Жири

Жири — природні речовини, які входять до складу всіх живих організмів.

Жири — продукти взаємодії трьохатомного спирту гліцеролу та вищих карбонових кислот.

Під час взаємодії спиртів з карбоновими кислотами утворюються складні естери. Карбонові кислоти, які входять до складу жирів, часто називають жирними кислотами.

Жири поділяють на тваринні тверді (сала) і рослинні рідкі (олії).

До складу молекул рослинних жирів входять залишки молекул ненасичених вищих карбонових кислот:

олеїнова: C₁₇H₃₃COOH;

лінолева: C₁₇H₃₁COOH;

ліноленова: C₁₇H₂₉COOH.

До складу молекул тваринних жирів входять залишки молекул насичених вищих карбонових кислот:

пальмітинова: C₁₅H₃₁COOH;

стеаринова: C₁₇H₃₅COOH.

Загальна формула жиру:

а)Біологічна роль жирів.

Жири поряд з вуглеводами й білками є коштовним харчовим продуктом. Для здорового організму людини добова потреба жиру становить 70-100 г. Зі збільшенням віку й зменшенням фізичного навантаження споживання жирів повинне бути знижене, тому що надлишок жирів в організмі людини є однією з основних причин багатьох захворювань, зокрема, особливо серцево-судинних. В організмі людини основна функція жиру – бути джерелом енергії. Окиснення 1г жиру спричиняє виділенню 39 кДж енергії. Однак буде нерозумним прагнути забезпечити свій організм виключно жирами, оскільки, незважаючи на те, що вони багаті на енергію, жири важко засвоюються. Але не можна забувати, що надлишкова кількість жиру, навіть у раціоні здорової людини, дуже шкідлива. Жири не розчиняються ані водою, ані травними соками. В організмі вони розщеплюються й емульгуються за сприяння жовчі. Зайва кількість жиру не встигає проемульгуватися, порушує травні процеси та спричиняє неприємне відчуття печії.

Жири є не тільки джерелом енергії в організмі, а й джерелом води. Завдяки цій воді живуть верблюди тривалий час без свіжої води. Для розвитку зародка  курчати в інкубаційний період потрібна вода, а надходження її ззовні відсутнє. Зародок забезпечується водою окисленого жиру. Жири необхідні й мешканцям холодного клімату: тюленям, моржам. Підшкірний жир допомагає зберегти внутрішнє тепло. Будь – якій тварині жирові відкладення пом’якшують силу різних поштовхів і ударів. Крім того, жири для тварин – мастильний матеріал. Відомо, водоплавні птахи самі проводять змащення під час чищення пір’я. Висока харчова цінність жирів зумовлена також розчинністю в них деяких вітамінів А, Д, Е. 

б) Класифікація жирів.

Розрізняють жири рослинні та тваринні.

Рослинні жири часто називають оліями (соняшникова, кукурудзяна, оливкова, рапсова). При кімнатній температурі вони знаходяться у рідкому агрегатному стані. Проте, є і винятки: наприклад, кокосове масло при звичайних умовах — твердий жир.

Оливкова олія

Жири тваринного походження при кімнатній температурі, як правило, знаходяться у твердому агрегатному стані, проте при невеликому нагріванні стають рідкими. Рідше зустрічаються рідкі тваринні жири, наприклад, риб'ячий жир. Тверді жири не мають кристалічної будови і являють собою кремоподібні субстанції.

Вершкове масло

Температура плавлення жиру залежить від його складу.

Тверді жири містять, переважно, залишки вищих насичених карбонових кислот (пальмітинової і стеаринової).

Рослинні олії містять, переважно, гліцериди вищих ненасичених карбонових кислот (олеїнової, лінолевої, ліноленової, та ін.).

Усі жири легші за воду і у воді не розчиняються. Розчинити жир можна органічним розчинником — бензином, хлороформом, бензолом.

в) склад і утворення жирів.

К.Шеелє (шведський учений): “масляний цукор” в 1779р. уперше виявив жири.

М.Шеврель (французький учений): в 1811р. установив сполуку жирів.

У 1854 році М. Бертло уперше синтезував жир. Він нагрівав гліцерин з вищою карбоновою кислотою у запаяній посудині.

спирт         +          вища кислота                   =                        жир

г)Фізичні властивості жирів

Рідкими є більшість рослинних олій. Жири і олії жирні на дотик. Нанесені на папір, вони залишають характерну жирну пляму. На відміну від ефірних олій, жири при нагріванні не випаровуються, а навпаки – ще більше розпливаються.

Температура плавлення твердих жирів не чітко виражена і зростає зі збільшенням числа атомів Карбону в кислоті. Так, бараняче сало має одну з найбільш високих температур плавлення – приблизно 550С, а горіхова олія – одну з найнижчих, приблизно  мінус 270С.

Температуру кипіння жирів  визначити ннеможливо у зв'язку з тим, що при нагріванні до 250⁰С вони руйнуються з утворенням акролеїну (продукту окиснення гліцерину).

Запах і смак свіжих жирів – специфічний, слабкий. Запах цей зумовлений наявністю супутних  жирам  речовин –­ ефірних олій, терпенів та ін.

Колір твердих жирів, зазвичай, – білий або злегка жовтуватий. Рідкі олії, як правило, жовтуваті чи зеленкуваті внаслідок наявності в них супутних речовин – каротинодів, хлорофілу, азуленів та ін.

Жири не розчинні у воді і легші за неї, але добре утворюють емульсії. Їх густина лежить у межах 0,91 - 0,97 г/см³.

Розчинність. Жири легко розчиняються в діетиловому етері, хлороформі, бензині, петролейному ефірі. В етанолі вони розчиняються погано, за винятком касторової олії. Жири еластичні, мають малу теплопровідність.

Висихання. Жири поводять себе на повітрі по-різному: одні залишаються рідкими, інші поступово перетворюються у прозору смолоподібну еластичну плівку, нерозчинну в органічних розчинниках.

Тваринні жири, крім  риб’ячого, є твердими речовинами, а рослинні  рідинами (за винятком кокосового і пальмового).

Висновок: жири не розчинні у воді, розчинні у спирті, гасі.

Чи мають жири смак, запах, колір? Смак, запах, колір зумовлені різними домішками. При струшуванні рідких жирів з водою утворюється емульсія.( молоко). Температури різні, жири утворені гліцерином і насиченими кислотами мають вищі температури плавлення

д) Хімічні властивості жирів.

При довгому зберіганні на повітрі жири частково окиснюються киснем й гіркнуть.

Найважливішою властивістю жирів, як і всіх естерів, є їх гідроліз, в результаті якого вони розщеплюються на гліцерин й відповідні карбонові кислоти.

Наприклад: гідроліз тристеарину:

Цей процес відбувається в організмі: жири, які входять до складу їжі, під впливом ферментів підшлункового і кишкового соку піддаються гідролізу. Продукти гідролізу – гліцерин й карбонові кислоти – всмоктуються в кишківнику й знову утворюють жир, необхідний для організма.

У промисловості гідроліз проводять з метою добування гліцерину, карбонових кислот, мила. Щоб добути мило, гідроліз проводять в лужному середовищі. Продуктами лужного гідролізу є гліцерин і солі карбонових кислот (мила).

Омилення тристеарину:

Мила — розчинні солі лужних елементів і насичених вищих карбонових кислот, з кількістю атомів Карбону від 10 до 20:

стеарати C₁₇H₃₅COONa, C₁₇H₃₅COOK,

пальміати C₁₅H₃₁COONa, C₁₅H₃₁COOK

Найчастіше використовуються натрієві солі. Вони утворюють тверде мило. Калієві солі входять до складу рідкого мила.

Мила є розчинними у воді і здатні видаляти забруднення.

Як правило, мило виготовляють з твердого жиру і лугу.

Недоліки мила:

• виробляється з харчової сировини;

• погано працює у жорсткій воді, оскільки утворює нерозчинні осади з йонами Магнію і Кальцію;

• його розчини мають лужне середовище, тому можуть руйнувати деякі тканини і дратувати шкіру рук.

У даний час широко використовуються синтетичні миючі засоби. Вони синтезуються з нехарчової сировини (найчастіше з нафти) і позбавлені недоліків мила. Але синтетичні миючі засоби (СМЗ) здатні накопичуватися у навколишньому середовищі і забруднювати його, оскільки не розкладаються мікроорганізмами.

Для добування мила необхідні тверді жири. Вони також є цінними продуктами харчування, тому деякі олії, нехарчові рослинні жири гідрують (реакція гідрування) й перетворюють їх на більш цінні тверді жири. Так добувають, наприклад, маргарин:

Хімічні властивості

1. Гідроліз або омилення жирів (реакція зворотня):

2. Гідрування жирів (перетворення рідкого жиру в твердий):

3. Окиснення жирів на повітрі з утворенням масляної кислоти неприємного запаху.

(Джерела - інтернет ресурси)

Прочитати теоретичний матеріал і виконати завдання.

1.Укажи правильне твердження про властивості рослинних жирів:

А.при кімнатній температурі олії, переважно, знаходяться у твердому агрегатному стані

Б.соняшникова олія — рослинний жир

В.рослинні жири добре розчиняються у воді

2.Укажи правильне твердження про застосування жирів:

А.використовується як підсолоджувач

Б.використовуються у виробництві гліцерину

В.використовується у виробництві тканин

3.Вибери формулу твердого мила:

А.C₁₇H₃₅COOK

Б.C₁₄H₃₀

В.C₁₀H₂₁COONa

Г.C₁₉H₃₉COH

4. Гідролізом називають реакцію жиру з…

А.Водою

Б.Воднем

В.Киснем

Г.Натрій гідроксидом

5. Гідруванням  називають реакцію жиру з…

А.Водою

Б.Воднем

В.Киснем

Г.Натрій гідроксидом

6.Внаслідок гідрування ….. жир перетворюється на ……. жир.

7***Укажи кількість речовини мила масою 1280 г, якщо формула — C₁₈H₃₇COONa.

Відповідь запиши з точністю до десятих. Наприклад: 12,3 моль.

8***Укажи масову частку (%) Оксигену у милі, формула якого — C₁₉H₃₉COONa