У цьому параграфі ви дізнаєтеся:
• що таке жири;
• які хімічні властивості жирів найважливіші;
• яке значення мають жири для організму людини.
Жири — це органічні речовини, утворені вищими монокарбоно-вими кислотами та триатомним спиртом гліцеролом.
Склад жирів можна подати у вигляді такої загальної формули:
де R, R' і R” — вуглеводневі радикали насичених або ненаси-чених кислот. Насамперед це радикали насичених стеаринової C17H35COOH та пальмітинової C15H33COOH кислот і радикал ненасиченої олеїнової кислоти C17H33COOH. Це одноосновні кислоти (оскільки містять лише одну карбоксильну групу), а отже, і монокарбонові.
Утворення жирів можна описати таким рівнянням реакції між гліцеролом та стеариновою, пальмітиновою чи олеїновою кислотою:
Щоб дати назву будь-якому жиру, положення кислотних залишків
вуглеводневий радикал, наприклад C17H35) умовно позначають буквами грецького алфавіту
Фізичні властивості. Жири бувають твердими та рідкими. Усі вони легші за воду і, як правило, не розчиняються в ній, але здатні утворювати з водою емульсії.
Температуру плавлення жирів неможливо чітко визначити, через те що вона залежить від природи залишків карбонових кислот, які входять до складу жирів: що вищі їхні відносні молекулярні маси, то вища температура плавлення.
Хімічні властивості. Найважливішою хімічною властивістю жирів є їхня здатність зазнавати гідролізу, тобто вступати в реакцію з водою. Цю реакцію проводять за умови нагрівання та наявності каталізатора, як правило, магній, цинк або кальцій оксиду. У загальному випадку рівняння цієї реакції можна подати в такому вигляді:
У реакцію гідрування, або гідрогенізації (тобто приєднання водню), вступають лише жири, утворені залишками вищих нена-сичених монокарбонових кислот:
На цій реакції ґрунтується спосіб перетворення рідких жирів на тверді, наприклад у промисловому виробництві маргарину.
Біологічне значення жирів. У природі жири містяться в м’ясі, рибі, молочних продуктах, насінні, плодах (рис. 50).
Рис. 50. Уміст жирів у харчових продуктах, узятих масою 100 г
Жири є одним з основних харчових продуктів. За добу людина має споживати в середньому 65 г жирів. Це пов’язано з тим, що порівняно з вуглеводами та білками жири характеризуються найбільшим запасом енергії. У результаті окиснення 1 г жиру організм людини отримує приблизно 40 кДж енергії. Крім того, жири є гарними розчинниками вітамінів — біологічно активних речовин.
В організмі людини приблизно 15 % від загальної маси припадає на жири.
Приклади розв’язування задач
Приклад 1. Яку масу гліцеролу можна одержати з 222,5 г жиру (тристеарат) в результаті його гідролізу?
2. Обчислюємо масу гліцеролу:
Відповідь: 23 г.
Приклад 2. Який об’єм водню (н. у.) треба витратити на повні гідрування триолеату, щоб одержати 102,8 г тристеарату?
Розв’язання
1. Записуємо рівняння реакції гідрування триолеату та наводимо дані з умови задачі для складання пропорції, з якої визначимо потрібний об’єм водню.
2. Обчислюємо об’єм водню (н. у.):
Відповідь: 7,8 л.
Основні поняття. Жири. Насичені та ненасичені монокарбонові кислоти. Гідроліз. Гідрування.
Для допитливих
Жири, енергія та харчування
Жири разом із білками та вуглеводами складають основу харчування людини. Вони — найефективніше джерело енергії.
Один грам жирів у результаті повного окиснення в клітинах організму дає приблизно 40 кДж енергії. Це удвічі більше, ніж можна одержати з білків або вуглеводів. Для порівняння: згорання 1 г бензину дає 42 кДж, 1 г кам’яного вугілля — 31 кДж, 1 г сухої деревини — 15 кДж. Таким чином, жир належить до висококалорійного «палива». Воно витрачається переважно для підтримання нормальної температури нашого тіла, а також на функціювання м’язів. Навіть коли людина спить, їй на покриття енергетичних витрат кожну годину необхідно 350 кДж енергії.
Жирна їжа здавна асоціювалася з багатством і благополуччям. На середньовічних банкетах найважливішою стравою було жирне м’ясо. У ті часи ситими називали угодованих, здорових людей, а також рясні, плодючі поля та луки.
Минув час, і вподобання змінилися: у ХХІ столітті основною ознакою раціонального харчування має бути здоров'я людини.
Запитання та завдання
°1. Які сполуки називають жирами? Якою загальною формулою можна описати їхній склад?
°2. Якими формулами можна виразити склад вищих
карбонових кислот: пальмітинової, олеїнової, стеаринової? Які з них є насиченими (алкановими), а які — ненасиченими (алкеновими) монокарбоновими кислотами?
°3. У яких агрегатних станах можуть перебувати жири?
°4. Чи розчиняються жири у воді? Вони легші чи важчі за воду?
5. За яких умов відбувається гідроліз? Як іще називають цей процес? Які продукти внаслідок нього утворюються?
6. Яку реакцію називають гідруванням жирів? Чи всі види жирів здатні вступати в цю реакцію?
7. Яка реакція лежить в основі перетворення рідких жирів на тверді?
8. Де в природі трапляються жири?
9. Яка добова доза споживання жирів людиною? Чому потрібно вживати жири?
*10. Від чого залежить температура плавлення жирів? Із наведених формул жирів визначте жир з найвищою і найнижчою температурами плавлення та дайте їм назви:
*11. Який об’єм водню (н. у.) треба витратити на повне гідрування 1,5 моль триолеату?
*12. Яка маса гліцеролу утвориться в результаті гідролізу 0,5 моль тристеарату?
13. Складіть молекулярну формулу а'-пальмітодистеарату.
14. Припустимо, що ви з’їли 50 грамів сиру. Яку енергію отримає ваш організм?
Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Бутенко (поглиблений рівень)