БУДОВА. ВЛАСТИВОСТІ. ФУНКЦІЇ.

Жири Жири або тригліцериди – природні органічні сполуки, повні складні ефіри гліцерину і одноосновних жирних кислот; входять в клас ліпідів. Поряд з вуглеводами і білками, жири – один з головних компонентів клітин тварин, рослин і мікроорганізмів. Рідкі жири рослинного походження зазвичай називають маслами.

Будова жирів Дослідами Шееле (1778) і Шевреля (1811) було встановлено, що жири складаються з кислот і солодкої речовини, названої гліцерином. У 1854 р. Бертло і В'юрц становили формулу гліцерину. І в тому ж році Бертло при нагріванні гліцерину з вищими карбоновими кислотами добув жир і воду.

Будова Здебільшого жири утворені вищими насиченими і ненасиченими карбоновими кислотами, головним чином пальмітиновою С15Н31СООН, стеариновою С17Н35 СООН, олеїновою С17Н33СООН, лінолевою С17Н31 СООН та деякими іншими. Меншою мірою в утворенні жирів беруть участь нижчі кислоти, наприклад масляна С3Н7СООН (у вершковому маслі), капронова С5Н11 СООН та ін.

Класифікація жирів Насичені: стеаринова (C17H35COOH) пальмітинова (C15H31COOH) Ненасичені: пальмітолеіновая (C15H29COOH, 1 подвійний зв'язок) олеїнова (C17H33COOH, 1 подвійний зв'язок) лінолева (C17H31COOH, 2 подвійні зв'язку) ліноленова (C17H29COOH, 3 подвійні зв'язки) арахідонова (C19H31COOH, 4 подвійні зв'язки, рідше зустрічається)

Фізичні властивості Тригліцериди – рідини або тверді речовини без смаку, запаху і кольору. Температура плавлення жирів залежить від того, які кислоти входять до їх складу. Жири, в молекулах яких переважають залишки насичених кислот (наприклад, пальмітинової і стеаринової) – тверді, а жири, в молекулах яких переважають залишки ненасичених кислот (наприклад, олеїнової і лінолевої) - рідкі.

Фізичні властивості Жири майже нерозчинні у воді та добре розчиняються в органічних розчинниках, зокрема в етиловому і петролейному етерах. Жири легші за воду. Для характеристики різних жирів має значення визначення ще трьох характеристик, так званих чисел: кислотного, йодного та омилення.

Кислотне число – це кількість міліграмів Калій гідроксиду, яка витрачається для нейтралізації вільних жирних кислот, що містяться в 1 г жиру.

Йодне число – це кількість грамів йоду, що може приєднатися (за місцем подвійних звязків) до 100 г жиру. Йодне число є мірою ненасиченості жирних кислот. Йодне число визначається для: олій; жирів; палива (та інших продуктів нафтогазової промисловості).

Йодне число. Визначення Визначення йодного числа проводиться шляхом йодометрії. Наважку досліджуваної речовини переносять у ємність із неводним розчинником на кшталт хлороформу або тетрахлорометану і додають відому кількість розчину брому (також використовують IBr або ICl). Бром приєднується за ненасиченими зв'язками:йодометріїхлороформутетрахлорометанубромуIBrICl Після завершення реакції до реакційної суміші додають надлишок йодиду калію. Наявний у розчині бром окиснює йодид-іони до вільного йоду і той забарвлює розчин у жовтуватий колір:йодиду калію Йод титрують стандартним розчином тіосульфату натрію із концентрацією 0,1 моль/л:тіосульфату натрію Як індикатор кінцевої точки іноді використовуєть розчин крохмалю.крохмалю Аналогічні операції виконуються і для «холостої» проби: додаванням усіх реактивів, але без наважки досліджуваної речовини. Тоді увесь доданий бром відновить йод з надлишку йодиду калію і його відтитрують розчином тіосульфату, отримавши максимум. Розрахунок йодного числа ведеться за формулою: де V 0 об'єм розчину тіосульфату натрію, що пішов на титрування холостої проби, мл; V об'єм розчину тіосульфату натрію, що пішов на титрування досліджуваної проби, мл; m маса наважки досліджуваної речовини, г.

Йодне число РечовинаЙодне число Касторова олія84 Арахісова олія8898 Пальмова олія1214 Кокосова олія610 Оливкова олія7988 Соняшникова олія Гарбузова олія Лляна олія175202

Число омилення – це кількість міліграмів Калій гідроксиду, яка потрібна для омилення 1 г жиру. Значенням числа омилення характеризують якість жиру: чим вище число омилення, тим нижча його якість. Для тваринних жирів число омилення складає , для рослинних олій , для бджолиного воску

Число омилення Число омилення визначають шляхом зворотнього титрування. До наважки речовини (близько 0,51 г) додають відому надлишкову кількість розчину KOH та проводять омилення на водяній бані (процес може тривати певний час).титруванняомиленняводяній бані Після завершення омилення, не охолоджуючи розчину, залишкову кількість гідроксиду калію відтитровують стандартним розчином кислоти (наприклад, хло ридної) у присутності індикатору фенолфталеїн у до зникнення рожевого забарвлення.кислотихло ридноїіндикаторуфенолфталеїн у Паралельно проводять визначення для холостої проби з аналогічною кількістю KOH та без наважки речовини.

Число омилення За отриманими значеннями об'ємів титранту розраховується число омилення:титранту ЧО = 56,1 · C M · (V 0 - V)/ m 56,1 молярна маса KOH, г/моль;молярна маса C M молярна концентрація розчину кислоти, моль/л;молярна концентрація V 0 об'єм розчину кислоти, що пішов на титрування холостої проби, мл; V об'єм розчину кислоти, що пішов на титрування досліджуваної проби, мл; m маса наважки досліджуваної речовини, г.

Хімічні властивості Хімічно жири поводять себе подібно до естерів. Проте вони мають певні особливості.

Гідроліз жирів Гідроліз жирів – найважливіша реакція. Вона відбувається під впливом кислот, лугів, ферментів. У результаті гідролізу з жиру вивільнюються гліцерин і карбонові кислоти:

Гідроліз жирів Якщо гідролізуючим агентом є луг, то крім гліцерину утворюються солі вищих карбонових кислот – мила. Це й зумовило назву реакції – реакція омилення. Реакція прискорюється підвищенням температури (до 220 – 2600):

Гідроліз жирів Солі ВЖК називають милами. Найбільше практичне значення мають мила, утворені ВЖК (кількість атомів Карбону у молекулах яких досягає 18-22) і металами - натрієм і калієм. Зазвичай, мила - це суміші солей різних кислот. Натрієві мила - тверді, а калієві - рідкі.

Переестерифікація

Алкоголіз

Ацидоліз Ацидоліз Під час нагрівання до С тригліцеридів з жирними кислотами за наявності каталізаторів (сульфатна кислота, бор трифлуорид) відбувається обмін арилів:

Гідрування Гідрування гліцеридів здійснюють воднем під час нагрівання до С за наявності каталізаторів (подрібнений нікель). Змінюючи відповідно умови реакції, можливо здійснювати гідрування селективно, тобто гідрувати спочатку залишки ліноленової кислоти (СН3(СН2СН=СН)3(СН2)7СООН), потім лінолевої (СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СН(СН2)7СООН) і, якщо треба, - олеїнової (СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН). У результаті гідрування утворюється продукт, який називається саломас. До продуктів гідрування гліцеридів належить і маргарин.

Окиснення жирів Під час зберігання жирів під дією кисню повітря і світла відбувається окиснення тих жирів, до складу яких входять залишки ненасичених кислот. Цей процес окиснення і часткового гідролізу у техніці називають згірклістю жирів. Ненасичені кислоти окиснюються в місцях подвійних звязків, утворюючи пероксидні сполуки. Надалі відбувається розрив карбонового ланцюга за місцем подвійного звязку, у результаті чого утворюються альдегіди, а при наступному окисненні – кислоти з короткими ланцюгами типу масляної кислоти з неприємним запахом.

Окиснення жирів Проте процес окиснення жирів може бути корисним і використовується у техніці для синтезу продуктів з новими позитивними властивостями, наприклад для утворення захисних плівок у разі глибокого окиснення і полімеризації олив.