04. Жиры и углеводы

Состав и строение жиров

Жиры – это сложные эфиры глицерина и высших жирных карбоновых кислот. Общая формула жиров выглядит следующим образом:

Твердые жиры образованы преимущественно высшими предельными карбоновыми кислотами – стеариновой , пальмитиновой и некоторыми другими.

Жидкие жиры образованы высшими непредельными карбоновыми кислотами – олеиновой , линолевой и линоленовой . Названия жиров образуются прибавлением окончания -ат. Например, тристеарат, трипальмиат.

В зависимости от происхождения жиры делят на животные и растительные (см. рис. 1).

Жиры животного происхождения твердые. Исключением является рыбий жир. Жиры растительного происхождения жидкие. Их называют маслами. Исключением является кокосовое масло.

Углеводы

Углеводы используются с глубокой древности. Самым первым углеводом (точнее, смесью углеводов), с которым познакомился человек, был мед. Крахмал был известен еще древним грекам. Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия – Бенгалия. Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327 г. до н.э. Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. немецким химиком А. Маргграфом. Целлюлоза, как составная часть древесины, используется с глубокой древности.

Название «углеводы» возникло в связи с тем, что химический состав большинства соединений этого класса выражается общей формулой . Но оказалось, что такое название является неточным, потому что были найдены углеводы, состав которых не отвечает этой формуле.

Глюкоза

Формула глюкозы – . Она относится к моносахаридам. Это бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Ее иногда называют виноградным сахаром: она содержится в фруктах, меде, а в очень малом количестве – в крови человека и животных. В молекуле глюкозы имеются различные функциональные группы. Она проявляет свойства как альдегидов, так и многоатомных спиртов. Установлено, что у третьего атома углерода группа расположена иначе, чем у других атомов , и распространенное строение глюкозы выглядит так:

Важным химическим свойством глюкозы является ее брожение под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами. Спиртовое брожение идет под действием фермента дрожжей. Сложный химизм этого процесса суммарно выражается уравнением:

Глюкоза – необходимый компонент пищи, один из главных участников обмена веществ в организме. Она очень питательна и легко усваивается. При ее окислении выделяется больше трети используемой в организме энергии. Ресурс – жиры, но роль жиров и глюкозы в энергетике разных органов различна. Сердце в качестве топлива использует жирные кислоты. Скелетным мышцам глюкоза нужна для «запуска», а вот нервные клетки, в том числе и клетки головного мозга, работают только на глюкозе. Их потребность составляет 20–30 % вырабатываемой энергии. Нервным клеткам энергия нужна каждую секунду.

Сахароза

Сахароза – соединение, известное каждому, как обычный сахар. Ее формула – . Она относится к дисахаридам. Сахароза может не только растворяться в воде, но и взаимодействовать с ней под воздействием ферментов или кислот.

Образуются глюкоза и фруктоза. Фруктоза является изомером глюкозы.

Применение отдельных представителей

Крахмал и целлюлоза. Крахмал и целлюлоза относятся к полисахаридам. Они являются природными полимерами. Их молекулы состоят из сотен и тысяч групп атомов , остатков молекулы глюкозы. Значения в них разные. Молекулы целлюлозы намного длиннее, чем крахмала.

По своему строению их можно отнести к высокомолекулярным соединениям. Крахмал в основном образуется в процессе фотосинтеза.

Этот процесс происходит в зеленых листьях растений. Накапливается крахмал в зернах, корнеплодах или плодах. Качественной реакцией на крахмал является взаимодействие с йодом. Появляется синее окрашивание (см. рис. 2).

Целлюлоза, или, как ее еще называют, клетчатка, с йодом не взаимодействует. Целлюлоза является основной частью оболочек клеток растений. В древесине содержится около 50 % по массе целлюлозы. Именно из древесины получают метанол, уксусную кислоту, бумагу и многие другие ценные продукты.

Общим свойством углеводов является способность разлагаться при нагревании. При термическом разложении углеводов образуются сажа и вода.

Подведение итога урока

Вы узнали состав, строение и свойства таких жизненно важных органических веществ, как жиры и углеводы. Жиры – это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. Общим свойством углеводов является способность разлагаться при нагревании.

Список рекомендованной литературы

1. Рудзитис Г. Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 2009.

2. Попель П. П. Химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учебных заведений / П. П. Попель, Л. С. Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2009. – 248 с.: ил.

3. Габриелян О. С. Химия. 9 класс: Учебник. – М.: Дрофа, 2001. – 224 с.

Рекомендованные ссылки на интернет-ресурсы

1. Интернет-портал «hemi.nsu.ru» 

2. Интернет-портал «chemPort.Ru»

3. Интернет-портал «ХиМиК.ру»

Рекомендованное домашнее задание

1. Рудзитис Г. Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 2009. – №№ 8, 9, 10 (с. 173).

2. Какая реакция является качественной на крахмал?

3. Что такое жиры?