3xsports.ru

Спорт и красота
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Химическая формула жиров

Формула жира

Общая формула жиров

Природные жиры, как правило, являются смесью различных триглицеридов, а не индивидуальными веществами.

Схема образования типичного триглицерида:

Чаще всего в состав жиров входят остатки следующих кислот:

содержит 2 двойные связи

содержит 1 двойную связь

содержит 3 двойные связи

В состав триглицерида могут входить неодинаковые кислотные остатки (что характерно и для природных жиров). Пример молекулы триглицерида, слева – глицерин, справа – радикалы жирных кислот: пальмитиновой кислоты, олеиновой кислоты, альфа-линолевой кислоты.

Твердые жиры состоят в основном из триглицеридов, содержащих преимущественно остатки насыщенных (предельных, твердых) кислот, жидкие – из триглицеридов, содержащих преимущественно остатки непредельных (ненасыщенных, жидких) кислот.

Жидкие жиры можно превратить в твердые с помощью реакции гидрогенизации:

Для жиров, как сложных эфиров, характерна реакция гидролиза. В присутствии минеральных кислот гидролиз протекает с образованием глицерина и соответствующих карбоновых кислот (обратимый процесс). При участии щелочей гидролиз идет до конца, в этом случае образуются мыла – соли жирных кислот и щелочных металлов:

Примеры решения задач по теме «формула жира»

ЗаданиеОпределите, какая масса жира (трипальмитата глицерина), требуется для получения 100г туалетного мыла, если содержание пальмитата натрия в мыле составляет 83,4 %.
РешениеЗапишем уравнение реакции получения пальмитата натрия из трипальмитата глицерина:

Масса пальмитата натрия в мыле равна:

мыла

г

Найдем количество вещества пальмитата натрия:

моль

По уравнению реакции:

моль

Найдем массу трипальмитата глицерина (массу жира):

г

Ответ г
ЗаданиеНапишите, по крайней мере, две формулы жира, который имеет в составе молекулы 57 атомов углерода и вступает в реакцию с йодом в количественном соотношении 1:2. Молекула жира содержит остатки карбоновых кислот с четным числом углеродных атомов.
РешениеЗапишем общую формулу жиров:

где R, R’, R» – соответствующие углеводородные радикалы, которые содержат нечетное число атомов углерода, поскольку еще один атом углерода из кислотного остатка входит в состав карбонильной крупы.

Таким образом, число атомов углерода, которое приходится на долю трех углеводородных радикалов равно:

Примем, что каждый радикал содержит по атомов углерода.

Как известно из условия, одна молекула жира присоединяет две молекулы йода, следовательно, на три углеводородных радикала приходится либо две двойные связи, либо одна тройная.

Рассмотрим случай с двумя двойными связями. Если они расположены в одном радикале, то в состав жира будет входить остаток линолевой кислоты (R = С 17Н31) и два остатка стеариновой кислоты (R’ = R» = С17Н35). Если две двойные связи принадлежат разным радикалам, то в состав жира будут входить два остатка олеиновой кислоты (R = R’ = С17H33), а также один остаток стеариновой кислоты (R» = С17Н35).

Что такое жиры

Жиры, как и другие нутриенты (углеводы, белки, минералы и витамины), поступают в организм с питанием и имеют несколько функций: энергетическую, запасающую, транспортную, теплоизоляционную, защитную, регуляторную. Отказ от жиров может нарушить обменные процессы и привести к болезням.

Для чего нужны жиры в организме человека

Жир способствует всасыванию витаминов, которые входят в разряд жирорастворимых (витамин А, D, Е, К) и улучшает усвоение белка. За счет этих веществ кожа обладает эластичностью и не пересыхает, а при их нехватке покрывается морщинами. Жировые клетки создают прослойку, которая снижает риск получения ушибов органов и костей. Она же сохраняет в организме необходимое тепло в холодную погоду. Происходит это благодаря низким свойствам теплопроводности жира, подкожно-жировая клетчатка изолирует органы и ткани от потери тепла и снимает вред воздействия холода.

Жиры — это хранилище источника энергии. Углеводы также имеют запас энергии, но являются менее энергетически емкими. От одного грамма жира человек получает 9 калорий, а грамм углевода содержит всего 4. Это объясняет, почему именно жиры являются наиболее энергетическими веществами. Такая характеристика жиров, как большая энергетическая ценность, позволяет им дольше обеспечивать человека энергией. Углеводы находятся в организме в виде густой жидкости — они смешаны с водой для лучшей сохранности. Поэтому их масса больше, чем масса жиров, легких и объемных. Углеводные запасы организма тратятся в разы быстрее, чем жировые.

Жиры — источник энергии

Что такое жиры

Жиры липиды — это жироподобные органические соединения, источник полиненасыщенных жирных кислот. Линолевая и линоленовая кислоты незаменимы в организме, на их базе образуются остальные. Они не растворяются в воде. В состав липидов входит глицерин и многочисленные жирные кислоты. В зависимости от строения жиров, имеющихся пропорций кислот, меняются и свойства жировых соединений. Это оказывает влияние на вкусовые свойства, цвет и запах.

Зная, из чего именно состоят жиры и что относится к жирам, можно понять механизм их работы. Сама молекула состоит из головной части — глицерина и из «хвоста», который представлен двумя или тремя молекулами жирных кислот. Последний вариант наиболее распространен. Если в формуле три «хвоста», вещества называются триглицеридами.

За запасы жира ответственны адипоциты. Эти клетки способны получать его из элементов, не предназначенных для этого напрямую: остатков белковых молекул, углеводов различного класса. При переедании эти клетки выявляют излишки молекул липидов и начинают их усваивать, образуя жировые клетки. В момент снижения уровня жирных кислот адипоциты дополняют кровь жировыми молекулами с целью восполнить недостаток энергии. Главный сигнал к накоплению или сжиганию жира — уровень инсулина — гормона, который регулирует многие обменные процессы в организме

Продукты богатые жирами

Жиры начинают расходоваться в исключительных случаях, когда самые важные органы испытывают острый недостаток углеводов. Мышцы используют их в качестве топлива лишь после продолжительной, сложной и изматывающей работы.

Пищевые жиры делятся на два вида:

Животные жиры тяжелы для усвоения и принимаются организмом хуже, однако они также необходимы ему, как и растительные. Обнаружить их можно в мясе, сале, жирной рыбе, молоке, сметане, сыре. Примеры «хороших» жиров растительного происхождения — оливковое масло, авокадо, орехи. Работа жирных кислот в биологии является примером того, как для организма важен жир. Общая формула молекул жирных кислот представляет собой цепочку углеродных атомов. К ним присоединены атомы водорода и кислорода. Если молекула покрыта водородными атомами полностью, то жирная кислота является насыщенной.

К самым важным для функционирования организма относятся каприловая, лауриновая, миристиновая, стеариновая, лигноцериновая, каприновая насыщенные жирные кислоты. Полный список включает в себя несколько десятков наименований. Они содержатся в данных продуктах:

  • красное и белое мясо;
  • молочные продукты, сыр;
  • сливочное масло;
  • другие животные жиры;
  • какао масло;
  • кокосовое масло.

Важно! Чем больше в составе жира насыщенных кислот, тем тверже он будет. Избыток насыщенных жирных кислот в рационе может стать причиной расстройства ЖКТ, развития ожирения, возникновения диабета, заболеваний сердца и сосудов.

Если в структуре жиров, представленной углеродной цепочкой, есть пробел без атомов водорода, то такой липид называется мононенасыщенной жирной кислотой. На ней есть только одно место для их крепления. Самый известный пример такой кислоты в химии – Омега- 9 (олеиновая кислота). Если мест на углеродной цепочке нет, то кислота является полиненасыщенной. К ним относятся Омега-3, Омега-6 жирные кислоты: рыбий жир, жирная рыба, оливковое, льняное масло, орехи.

Продукты с полиненасыщенной кислотой

Рекомендуемая норма поступления жиров в диетологии — 0,8-2 г. на килограмм веса человека. Точную потребность можно определить, исходя из образа жизни человека. Для людей с нормальным индексом массы тела оптимально употребление 1 г. жира на килограмм массы. При избыточном весе следует потреблять до 0,8 г. Норма может быть поднята до 2 г. при медицинских показаниях.

На жиры должно приходиться 30% от общего количества употребленных за сутки калорий. В норме пропорции должны быть следующими:

  • Омега-3 кислоты — 2-3 г.;
  • насыщенные жиры — 30% от общего количества;
  • ненасыщенные — 70% (преимущественно растительные).

Норма содержания жировой ткани в теле мужчины:

  • молодой (20-30 лет) — 13-25%;
  • зрелый (35-50 лет) — 15-25%;
  • старше 50 лет — 16-28%

Для женщин нормы следующие:

  • молодая — 16-28%;
  • зрелая — 20-30%;
  • старше 50 лет — 20-35%

Определение жиров в процентном содержании возможно на специальном медицинском оборудовании. Приблизительное содержание жира в теле можно вычислить при помощи формулы для расчёта индекса массы тела. Превышение значения говорит об избытке веса и высоком риске заболеваний.

Определение жиров в процентном содержании

Вред и польза человеческому организму от жиров

Как избыток, так и недостаток жиров, может нанести тяжелый вред здоровью. Недостаток приводит к следующим болезням:

  • нарушение работы желудочно-кишечного тракта;
  • нарушение работы нервной системы;
  • быстрая утомляемость и снижение работоспособности;
  • отклонения в работе иммунной системы;
  • атеросклероз;
  • тромбоз;
  • повреждение суставов;
  • снижение зрения.

Чрезмерное употребление приводит к проблемам:

  • образование висцерального жира, влияющего на работу органов;
  • трансжиры провоцируют возникновение диабета, заболеваний сердечно-сосудистой системы, заболевания желудка;
  • многие жиры после термической обработки обретают канцерогенные свойства;
  • возникновение лишнего веса;
  • поражение печени и поджелудочной железы.

Польза употребления жиров представлена следующим списком:

  • защита организма от температурных перепадов;
  • являются источником воды — она образуется после расщепления;
  • способствуют усвоению белка;
  • мононенасыщенные кислоты понижают уровень холестерина в крови.

Как сжигаются жиры в организме

Жир расщепляется при условии наличия достаточного количества кислорода. Тот, в свою очередь, поступает к тканям после продолжительной нагрузки. Структура не позволяет жировой ткани сжигаться сразу после начала тренировки. Проходит 30-50 минут, в течение которых она разогревается и становится доступной для мышц в виде энергетического источника.

В первую очередь энергию дает глюкоза в составе крови, затем из мышц берется гликоген. Только после этого начинается использование телом жиров для восполнения запасов энергии. Известный среди спортсменов момент открытия «второго дыхания» — это сигнал того, что в ход пошли жировые запасы.

Важно! Намеренно и быстро сжечь жир можно при помощи аэробных или силовых упражнений. Первые быстрее открывают доступ кислороду, т. к. во время тренировок быстро расширяются капилляры и усиливается приток крови. Силовая тренировка дает сигнал для работы липазы. Липаза является энзимом, участвующим в жиро-энергетическом обмене.

Чрезмерное употребление жира может стать причиной избыточного веса. Однако его недостаток не является гарантией успешного жиросжигания и может навредить организму, нарушив работу жизненно важных систем. Употребление полезных жиров улучшит здоровье, внешний вид и спортивные показатели.

Жиры: строение, химический состав, функции и применение

Под общим термином липиды (жиры) в науке объединяются все жироподобные вещества. Жиры представляют собой органические соединения, обладающие различным внутренним строением, но похожими свойствами. Эти вещества нерастворимы в воде. Но при этом они хорошо растворяются в других веществах – хлороформе, бензине. Жиры очень широко распространены в живой природе.

Исследования жиров

Строение жиров делает их незаменимым материалом для любого живого организма. Предположение о том, что эти вещества имеют одну скрытую кислоту, было сделано еще в XVII веке французским ученым Клодом Жозефом Жоруа. Он обнаружил, что процесс разложения мыла кислотой сопровождается выделением жирной массы. Ученый подчеркивал, что эта масса не является исходным жиром, поскольку отличается от него по некоторым свойствам.

Тот факт, что в строение липидов также входит глицерин, впервые был открыт шведским ученым Карлом Шееле. Полностью состав жиров был определен французским ученым Мишелем Шеврелем.

Классификация

По составу и строению жиры классифицировать очень сложно, поскольку в эту категорию входит большое количество веществ, различающихся по своему строению. Они объединяются только по одному признаку – гидрофобности. По отношению к процессу гидролиза биологи разделяют липиды на две категории – омыляемые и неомыляемые.

К первой категории относится большое число стероидных жиров, в состав которых входит холестерол, а также производные от него: стероидные витамины, гормоны, а также желчные кислоты. В категорию омыляемых жиров попадают липиды, называемые простыми и сложными. Простые – это те, что состоят из спирта, а также жирных кислот. К данной группе относятся различные типы воска, эфиры холестерола и другие вещества. Сложные жиры содержат в себе, помимо спирта и жирных кислот, другие вещества. К этой категории относятся фосфолипиды, сфинголипиды и другие.

Есть и другая классификация. Согласно ей, к первой группе жиров относятся нейтральные жиры, ко второй – жироподобные вещества (липоиды). К нейтральным относят комплексные жиры трехатомного спирта, например глицерина, или же ряда других жирных кислот, имеющих сходное строение.

Разнообразие в природе

К липоидам относят те вещества, которые встречаются в живых организмах, независимо от их внутреннего строения. Жироподобные вещества могут растворяться в эфире, хлороформе, бензоле, горячем спирте. Всего в природе найдено более 200 различных жирных кислот. При этом широкое распространение имеют не более 20 типов. Содержатся они как в животных организмах, так и в растениях. Жиры являются одной из главных групп веществ. Они обладают очень высокой энергетической ценностью — из одного грамма жира выделяется 37,7 кДж энергии.

Функции

Во многом функции, выполняемые жирами, зависят от их типа:

  • Резервно-энергетическая. Вещества подкожного жира являются основным источником питания живых существ при голодании. Также они представляют собой источник питания для поперечно-полосатых мышц, печени, почек.
  • Структурная. Жиры входят в состав межклеточных мембран. Главными их компонентами являются холестерол и гликолипиды.
  • Сигнальная. Липиды выполняют различные рецепторные функции и участвуют во взаимодействии между клетками.
  • Защитная. Подкожный жир также является хорошим термоизолирующим веществом для живых организмов. Он обеспечивает и защиту внутренних органов.

Строение жиров

Одна молекула любого липида состоит из остатка спирта – глицерина, а также трех остатков различных жирных кислот. Поэтому жиры иначе называются триглицеридами. Глицерин представляет собой бесцветную и вязкую жидкость, у которой нет запаха. Он тяжелее воды, и потому легко смешивается с ней. Температура плавления глицерина составляет +17,9 о С. Практически во все категории липидов входят жирные кислоты. По химическому строению жиры – это сложные соединения, которые включают в себя трехатомный глицерин, а также высокомолекулярные жирные кислоты.

Свойства

Липиды вступают в любые реакции, которые свойственны сложным эфирам. Однако у них есть и некоторые характерные особенности, связанные с их внутренним строением, а также наличием глицерина. По своему строению жиры также делятся на две категории – насыщенные и ненасыщенные. Насыщенные не содержат двойных атомных связей, ненасыщенные – содержат. К первым принадлежат такие вещества, как стеариновая и пальмитиновая кислоты. К ненасыщенным относится, к примеру, олеиновая кислота. Помимо различных кислот, строение жиров включает в себя также некоторые жироподобные вещества – фосфатиды и стерины. Они также имеют больше значение для живых организмов, так как участвуют в синтезе гормонов.

Большая часть жиров являются легкоплавкими – иными словами, они остаются в жидком состоянии при комнатной температуре. Животные жиры, наоборот, при комнатной температуре остаются твердыми, поскольку содержат большое количество насыщенных жирных кислот. К примеру, говяжье сало содержит следующие вещества – глицерин, пальмитиновую и стеариновую кислоты. Пальмитиновая плавится при температуре 43 о С, а стеариновая – при 60 о С.

Основной предмет, в рамках которого школьники изучают строение жиров – химия. Поэтому ученику желательно знать не только набор тех веществ, которые входят в состав различных липидов, но также иметь понимание их свойств. Например, жирные кислоты являются основой растительных жиров. Это вещества, которые получили свое название от процесса их выделения из липидов.

Липиды в организме

Химическое строение жиров – это остатки глицерина, который хорошо растворяется в воде, а также остатки жирных кислот, которые, наоборот, в воде нерастворимы. Если нанести каплю жира на поверхность воды, то в ее сторону обратится глицериновая часть, а сверху будут располагаться жирные кислоты. Эта ориентация очень важна. Слой жира, который входит в состав клеточных оболочек любого живого организма, препятствует растворению клетки в воде. Особенно важными являются вещества под названием фосфолипиды.

Фосфолипиды в клетках

Они также содержат в своем составе жирные кислоты и глицерин. Фосфолипиды отличаются от других групп жиров тем, что содержат также и остатки фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются одними из важнейших компонентов клеточных оболочек. Также большую важность для живого организма несут и гликолипиды – вещества, содержащие в себе жиры и углеводы. Строение и функции этих веществ позволяют им осуществлять различные функции в нервной ткани. В частности, большое их количество содержится в тканях головного мозга. Гликолипиды размещаются на внешней части плазматических мембран клеток.

Строение белков, жиров и углеводов

АТФ, нуклеиновые кислоты, а также белки, жиры и углеводы относятся к органическим веществам клетки. Они состоят из макромолекул – больших и сложных по своему строению молекул, содержащих, в свою очередь, более мелкие и простые частицы. В природе встречаются три типа питательных веществ – это белки, жиры и углеводы. Строение они имеют разное. Несмотря на то, что каждый из этих трех типов веществ относится к углеродным соединениям, один и тот же атом углерода может образовывать различные внутриатомные соединения. Углеводы представляют собой органические соединения, которые состоят из углерода, водорода, а также кислорода.

Отличия в функциях

Различается не только строение углеводов и жиров, но и их функции. Углеводы расщепляются быстрее, чем остальные вещества – и поэтому они могут образовывать большее количество энергии. Находясь в организме в большом количестве, углеводы могут трансформироваться в жиры. Белки же не поддаются такой трансформации. Их строение намного сложнее, чем строение углеводов. Строение углеводов и жиров делает их основным источником энергии для живых организмов. Белки же являются теми веществами, которые расходуются в качестве строительного материала для поврежденных клеток в организме. Недаром они носят название «протеины» — слово «протос» произошло от древнегреческого языка и переводится как «тот, кто на первом месте».

Белки представляют собой линейные полимеры, содержащие в себе соединенные ковалентными связями аминокислоты. К настоящему времени они разделяются на две категории: фибриллярные и глобулярные. В строении белка различают первичную структуру и вторичную.

Состав и строение жиров делают их незаменимыми для здоровья любого живого организма. При заболеваниях и снижении аппетита отложенный жир действует в качестве дополнительного источника питания. Он является одним из главных источников энергии. Однако избыточное употребление жирных продуктов может ухудшить усвоение белка, магния, а также кальция.

Применение жиров

Люди давно научились применять эти вещества не только для питания, но и в быту. Жиры использовали для светильников еще во времена доисторической эпохи, ими смазывали полозья, при помощи которых корабли спускались на воду.

Эти вещества широко применяются в современной промышленности. Около трети всех производимых жиров имеет техническое предназначение. Остальные предназначены для употребления в пищу. В большом количестве липиды используют в парфюмерной индустрии, косметике, отрасли мыловарения. В пищу употребляются, главным образом, растительные масла – обычно они входят в состав различных продуктов питания, таких, как майонез, шоколад, консервы. В промышленной отрасли липиды используют для производства различных видов красок, лекарств. Также рыбий жир добавляют в олифу.

Технический жир обычно получают из отходов пищевого сырья и используют для производства мыла, хозяйственных средств. Также его добывают из подкожного жира различных морских животных. В фармацевтике он применяется для производства витамина А. Особенно его много в печени тресковых рыб, абрикосовом и персиковом маслах.

Сложные эфиры — номенклатура, получение, химические свойства. Жиры. Мыла

Важнейшими представителями сложных эфиров являются жиры.

Жиры, масла

Жиры – это сложные эфиры глицерина и высших одноатомных карбоновых кислот. Общее название таких соединений – триглицериды или триацилглицерины, где ацил – остаток карбоновой кислоты -C(O)R. В состав природных триглицеридов входят остатки насыщенных кислот (пальмитиновой C15H31COOH, стеариновой C17H35COOH) и ненасыщенных (олеиновой C17H33COOH, линолевой C17H31COOH). Высшие карбоновые кислоты, которые входят в состав жиров имеют всегда четное количество атомов углерода (С8 – С18) и неразветвленный углеводородный остаток. Природные жиры и масла – это смеси глицеридов высших карбоновых кислот.

Состав и строение жиров могут быть отражены общей формулой:

Этерификация — реакция образования сложных эфиров.

В состав жиров могут входить остатки как предельных, так и непредельных карбоновых кислот в различных сочетаниях.

В обычных условиях жиры, содержащие в своем составе остатки непредельных кислот, чаще всего бывают жидкими. Их называют маслами. В основном, это жиры растительного происхождения — льняное, конопляное, подсолнечное и другие масла (исключения пальмовое и кокосовое масла – твердые в обычных условиях). Реже встречаются жидкие жиры животного происхождения, например рыбий жир. Большинство природных жиров животного происхождения при обычных условиях – твердые (легкоплавкие) вещества и содержат в основном остатки предельных карбоновых кислот, например бараний жир.
Состав жиров определяет их физические и химические свойства.

Физические свойства жиров

Жиры нерастворимы в воде, не имеют четкой температуры плавления и значительно увеличиваются в объеме при плавлении.

Агрегатное состояние жиров твердое, это связано с тем, что в состав жиров входят остатки предельных кислот и молекулы жиров способны к плотной упаковке. В состав масел, входят остатки непредельных кислот в cis – конфигурации, следовательно плотная упаковка молекул невозможна, и агрегатное состояние – жидкое.

Химические свойства жиров

Жиры (масла) являются сложными эфирами и для них характерны реакции сложных эфиров.

Понятно, что для жиров, содержащих остатки ненасыщенных карбоновых кислот, характерны все реакции непредельных соединений. Они обесцвечивают бромную воду, вступают в другие реакции присоединения. Наиболее важная в практическом плане реакция – гидрирование жиров. Гидрированием жидких жиров получают твердые сложные эфиры. Именно эта реакция лежит в основе получения маргарина — твердого жира из растительных масел. Условно этот процесс можно описать уравнением реакции:

Все жиры, как и другие сложные эфиры, подвергаются гидролизу:

Гидролиз сложных эфиров- обратимая реакция. Чтобы сместить равновесие в сторону образования продуктов гидролиза, его проводят в щелочной среде (в присутствие щелочей или Na2CO3). В этих условиях гидролиз жиров протекает обратимо, и приводит к образованию солей карбоновых кислот, которые называются мылами. Гидролиз жиров в щелочной среде называют омылением жиров.

При омылении жиров образуются глицерин и мыла – натриевые и калиевые соли высших карбоновых кислот:

Омыление – щелочной гидролиз жиров, получение мыла.

Мыла – смеси натриевых (калиевых) солей высших предельных карбоновых кислот (натриевое мыло – твердое, калиевое — жидкое).

Мыла являются поверхностно-активными веществами (сокращенно: ПАВами, детергентами). Моющее действие мыла связано с тем, что мыла эмульгируют жиры. Мыла образуют мицеллы с загрязняющими веществами (условно — это жиры с различными включениями).

Липофильная часть молекулы мыла растворяется в загрязняющем веществе, а гидрофильная часть оказывается на поверхности мицеллы. Мицеллы заряжены одноименно, следовательно отталкиваются, при этом загрязняющее вещество и вода превращается в эмульсию (практически – это грязная вода).

В воде также происходит гидролиз мыла, при этом создается щелочная среда.

Мыла нельзя использовать в жесткой и морской воде, так как образующиеся при этом стеараты кальция (магния) в воде нерастворимы.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Харрис бенедикт формула
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector