Какие вещества в быту называют жирами? Приведите примеры.
В быту жирами называют вещества, состоящие из триглицеридов — сложных эфиров глицерина и высших жирных кислот. Примеры: сливочное масло, сало, подсолнечное и оливковое масла, маргарин.
1. Приведите примеры реакций, характерных для жиров.
– Гидролиз при нагревании с водой или кислотами/щелочами: C₃H₅(OOCR)₃ + 3H₂O → C₃H₅(OH)₃ + 3RCOOH (кислотный гидролиз) C₃H₅(OOCR)₃ + 3NaOH → C₃H₅(OH)₃ + 3RCOONa (щелочной гидролиз – омыление) – Гидрирование ненасыщенных жиров: R–CH=CH–R' + H₂ → R–CH₂–CH₂–R'
2. Почему в составе пищи человека непременно должны содержаться жиры?
Жиры необходимы, поскольку: – являются источником энергии (в 2 раза больше, чем углеводы и белки), – входят в состав клеточных мембран, – содержат жирорастворимые витамины (A, D, E, K), – способствуют усвоению других питательных веществ и защите органов.
3. Составьте уравнение реакции получения тристеарина. Как вы объясните, почему тристеарин не растворяется в воде?
Уравнение реакции получения тристеарина: C₃H₅(OH)₃ + 3C₁₇H₃₅COOH → C₃H₅(OOC–C₁₇H₃₅)₃ + 3H₂O (глицерин + стеариновая кислота → тристеарин + вода) Тристеарин не растворяется в воде, так как его молекулы состоят из длинных неполярных углеводородных цепей, не взаимодействующих с полярными молекулами воды.
4. Среди продуктов перегонки нефти немалое значение имеют различные смазочные масла. (Сравните их по химической природе, строению и свойствам с растительными маслами (подсолнечным, льняным и др.).
Смазочные масла (например, вазелиновое, моторное) — это углеводороды, в основном алканы с длинными цепями, не содержащие кислород. В отличие от них, растительные масла — это триглицериды, сложные эфиры глицерина и ненасыщенных жирных кислот. Смазочные масла более устойчивы к окислению, не участвуют в реакциях омыления и не содержат кислотных остатков.
5. Как с позиций состава триглицеридов объяснить то, что растительные масла при обычных условиях преимущественно жидкие, а животные — твёрдые?
Растительные масла содержат ненасыщенные жирные кислоты (с двойными связями), которые создают "изгибы" в молекулах и препятствуют плотной упаковке молекул, поэтому они остаются жидкими. Животные жиры содержат в основном насыщенные кислоты с прямыми цепями, что способствует плотной упаковке и делает жиры твёрдыми.
6. Как известно, верблюды способны оставаться без воды до полутора месяцев. Каким образом они сохраняют выносливость? Потребности в воде и энергии удовлетворяются за счёт сжигания жира, содержащегося в горбах (масса жира достигает 120 кг). Рассчитайте, сколько воды образуется в организме животного, если условиться, что весь жир состоит из триглицерида стеариновой кислоты и процесс окисления идёт полностью.
Для расчёта количества воды, образующегося при полном окислении жира, содержащегося в горбах верблюда, используем следующую информацию:
Триглицерид стеариновой кислоты — это тристеарин. Его формула: C₅₇H₁₁₀O₆
Уравнение полной реакции окисления тристеарина: C₅₇H₁₁₀O₆ + 81.5 O₂ → 57 CO₂ + 55 H₂O
То есть из 1 молекулы тристеарина получается 55 молекул воды.
Теперь найдём молярную массу тристеарина: 57 * 12 + 110 * 1 + 6 * 16 = 684 + 110 + 96 = 890 г/моль
Масса жира в горбах: 120 кг = 120 000 г Количество молей тристеарина: 120 000 / 890 ≈ 134.83 моль
Теперь найдём, сколько моль воды получится: 134.83 * 55 ≈ 7 415.7 моль воды
Молярная масса воды: 18 г/моль Масса воды: 7 415.7 * 18 ≈ 133 482 г = 133.5 кг воды
Ответ: при полном окислении 120 кг жира (тристеарина) в организме верблюда образуется примерно 133.5 кг воды.