Жиры формула химическая

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»

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

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).

Химия: общая формула жиров

Каков состав и общая формула жиров? Начнем с того, что липиды играют важную роль в питании человека. Помимо энергетической функции, они также входят во все ткани нашего организма. Проанализируем особенности данного класса органических веществ.

Определение

Общая молекулярная формула жиров имеет следующий вид О = СН₂О — С — R₁ О- СНО — С — R₂ О -СН₂О — С — R3

С химической точки зрения этот класс органических веществ можно представить как производную трехатомного спирта глицерина и жирных карбоновых кислот.

В зависимости от того, какой спирт и кислота входят в состав липидов, существует их деление на три вида:

• производные низших спиртов и карбоновых кислот (фруктовые);
• соединения высших кислот и спиртов (воски);
• производные глицерина и карбоновых кислот (жиры).

Общая формула молекулы жира подтверждает принадлежность этих соединений к органическим веществам.

Особенности соединений

В молекулах этих соединений располагается значительное количество гидрофобных группировок и радикалов, поэтому для них характерна гидрофобность, минимальная растворимость в воде, а также в разнообразных органических веществах.

Сложные эфиры, образованные спиртами и кислотами, являются летучими жидкостями, имеющими приятный фруктовый запах. Общая формула сложных эфиров, жиров схожа наличием карбонильных групп в молекулах.

Значение для организма

Жиры встречаются в пищевых продуктах значительно чаще и в большем количестве, чем иные представители класса липидов. В общей формуле сложных жиров, в зависимости от того, какими кислотами они образуются конкретно, радикалы отличаются между собой. Именно жиры представляют собой источник необходимой энергии в живом организме, к тому же принимают активное участие в пластических процессах. Именно в них растворяются многие биологически активные соединения: витамины А, D, Е, К, стерины, фосфолипиды.

Общая структурная формула жиров свидетельствует о том, что на свойства этих соединений влияет характер кислоты, имеющейся в их молекулах.

В жирах содержатся полиненасыщенные жирные кислоты, которые не могут синтезироваться в организме человека: арахидоновая, линоленовая, линолевая.

Классификация

Несмотря на то что есть общая формула жиров, существует деление этих соединений по происхождению: на животные и растительные виды.

Растительные жиры называют маслами. Общая формула соединений этой группы характеризуется наличием глицерина и остатками непредельных высших карбоновых кислот.

Масла подразделяют на жидкие и твердые. Среди представителей твердых жиров выделим пальмовое, кокосовое масла.

Общая формула жиров этой группы в качестве радикалов включает полиненасыщенные незаменимые кислоты, в результате чего эти соединения имеют особую пищевую ценность.

В зависимости от свойств жидкие жиры делят на группы:

• невысыхающие (миндальное, оливковое масло);
• полувысыхающие (хлопковое, подсолнечное масло);
• высыхающие (маковое, конопляное, льняное масло).

Несмотря на отличия в физических и химических свойствах, общая формула жиров выглядит одинаково.

В растительных высыхающих маслах есть глицериды карбоновых кислот с несколькими непредельными (двойными) связями, а в процессе их окисления образуются прозрачные пленки.

Животные жиры получают из жировых тканей млекопитающих, а также из молока. Существует подразделение жиров на твердые и жидкие соединения. К твердым животным жирам относят бараний, говяжий, свиной жир, сливочное (коровье) масло. Эти вещества содержатся в соединительных тканях рыб и животных, количество жира в живых организмах зависит от пола, возраста, времени года.

Особенности химического состава жиров

Мы уже знаем, как выглядит общая формула жиров. Химия — это наука, благодаря которой удается выяснить строение веществ. Качественным анализом было установлено, что в составе растительных и животных липидов есть витамины, ароматические соединения, белки, фосфатиды, пигменты, стиролы, которые оказывают существенное влияние на свойства жиров.

На вкус и запах этих соединений виляют альдегиды, кетоны, которые образуются при их длительном хранении.

В организм человека любые жиры поступают вместе с продуктами питания. У каждого человека существует своя потребность в этих соединениях с учетом возраста, условий труда, климатических факторов. В среднем взрослый человек должен употреблять примерно 80-100 граммов жира: семьдесят процентов животного происхождения, тридцать процентов растительного типа.

В природе существует около семидесяти различных жирных карбоновых кислот, но самыми распространенными считают только пять из них:

• пальмитиновую;
• стеариновую;
• олеиновую;
• линолевую;
• линоленовую.

Особенности физических свойств липидов

В зависимости от того, какая кислота входит в состав жира, температура плавления может иметь разное значение. При комнатной температуре липиды представлены в жидком, мазеобразном, твердом состоянии. В свином жире большее количественное содержание жирных полиненасыщенных кислот в сравнении с говяжьим.

В жирах различных рыб и растительных липидах велико содержание ненасыщенных карбоновых кислот.

Многие растительные жиры, богатые такими органическими кислотами, сохраняют жидкое агрегатное состояние даже при показателях температуры 0 °С и ниже.

В рыбьем жире процентное содержание ненасыщенных жирных кислот находится в диапазоне от 62 до 82 процентов, в результате он является жидкостью при комнатной температуре.

При охлаждении жидкие жиры загустевают. При повышении температуры твердые жиры превращаются в жидкости, так как в их составе есть различные триглицериды. Самой низкой температурой плавления обладают непредельные жирные кислоты, поскольку в их молекулах есть двойные (ненасыщенные) связи.

С повышением молекулярного веса жирных предельных кислот наблюдается увеличение их температуры плавления, снижается усвояемость соединений.

Классификация по усвоению организмом

По степени усвояемости все жиры подразделяют на три группы:

1. Температура плавления менее 37 °С, процент усвояемости 97-98 %. К этой группе относятся растительные жидкие жиры, топленое свиное и гусиное сало, коровье молоко, жир рыб и птиц.
2. Липиды с температурой выше 37 °С, которые усваиваются до 90 процентов. Среди представителей данной группы выделим жир крупного рогатого скота.
3. Соединения с температурой плавления 50-60 °С, имеющие незначительную усвояемость организмом.

У растворов жиров кислая реакция среды. Эти соединения практически не растворимы в воде, но при наличии в ней белковых веществ способны образовывать стойкие эмульсии.

Именно это свойство позволяет получать на основе жиров майонез, маргарин, мази и кремы.

Жиры хорошо растворяются в органических соединениях: петролейном и серном эфирах, сероуглероде, хлороформе, бензине.

Химические показатели

Жиры способны претерпевать разные изменения, например, при длительном хранении наблюдается окислительная и гидролитическая порча липидов. Гидролитическое расщепление наблюдается при изготовлении и хранении жиросодержащих продуктов. При определенных условиях происходит взаимодействие жиров с водой (гидролиз), в результате которого образуются жирные карбоновые кислоты

Степень гидролиза определяется процентным содержанием свободных жирных кислот, которые ухудшают запах и вкус продукта. Процесс протекает в три стадии:

• Сначала от исходной молекулы триглицерида отщепляется одна жирная кислота, получается диглицерид.
• На второй стадии наблюдается отщепление еще одной молекулы жирной кислоты, в качестве продукта выступает моноглицерид.
• На завершающем этапе гидролиза уходит последняя молекула жирной кислоты, продуктом взаимодействия является глицерин.

В качестве катализаторов (ускорителей) данного процесса выступают глицериды, образующиеся на первых двух стадиях.

Неферментативный вариант гидролиза жиров связан с количеством воды, которая является активным участником реакции.

Ферментативный гидролиз осуществляется с помощью липаз. Процесс существенно ускоряется при повышении температуры. В беконе, копченых колбасах, шпике происходит глубокий гидролиз, поэтому не рекомендуется длительное хранение этих пищевых продуктов.

Заключение

Липиды необходимы для полноценного функционирования организма. В зависимости от возраста, пола, климатических особенностей количество потребляемых жиров существенно варьируется. Среди распространенных вариантов порчи продуктов, содержащих жиры, выделим их окисление. Существует автоокисление и ферментативный процесс. В результате этих превращений изменяются вкусовые качества продуктов, снижается их пищевая ценность для организма.

Для того чтобы избежать подобных проблем, производители продуктов, в которых содержатся растительные и животные жиры, указывают рекомендуемые сроки их хранения. Общая химическая формула липидов свидетельствует о том, что данные органические соединения могут содержать предельные и непредельные высшие карбоновые кислоты, что существенно отражается на значимости жиров для организма. Жидкие жиры приносят человеческому организму гораздо больше пользы, чем твердые виды.

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.