются.
| Животные жиры — предельные | Растительные жиры (масла) — непредельные |
| Твёрдые, образованы предельными кислотами – стеариновой и пальмитиновой. Все животные жиры, кроме рыбьего – твёрдые. | Жидкие, образованы непредельными кислотами – олеиновой, линолевой и другими. Все растительные жиры, кроме пальмового масла – жидкие. |
Химические свойства жиров
1. Гидролиз (омыление) жиров
Жиры подвергаются гидролизу в кислой или щелочной среде или под действием ферментов.
1.1. Кислотный гидролиз
Под действием кислот жиры гидролизуются до глицерина и карбоновых кислот, которых входили в молекулу жира.
| Например, при гидролизе тристеарата глицерина в кислой среде образуется стеариновая кислота и глицерин |
1.2. Щелочной гидролиз — омыление жиров
При щелочном гидролизе жиров образуется глицерин и соли карбоновых кислот, входивших в состав жира.
2. Гидрирование (гидрогенизация) ненасыщенных жиров
Гидрогенизация жиров — это процесс присоединения водорода к остаткам непредельных кислот, входящих в состав жира.
При этом остатки непредельных кислот переходят в остатки предельных, жидкие растительные жиры превращаются в твёрдые (маргарин).
| Например, триолеат глицерина при гидрировании превращается в тристеарат глицерина: |
| Количественной характеристикой степени ненасыщенности жиров служит йодное число, показывающее, какая масса йода может присоединиться по двойным связям к 100 г жира. |
3. Мыло и синтетические моющие средства
При щелочном гидролизе жиров образуются мыла – соли высших жирных кислот.
Стеарат натрия – твёрдое мыло.
Стеарат калия – жидкое мыло.
Моющая способность мыла зависит от жесткости воды. Оно хорошо мылится и стирает в мягкой воде, плохо стирает в жёсткой воде и совсем не стирает в морской воде, так как содержащие в ней ионы Ca 2+ и Mg 2+ дают с высшими кислотами нерастворимые в воде соли.
| Например, тристеарат глицерина взаимодействует с сульфатом кальция |
Поэтому наряду с мылом используют синтетические моющие средства.
Их производят из других веществ, например из алкилсульфатов — солей сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты.
Далее алкилсульфат гидролизуется щелочью:
Эти соли содержат в молекуле от 12 до 14 углеродных атомов и обладают очень хорошими моющими свойствами. Кальциевые и магниевые соли этих веществ растворимы в воде, а потому такие мыла моют и в жесткой воде. Алкилсульфаты содержатся во многих стиральных порошках.
Белки
Белки (полипептиды) – биополимеры, построенные из остатков α-аминокислот, соединенных пептидными (амидными) связями.
Образование белковой макромолекулы можно представить как реакцию поликонденсации α-аминокислот:
Макромолекулы белков имеют стереорегулярное строение, исключительно важное для проявления ими определенных биологических свойств.
Структуры белков
| Первичная структура — последовательность α-аминокислотных звеньев в полипептидной цепи | Вторичная структура – спиральная структура полипептидной цепи, закрепленная водородными связями между группами N-H и С=О |
 |  |
Химические свойства белков
Качественные реакции на белки
Денатурация белка
Это разрушение структуры белка при нагревании, изменении кислотности среды, действии излучения, спирта, тяжелых металлов, радиации.
Пример денатурации — свертывание яичных белков при варке яиц.
Денатурация бывает обратимой и необратимой.
Анализируя продукты гидролиза, можно установить количественный состав белков.
Углеводы
| Углеводы (сахара) – органические соединения, имеющие сходное строение, состав большинства которых отражает формула Cx(H2O)y, где x, y ≥ 3. |
Исключение составляет дезоксирибоза, которая имеют формулу С5Н10O4 (на один атом кислорода меньше, чем рибоза).
Классификация углеводов
По числу структурных звеньев
Некоторые важнейшие углеводы:
