Хімія. Повторне видання. 9 клас. Попель

§ 34. Жири

Матеріал параграфа допоможе вам:

• з’ясувати склад і властивості жирів;
• дізнатися про виробництво твердих і рідких жирів;
• зрозуміти біологічну роль жирів в організмі.

У природі дуже поширені сполуки, загальна назва яких — жири. Вони добре відомі нам із повсякденного життя (мал. 101).

Мал. 101. Харчові жири

Жири — це похідні гліцерину і вищих карбонових кислот.

Загальна формула жирів —

де R, R', R" — вуглеводневі залишки (здебільшого вони різні, але можуть бути й однаковими). Найчастіше це залишки насичених кислот — пальмітинової С₁₅Н₃₁СООН, стеаринової С₁₇Н₃₅СООН, а також ненасиченої олеїнової кислоти С₁₇Н₃₃СООН.

Природні жири завжди містять домішки; серед них — жирні кислоти, вітаміни, інші біологічно важливі речовини, вода.

Класифікація. За походженням жири поділяють на тваринні й рослинні.

Тваринні жири (яловичий жир, свиняче сало, вершкове масло) містять переважно сполуки, що є похідними гліцерину й насичених кислот — стеаринової та пальмітинової. Молекули жирів морських ссавців і риб вирізняються вмістом залишків ненасичених кислот, які мають щонайменше чотири подвійні зв’язки.

Рослинні жири зазвичай називають оліями. Найважливіші серед них у нашому харчуванні — соняшникова, оливкова, кукурудзяна, лляна. Олії містять переважно жири, що є похідними олеїнової та інших ненасичених кислот. У кокосовому і пальмовому жирах переважають молекули із залишками насичених кислот.

Цікаво знати

Найбільше у світі виробляють дешевої пальмової олії.

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

Запах, колір і смак жирів здебільшого зумовлені різними домішками.

Жири нерозчинні у воді, але добре розчиняються в бензині, гасі, інших органічних розчинниках. Під час інтенсивного перемішування рідких жирів з водою утворюються емульсії (приклад такої емульсії — молоко).

Температури плавлення жирів залежать від того, якими кислотами вони утворені. Якщо молекули жирів містять залишки насичених кислот, то ці речовини мають вищі температури плавлення і за звичайних умов є твердими. Жири, які походять від ненасичених кислот, — рідини.

За нагрівання до 250-300 °С жири розкладаються з утворенням сумішей різних сполук.

У вологому повітрі жири зазнають повільного окиснення. Продукти відповідних реакцій мають неприємний запах і гіркий смак (пригадайте запах і смак несвіжого вершкового масла).

Під час горіння жирів відбувається їх повне окиснення з утворенням вуглекислого газу, водяної пари і виділенням значної кількості теплоти:

Змішаний з водою жир за нагрівання взаємодіє з лугом. Цей процес отримав назву омилення жирів. Продуктами таких реакцій є гліцерин і солі вищих карбонових кислот — мила.

Рідкі жири можуть взаємодіяти з воднем і перетворюватися на тверді (гідрогенізовані) жири. Для здійснення такої реакції олію нагрівають до температури 160-240 °С і пропускають у неї водень за наявності каталізатора:

Додаючи до продукту реакції молоко, вершкове масло, вітаміни А і D, виробляють маргарин.

Добування. Уперше синтез жиру здійснив французький учений М. Бертло в 1854 р., нагріваючи гліцерин із вищою карбоновою кислотою в запаяній посудині. Із часом було винайдено інші методи синтезу жирів. Однак усі вони не набули промислового значення, оскільки жири дуже поширені в природі і їх вилучають із природної сировини.

Цікаво знати

Україна виробляє 25 % усієї соняшникової олії у світі і є найбільшим експортером цього продукту.

Виробництво олії здійснюють двома способами. За першим способом висушене й очищене від домішок насіння соняшнику, інших рослин подрібнюють, нагрівають і пресують, унаслідок чого виділяється олія, яку очищують і розливають у різні ємності (мал. 102). Нагрівання потрібне для зменшення в’язкості олії, щоб вона легше вилучалася з насіння під час пресування. Крім того, за підвищеної температури припиняється дія ферментів, які розкладають жири і спричиняють їх згіркнення.

Мал. 102. Фасування олії

Інший спосіб полягає в обробленні насіння нагрітим летким розчинником (гексаном, етанолом), у якому олія розчиняється. Потім розчинник видаляють перегонкою.

Твердий жир добувають із тваринної сировини витоплюванням. Жир плавиться й відокремлюється від залишків м’яса, води, інших речовин. Його очищують і заливають у форми для тверднення. Вершкове масло виробляють із вершків.

Застосування. Жири використовують у харчовій промисловості, виробництві косметичних засобів, медицині, техніці, для змащування виробів із металу з метою запобігання корозії. Із жирів добувають гліцерин, мило, оліфу, багато інших речовин і матеріалів. Раніше деякі жири використовували як горючі речовини для освітлення приміщень.

Біологічна роль. Жири є одними з найважливіших харчових продуктів. Це — основне джерело енергії в організмі. У разі повного окиснення 1 г жиру в організмі виділяється в середньому 39 кДж теплоти, що удвічі більше за енергію, яку «виробляє» така сама маса білків чи вуглеводів. Виділення великої кількості води внаслідок окиснення жиру має виняткове значення для тварин (наприклад, верблюдів), які змушені тривалий час жити без води.

Цікаво знати

У рослинах жир накопичується в насінні (ним живляться зародки).

Висока харчова цінність жирів зумовлена також розчинністю в них вітамінів A, D, Е.

Жири відіграють важливу роль у терморегуляції живих організмів. Вони погано проводять теплоту й тому захищають від переохолодження пінгвінів, китів, тюленів, інших тварин.

ВИСНОВКИ

Жири — похідні гліцерину і вищих карбонових кислот.

Розрізняють тваринні й рослинні жири. Тваринні жири здебільшого є твердими речовинами; це — похідні насичених кислот. Рослинні жири (олії) — переважно рідини; вони походять від ненасичених кислот.

Жири не розчиняються у воді, на повітрі повільно окиснюються, а за нагрівання розкладаються.

Жири мають високу енергетичну цінність і є невід’ємним складником нашого харчування. Їх також використовують у промисловості, медицині, техніці.

258. Назвіть кілька твердих і рідких харчових жирів.

259. З яких частин складається молекула жиру?

260. Який зв’язок існує між складом молекули жиру та його агрегатним станом?

261. Зобразіть скорочену структурну формулу молекули жиру, якщо вона містить три залишки: а) пальмітинової кислоти; б) олеїнової кислоти.

262. Складіть рівняння реакції горіння жиру, в молекулі якого — три залишки стеаринової кислоти.