Хімія. Поглиблений рівень. Повторне видання. 9 клас. Бутенко

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 57. Жири: склад, утворення, гідроліз і гідрування, біологічне значення

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

  • що таке жири;
  • які хімічні властивості жирів;
  • яке значення мають жири для організму людини.

Жири — це органічні речовини, утворені вищими одноосновними карбоновими кислотами та триатомним спиртом гліцеролом.

Склад жирів можна описати такою загальною формулою:

де R, R′ і R″ — вуглеводневі замісники насичених або ненасичених кислот. Насамперед це замісники насичених стеаринової С17Н35СООН та пальмітинової С15Н33СООН кислот і ненасиченої олеїнової кислоти С17Н33СООН. Це одноосновні кислоти, оскільки містять лише одну карбоксильну групу.

Утворення жирів описують рівнянням реакції між гліцеролом та стеариновою, пальмітиновою чи олеїновою кислотою:

Фізичні властивості. Жири бувають твердими та рідкими. Усі вони легші за воду і зазвичай не розчиняються в ній, але здатні утворювати з водою емульсії.

Температуру плавлення жирів неможливо чітко визначити, оскільки вона залежить від природи залишків карбонових кислот, які містяться в складі жирів: що вищі їхні відносні молекулярні маси, то вища температура плавлення.

Хімічні властивості. Найважливішою хімічною властивістю жирів є їхня здатність до гідролізу, тобто взаємодіяти з водою.

Цю реакцію проводять за умови нагрівання та наявності каталізатора (як правило, магній, цинк або кальцій оксиду). У загальному вигляді рівняння цієї реакції записують так:

Реакція гідрування, або гідрогенізація (тобто приєднання водню), характерна лише для жирів, утворених залишками вищих ненасичених одноосновних карбонових кислот:

На цій реакції ґрунтується спосіб перетворення рідких жирів на тверді, наприклад у промисловому виробництві маргарину.

Біологічне значення жирів. У харчових продуктах жири містяться в м’ясі, рибі, молочних продуктах, насінні, плодах (рис. 59).

Рис. 59. 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. Унаслідок окиснення 1 г жиру організм людини отримує приблизно 40 кДж енергії (відповідно білки дають 17,2 кДж, вуглеводи — 17,6 кДж). Крім того, жири є гарними розчинниками вітамінів — біологічно активних речовин.

В організмі людини приблизно 15% від загальної маси становлять жири.

Приклади розв’язування задач

Приклад 1. Обчисліть масу гліцеролу, який можна одержати з жиру (тристеарат) масою 222,5 г унаслідок його гідролізу.

Приклад 2. Обчисліть об’єм (н. у.) водню, який треба витратити на повне гідрування триолеату, щоб одержати тристеарату масою 133,5 г.

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.

Енергія витрачається переважно для підтримання нормальної температури нашого тіла, а також на функціювання м’язів, мозку, легень тощо. 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 XXI 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. У яких агрегатних станах можуть перебувати жири?

°3. Чи розчиняються жири у воді? Вони легші чи важчі за воду?

4. За яких умов відбувається гідроліз? Як іще називають цей процес? Які продукти внаслідок нього утворюються?

5. Яку реакцію називають гідруванням жирів? Чи всі види жирів гідруються?

6. Яка реакція лежить в основі перетворення рідких жирів на тверді?

7. Де в природі трапляються жири?

8. Яка добова доза споживання жирів людиною? Чому потрібно вживати жири?

9. Запишіть формули вищих карбонових кислот: пальмітинової, олеїнової, стеаринової. Які з них є насиченими, а які — ненасиченими карбоновими кислотами?

10. Від чого залежить температура плавлення жирів? Із наведених формул жирів визначте жир з найвищою і найнижчою температурами плавлення:

11. Обчисліть об’єм (н. у.) водню, який треба витратити на повне гідрування триолеату кількістю речовини 1,5 моль.

12. Обчисліть масу гліцеролу, що утвориться внаслідок гідролізу тристеарату кількістю речовини 0,5 моль.

13. Припустимо, що ви з’їли 50 грамів твердого сиру. Яку енергію отримає ваш організм, якщо масова частка білків складає 25 %, а молочного жиру — 45 %?