Застосування нафтопродуктів.

Нафта відіграє надзвичайно велику роль у житті людства, у розвитку цивілізації. Насамперед це одне із найважливіших джерел енергії, що вивільнюється в результаті спалювання нафтопродуктів. Крім того, хімічною переробкою з нафти добувають незліченну кількість речовин, що використовуються, без перебільшення, скрізь, куди не поглянемо.

У результаті хімічної переробки чорна олійна рідина перетворюється на волокна і пластмаси, на запашні і вибухові речовини, ліки і барвники. Чим глибша переробка нафти, тим більше корисних продуктів можна добувати з неї.

Можна сказати, що ми залежимо від нафти, оскільки поки що вона незамінна як сировина для синтезу і для виробництва пального. На жаль, ще й сьогодні у вигляді пального більша частина нафтопродуктів спалюється (до 87 % видобутку) і лише 13 % використовується для хімічної переробки.

Людство давно усвідомило, що нафта - надто цінна хімічна сировина, щоб спалювати її у вигляді пального. До того ж, ресурси цієї копалини на планеті швидко скорочуються. У зв'язку з цим постає питання про заміну нафти як джерела енергії і сировини.

Принципово ця проблема може бути розв'язана за рахунок використання вугілля, запаси якого у природі значно більші, ніж запаси нафти. У вугіллі міститься вільний вуглець, який можна перетворити на різні речовини хімічним способом. Однак таке перетворення потребує значнихматеріальних затрат, отже продукт, добутий з вугілля, буде дорожчим, ніж добутий з нафти. У промисловості розроблено технологію виробництва рідкого пального з вугілля. Під час другої світової війни у Німеччині; яка не має власних джерел нафти, саме з вугілля виробляли пальне, мастила тощо. Проте поки що використання цього методу економічно не доцільне.

Інший шлях заміни нафтопродуктів—використання органічних відходів та біомаси, основною складовою якої є органічна сполука целюлоза.

Питання для самоконтролю:

1 Які позитивні і негативні наслідки виробництва енергії?

2 У чому полягає причина кислотних дощів? Що на вашу думку слід зробити. щоб їх не було?

3 Які можливі наслідки парникового ефекту?

4 Коли говорять про шкідливі наслідки для навколишнього середовища, що повязані з виробництвом енергії. Зазвичай звинувачують хімію. Чи справедливо це?

Самостійна робота № 9

Тема: Естери, жири, вуглеводи.

Мета ознайомити з естерами, про поширення їх у природі та застосування; ознайомлення їз біологічною роллю жирів і вуглеводів у тваринних і рослинних організмах; дати уявлення про насичені і ненасичені жири; з’ясувати їхнє значення як продуктів харчування; показати роль вуглеводів у життєдіяльності організмів; виховувати культуру харчування.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Будова естерів та їх застосування.

2 Будова жирів і вуглеводів.

3 Роль жирів і вуглеводів у життєдіяльності тваринних і рослинних організмів.

4 Продукти, що містять жири та вуглеводи.

5 Кількість жирів та вуглеводів, необхідних людині для нормальної життєдіяльності.

Література:

1 Попель П.П. Хімія. Підручник для 11 класу для загальноосвітніх навчальних закладів. Академічний рівень, рівень стандарту.- Київ: «Академія», 2010

2 Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія. Підручник 11 клас для загальноосвітніх навчальних закладів. – Київ: «Перун», 2002.

Теоретичні відомості

Експериментально, за допомогою методу мічених атомів, доведено, що від молекули карбонової кислоти відщеплюється гідроксильна група, а від молекули спирту — атом Гідрогену, за рахунок цього утворюється молекула води. Якщо важкий ізотоп Оксигену з атомною масою 18 ввести в молекулу спирту, то цей ізотоп можна виявити в молекулі естеру, добутого в результаті реакції естерифікації

Ця реакція оборотна: одночасно з естерифікацією відбувається взаємодія естеру з водою, або гідроліз (від грецьк.— розкладання водою) естеру на спирт і кислоту.

Після встановлення рівноваги в суміші містяться кислота, спирт, естер і вода.

Пригадайте, що таке хімічна рівновага? За яких умов вона встановлюється?

Оборотність реакції становить певну незручність для добування естерів, а тому, щоб збільшити вихід продукту реакції, треба змістити її рівновагу в потрібному напрямі. Для цього можна збільшувати концентрацію однієї з вихідних речовин. Можна також видаляти із зони реакції один з продуктів, тим самим стимулюючи його утворення. Для видалення естеру його відганяють, а воду видаляють за допомогою осушувальних засобів.

Тепер уявімо, що наша мета — добути кислоту з естеру за допомогою реакції гідролізу. Для цього треба хімічно зв'язати кислоту або спирт, щоб вони не вступали в реакцію естерифікації, і тим самим змістити рівновагу реакції ліворуч. Для зв'язування кислоти можна використати луг, з яким реагуватиме кислота, утворюючи сіль.

Спирт можна відділити відгонкою, а кислоту добути, діючи на сіль сильнішою кислотою, що витісняє оцтову з її соле

На цьому прикладі ви переконались, як на основі теоретичних знань можна спланувати синтез і добути потрібну речовину.

Застосування естері. Якправило, естери мають

приємний запах і завдяки цьому використовуються в парфумерній та харчовій промисловості. Наприклад, метиловий естер масляної кислоти має запах яблук, етиловий естер цієї кислоти — запах ананасів, а пентиловий естер (від пентанолу) оцтової кислоти пахне бананами.

З цих та інших естерів виготовляють есенції, які додають до прохолоджувальних напоїв, цукерок, кремів, парфумерних та косметичних виробів. Оскільки крім природних запашних речовин використовуються і синтетичні, естери добувають у промисловості у великій кількості.

Склад і будова молекул жирів. Естери можуть утворюватися найрізноманітнішими карбоновими кислотами і спиртами. Але найбільше значення мають ті, що утворені трьохатомним спиртом гліцерином і вищими карбоновими кислотами. До останніх належать, наприклад, стеаринова кислота складу С₁₇Нз₅СООН й олеїнова кислота складу С₁₇Н₃₃СООН. Перша — насичена кислота, друга — ненасичена, в її вуглеводневому радикалі є подвійний зв'язок між карбоновими атомами, через це у молекулі олеїнової кислоти на два атоми Гідрогену менше.

Хімічну природу жирів почали вивчати в першій половині XIX ст. Синтез жиру тристеарину вперше здійснив французький хімік М. Бертло у 1854 р.

Фізичні властивості жирів. Склад і будова вуглеводневих радикалів впливають на властивості жирів.

Ось як, наприклад, змінюються їхні температури плавлення:

Радикал	Назва жиру	T_{пл С}^о
—С₁₇Н₃₅	Тристеарин	+65
— С₁₇Н₃₃	Триолеїн	- 4

Як бачимо, жир, утворений насиченою кислотою, твердий за стандартних умов, ненасиченою — рідкий. Рідкі жири називають ще оліями.

До складу олій (соняшникової, кукурудзяної, маслинової та ін.) входять

залишки переважно ненасичених кислот, до складу тваринних (яловичого, баранячого та ін.) — залишки насичених кислот. До складу вершкового масла входять змішані естери насичених і ненасичених кислот.

Жири легші за воду і нерозчинні в ній, але розчиняються в органічних розчинниках.

• Порівняйте на досліді розчинність олії у воді, спирті, бензині. Опишіть (усно) цей дослід.

Біологічне значення жирів. Жири разом із білками та вуглеводами належать до біологічно активних речовин. Вони входять до складу клітин рослинних і тваринних організмів і є для них джерелом енергії. У результаті окиснення 1 г жиру виділяється 37,7 кДж енергії, що удвічі більше, ніж під час окиснення 1 г білка чи вуглеводу.

Основна кількість жирів, що споживаються людиною, міститься у м'ясі, рибі, молочних і зернових продуктах. У разі, коли в організм людини з їжею надходить більше енергії, ніж витрачається нею, утворюються жироподібні речовини, що відкладаються в тканинах організму. Таким чином він акумулює енергію.

Згідно з даними сучасної медицини надмірне вживання жирів, утворених насиченими кислотами, тобто тваринних жирів, може призвести до накопиченняречовин, що утруднюють рух крові в артеріях, зокрема тих, що постачають кров'ю мозок. Кориснішими для вживання визнаються жири, утворені ненасиче-ними кислотами, тобто олії. У складі соняшникової олії, наприклад, міститься 91 % ненасичених карбонових кислот.

Вуглеводи - це органічні сполуки, склад яких можна виразити загальною формулою С_п(Н₂0)_m, де п і m> 3. За здатністю гідролізуватися вуглеводи поділяють на три великі групи: моносахариди, олігосахариди та полісахариди.

Моносахаридами називаються такі вуглеводи, які не можуть гідролізуватися з утворенням більш простих сахаридів. Найпростіший моносахарид - гліцериновий альдегід С₃Н₆0₃:

Найважливішими з моносахаридів є дві ізомерні форми гексози -глюкоза і фруктоза, які мають спільну емпіричну формулу С₆Н₁₂0₆.

Глюкоза або виноградний цукор - біла кристалічна речовина, солодка на смак, добре розчинна у воді. Глюкоза міститься у рослинних і тваринних організмах, особливо велика кількість її у виноградному соку (звідси і назва - виноградний цукор), меду, стиглих фруктах і ягодах.

Будову глюкози встановлено на підставі вивчення її хімічних властивостей. Так, глюкоза, як типовий спирт, утворює алкоголяти (сахарати), а оцтовий естер глюкози містить п'ять кислотних залишків (за числом гідроксильних груп). Отже, глюкоза є багатоатомним спиртом. З аміачним розчином оксиду аргентуму глюкоза дає реакцію "срібного дзеркала", що свідчить про наявність альдегідної групи в кінці карбонового ланцюга. Отже, глюкоза є альдегідоспиртом.

Сахароза. З групи дисахаридів найбільше значення має сахароза С₁₂Н₂₂О₁₁ (інші назви - буряковий або тростинний цукор) -біла кристалічна речовина, добре розчиняється у воді, солодша від глюкози. У великих кількостях сахароза міститься в коренях цукрових буряків і стеблах цукрової тростини, менше - в кленовому та березовому соках, у багатьох плодах і овочах.

Молекула сахарози складається з двох циклів: шестичленного залишку а-глюкози в піранозній формі та п'ятичленного залишку в-фруктози у фуранозній формі, сполучених за рахунок глікозидного гідроксилу глюкози:

Гідроліз сахарози проходить в кислому середовищі за нагрівання або під дією ферментів. При цьому зв'язок між двома циклами розривається і утворюються відповідно глюкоза та фруктоза:

Висока розчинність сахарози у воді лежить в основі її промислового добування з рослинної сировини. Сировину (корені цукрового буряка або стебла цукрової тростини).

Молекули полісахаридів можна розглядати як продукти поліконденсації моносахаридів. Загальна формула полісахаридів (С₆Н₁₀О₅)_п. Розглянемо найважливіші природні полісахариди -крохмаль і целюлозу.

Крохмаль - білий порошок без запаху і смаку, нерозчинний у холодній воді (в гарячій воді набухає, утворюючи клейстер), широко розповсюджений у природі. Для багатьох рослин він служить запасним поживним матеріалом і міститься в них у вигляді крохмальних зерен. Найбагатші на крохмаль зерна злаків (70-86%) та бульби картоплі (25%). Крохмаль є одним з продуктів фотосинтезу.

Добувають крохмаль із рослин руйнуванням клітин та відмиванням холодною водою. У промисловості його одержують переважно з картоплі та кукурудзи.

За будовою крохмаль - це природний полімер, утворений залишками сс-глюкози. Він існує в двох формах: амілоза та амілопектин. Амілоза розчиняється у воді і є лінійним полімером, в якому залишки а-глюкози зв'язані один з одним через перший та четвертий атоми карбону:

Целюлоза (клітковина) - ще більш поширений полісахарид, ніж крохмаль. З целюлози складаються в основному стінки рослинних клітин. У деревині міститься до 60% целюлози, в бавовняній ваті - до 90%.

В рослинах целюлоза утворюється в результаті складних біохімічних перетворень під дією сонячного світла в зеленій масі рослин, що містить хлорофіл. Цей процес, що здобув назву фотосинтезу, можна виразити сумарним рівнянням:

6пС0₂ +5пН₂0 ==============(С₆Н₁₀О₅)_п+6п0₂.

В процесі фотосинтезу виділяється молекулярний кисень.

Чиста целюлоза - біла тверда речовина, нерозчинна у воді та більшості органічних розчинників, але добре розчинна в аміачному розчині гідроксиду купруму(ІІ) (реактив Швейцера). З такого розчину целюлозу осаджують у вигляді волокон (гідратцелюлоза).

Целюлоза це - природний полімер. На відміну від крохмалю, її молекули складаються тільки з лінійних ланцюгів, що містять залишки (б-глюкози, зв'язані через перший та четвертий атоми карбону).

Як і крохмаль, целюлоза в кислому середовищі гідролізується з утворенням глюкози. Гідроліз целюлози, відомий ще під назвою оцукрювання, дає змогу добувати з відходів деревообробної промисловості (тирса, стружки) глюкозу, а зброджуванням останньої - етанол. Добутий з деревини етанол носить назву гідролізний спирт.

Целюлоза також не дає реакції "срібного дзеркала", але з кислотами вступає в реакцію етерифікації

Застосування. Целюлоза у вигляді бавовни та льону застосовується для виготовлення тканин. Основна кількість целюлози, добутої з деревини, йде на виготовлення паперу. Піддаючи целюлозу хімічній переробці, виробляють кілька видів штучних волокон (зокрема, ацетатний шовк), пластмаси, кіно- та фотоплівку, бездимний порох, лаки тощо. Глюкозу, добуту гідролізом целюлози, використовують як корм для худоби, а також для добування гідролізного спирту, який, в свою чергу, має широке технічне застосування.

Питання для самоконтролю:

1 Яку будову мають естери та де їх застосовують?

2 Яка будова жирів і вуглеводів?

3 Яку функцію в організмі виконують жири та вуглеводи?

4 Який розподіл добової норми споживання жирів та вуглеодів?

Самостійна робота № 10

Тема: Нітрогеновмісні сполуки: аміни, амінокислоти, білки

Мета: розширити уявлення про різноманітність органічних сполук на прикладі амінів, амінокислот та білків; з’ясувати склад і будову сполук з подвійними властивостями;визначити значення амінокислот і білків для життєдіяльності організмів; показати унікальність білків як основної речовини в живих організмах.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Будова амінів.

2 Будова амінокислот.

3 Будова білків.

4 Значення амінокислот і білків для життєдіяльності організмів.

Література:

2 Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія. Підручник 11 клас для загальноосвітніх навчальних закладів. – Київ: «Перун», 2002. Теоретичні відомості

Аміни належать до нітрогеновмісних органічних сполук з яскраво вираженими основними властивостями. їх можна розглядати як похідні аміаку, у якого один або більше атомів гідрогену заміщені на вуглеводневий радикал. В залежності від числа вуглеводневих радикалів розрізняють аміни первинні (з одним вуглеводневим радикалом), вторинні (з двома) і третинні (з трьома):

Поняття первинний, вторинний і третинний аміни пов'язані не з характером атома карбону, а зі ступенем заміщення гідрогену біля атома нітрогену в молекулі аміаку. В залежності від природи

радикалів, аміни можуть бути аліфатичними (насиченими і ненасиченими), аліциклічними, ароматичними та змішаними (наприклад, жирно-ароматичними).

Загальна формула насичених аліфатичних амінів - С_пН_2п+3N.

Номенклатура.

Назви амінів звичайно утворюють, перераховуючи вуглеводневі радикали, зв'язані з атомом нітрогену, і додаючи закінчення -амін, наприклад:

СН₃- NH₂ - метиламін (первинний амін);

СН₃—СН₂—NH—СН₂—СН₃ -диетиламін (вторинний амін);

СН₃—N— СН₂—СН₂—СН₃ - метилетилпропіламін

\ (третинний амін).

сн₂-сн₃

За міжнародною системою назви первинних амінів будують, виходячи з назви вуглеводню, що його утворює, і додаючи закінчення -амін з зазначенням атома карбону, зв'язаного з аміногрупою.

Фізичні властивості. Метиламін, диметиламін та триметиламін - гази, середні члени аліфатичного ряду - рідини, вищі -тверді речовини. Між молекулами амінів в рідкій фазі утворюються слабкі водневі зв'язки, тому температури кипіння амінів вищі, ніж відповідних вуглеводнів. Аміни киплять за більш низьких температур, ніж спирти з тим же самим числом атомів карбону, через те, що аміни менш асоційовані.

Аміни також утворюють слабкі водневі зв'язки з водою, тому нижчі аміни добре розчиняються у воді, але із зростанням карбонового ланцюга розчинність зменшується. Нижчі аміни мають характерний "рибний" запах, вищі - майже без запаху.

Анілін - олієподібна рідина, дещо важча від води, малорозчинна у воді, добре розчинна в етанолі та бензолі. Чистий анілін не має забарвлення, однак на повітрі поступово окиснюється, набуваючи забарвлення від світло-жовтого до майже чорного.

Застосування аніліну. Анілін відіграв винятково важливу роль у розвитку синтетичної органічної хімії та хімічної промисловості, зокрема виробництва анілінових барвників та лікарських препаратів.

Сама назва аніліну пов'язана з барвниками — його вперше було виділено з індиго — синього барвника рослинного походження (ісп. аніл — синій). Перші синтетичні барвники були добуті в результаті хімічних перетворень з аніліну. Поступово він стававосновною сировиною для синтезу інших барвників, що дістали назву анілінових.

Розвиток анілінофарбової промисловості потребував великої кількості аніліну як вихідної сировини. Найдешевший спосіб його добування — з бензену, оскільки бензен є одним із продуктів переробки кам'яного вугілля. У результаті реакції нітрування бензену утворюється нітробензен, який за реакцією Зініна відновлюється до аніліну. Склався такий ланцюг перетворень:

Кам'яне вугілля —> продукти коксування —» бензен —» нітробензен —> анілін —> синтетичні анілінові барвники.

У цьому ланцюзі тісно переплетені теорія і практика, наука і потреби промисловості. Розвиток теоретичних уявлень про взаємозв'язок між будовою та властивостями органічних речовин сприяв з'ясуванню будови барвників, відкрив шлях для їх синтезу та широкого використання. У свою чергу, розвиток хімічних виробництв стимулював розвиток теоретичної органічної хімії. Згодом була розроблена теорія кольоровості органічних речовин, що пов'язує їх колір та електронну будову.

У розробці теорії кольоровості значна роль належить українським ученим, зокрема А. І. Кіпріанову та його учням. Застосування цієї теорії дало змогу розв'язати такі важливі практичні завдання, як синтез текстильних барвників заданого кольору, а також створення світлочутливих матеріалів для виробництва кольорових фото- та кіноплівки.

Пошуки дешевої сировини для промисловості сприяли досконалому вивченню складу продуктів переробки кам'яного вугілля, серед яких було виявлено багато цінних сполук, що також використовуються в органічному синтезі.

Анілінофарбова промисловість потребувала і неорганічних речовин, зокрема кислот і лугів. Ці потреби стимулювали паралельний розвиток неорганічного синтезу.

Анілін прислужився не лише промисловості барвників, а й фармацевтичній промисловості. Сам анілін чинить жарознижувальну та знеболювальну дію, проте не використовується як лікарський засіб через високу токсичність, а серед похідних аніліну є багатоліків. Структура аніліну лежить в основі так званих сульфамідних препаратів, до яких належать відомі вам панадол, бісептол, білий стрептоцид та багато інших.

Створення нового лікарського засобу — надзвичайно копітка праця. Із десятків тисяч сполук лише кілька можуть виявити фармакологічну активність, а увійти в медичну практику — лише одиниці. Пошукова робота потребує участі висококваліфікованих фахівців — хіміків-синтетиків, біохіміків, фармакологів, хі-міотерапевтів, представників технічних спеціальностей.

Українські вчені мають досягнення в синтезі медичних препаратів. Популярний нині протигрипозний засіб ремантадин було створено за участю українських хіміків.

АМІНОКИСЛОТИ

Ви вже знаєте, що до складу рослинних і тваринних організмів уходять представники таких класів органічних сполук, як жири та вуглеводи. Не менш важливими для функціонування живих організмів є білки. Це високо-молекулярні сполуки, утворені з ланок амінокислот.

Думку про те, що амінокислоти є «цеглинами», з яких побудовані білки, уперше висловив видатний український біохімік і хімік Іван Якович Горбачевський.

У чому полягає відмінність амінокислот від вивчених вами карбонових кислот? Карбонові кислоти містять функціональну карбоксильну групу —СООН, а

амінокислоти містять дві функціональні групи: карбоксильну та аміногрупу —NH₂.

Якщо в молекулі оцтової кислоти СН3СООН один атом Гідрогену в метильній групі замістити на аміногрупу, утвориться амінооцтова кислота

CH₃-COOHNH_{2 –}CH_2--COOH

Оцтова кислота Амінооцтова кислота

Амінооцтова кислота — найпростіша з амінокислот. Серед них існують такі, що містять дві карбоксильні або дві аміногрупи, ароматичні радикали, гідроксильні та сульфуровмісні групи.

Фізичні властивості амінокислот. Це безбарвні кристалічні речовини з високими температурами плавлення, більшість із них добре розчинні у воді.

Хімічні властивості амінокислот. Карбоксильна й аміногрупа протилежні за хімічним характером: перша є носієм кислотних властивостей, друга — основних. Отже, амінокислоти — амфотерні сполуки, вони реагують і з кислотами, лугами.

Найважливішою особливістю амінокислот є взаємодія молекул між собою.У реакцію вступають протилежні за функціями групи: карбоксильна група однієї молекули і аміногрупа іншої. Унаслідок реакції утворюються ди-, три-, поліпептиди і виділяється вода.

Саме завдяки пептидним зв'язкам амінокислоти сполучаються в молекулах білків.

Будова білків. Полімерний поліпептидний ланцюг — основа молекули будь-якого білка. Перші синтези поліпептидів здійснив німецький учений Е. Фішер у 1903—1907 рр.

Кожен білок має набір амінокислот, сполучених у певній, властивій тільки йому послідовності.

Близько 20 амінокислот беруть участь у побудові білкових макромолекул, а кількість з'єднаних у різній послідовності амінокислотних залишків сягає 1018. Молекулярна маса деяких білків становить сотні мільйонів.

Будова білків дуже складна і зумовлюється не лише послідовністю амінокислотних залишків. Довгі ланцюги білкових молекул скручуються у спіралі, спіралі — у клубки, що певним чином розміщуються у просторі (мал. 13, 14). Усе це в сукупності визначає особливості кожного білка зокрема. Через таку складність розшифрування структури природних білків — надзвичайно важке завдання.

Властивості білків. Білки дуже різняться між собою за властивостями, що залежать від наявності в їхньому складі амінокислот з різними функціональними групами, здатними вступати в характерні для них реакції.

Серед білків є розчинні у воді й такі, що утворюють колоїдні розчини. До перших належить білок курячого яйця. Саме з цим розчином зручно проводити досліди.

Нагріємо розчин білка і спостерігатимемо, як він зсідається, або денатур. Саме цей процес денатурації має місце під час кулінарної обробки білкових харчових продуктів — м'яса, яєць, риби.

З хімічного боку денатурація — це руйнування складної структури білка, що призводить до втрати ним біологічної активності.Це необоротний процес, саме тому, наприклад, висока температура небезпечна для людського організму. При цьому білки втрачають біологічну активність, живі клітини гинуть. Те саме відбувається і під дією на білки сильних кислот, наприклад сульфатної. У разі потрапляння кислоти на шкіру може статися хімічний опік.

Взаємодія білків з концентрованою нітратною кислотою і гідроксидом купруму(ІІ) — це так звані кольорові реакції білків, що використовуються для їх аналітичного визначення. За допомогою першої визначається наявність бензенових кілець у структурі білка, а друга дає змогу виявити пептидні зв'язки.

Важливою хімічною властивістю білків є їхня здатність до гідролізу.

Під дією кислот, лугів або ферментів (коли йдеться про живий організм) відбувається розщеплення полімерної білкової молекули на амінокислоти. Гідроліз — процес, зворотний утворенню поліпептидного ланцюга. Під час гідролізу молекули води приєднуються за місцем пептидних зв'язків, останні руйнуються, замість пептидних груп утворюються карбоксильні й аміногрупи. Таким чином білок розщеплюється на окремі амінокислоти, з яких він побудований:

Білки можуть розкладатися під дією мікроорганізмів. У результаті утворюються не амінокислоти, а аміак, сірководень, фенол, інші речовини з неприємним запахом. Його поява свідчить про те, що відбувається процес розкладу (гниття) білка. Пригадайте, який неприємний запах мають протухле яйце, зіпсовані м'ясо чи риба. Заморожування продуктів, маринування, копчення знижують активність мікроорганізмів або навіть знищують їх, процес розкладу уповільнюється, і продукти зберігаються значно довше.

Біологічне значення амінокислот і білків. Білки їжі безпосередньо не засвоюються організмом, спершу вони гідролізуються до амінокислот під впливом речовин, що містяться у травному тракті, потім амінокислоти всмоктуються у кров, а вже нею переносяться до печінки, де організм синтезує білки, характерні саме для нього.

Білки є основним будівельним матеріалом тваринних організмів, а саме його клітин. М'язи, гемоглобін крові, волосся, шкіра, ферменти мають білкову природу.

Тоді як рослини синтезують амінокислоти з речовин, якими живляться, тварин і людину природа не наділила такою здатністю. Для нормального функціонування вони мусять постійно поповнювати запас амінокислот переважно за рахунок білків їжі в готовому вигляді. Це особливо важливо для молодого організму, який росте і розвивається. Тому їжа молодої людини повинна містити достатню кількість білків. Найбагатші на білки м'ясо, риба, молоко, сир, яйця, бобові, горіхи. Хворим, ослабленим людям іноді вводять амінокислоти у кров, тим самим полегшується їх засвоєння і підтримуються сили організму.

Питання для самоконтролю:

1 Які сполуки належать до класу амінів?

2 Яку роль відіграв анілін у розвитку хімічної промисловості?

3 Чому амінокислоти називають «циглинками» білків?

4 Чим зумовлена надзвичайна різноманітність білків?

5 Що таке денатурація білка? Знаючи властивості білків, поясніть чому посуд із-під молочних продуктів слід мити спершу холодною водою, а потім гарячею, а не навпаки?

Самостійна робота № 11

Тема: Побутові хімікати.

Мета: розширити й поглибити знання про хімічні речовини, використані в побуті, сферах їхнього застосування; акцентувати увагу на дотриманні правил безпеки під час роботи з синтетичними мийними засобами.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Мийні засоби.

2Поверхневоактивні речовини.

3 Клеї.

Література:

Теоретичні відомості

У побуті ми практично щоденно зустрічаємося з продуктами хімічної промисловості та з хімічними процесами. Це прання білизни, миття посуду, доглядання за підлогою та меблями, застосування клею, а також готування їжі, умивання з милом, догляд за шкірою обличчя та інша особиста гігієна тощо.

Нині побутова хімія — це самостійна галузь промисловості. Щороку у світі виробляється майже 30 млн т товарів побутової хімії. Це мийні, дезінфіку-ючі засоби, засоби догляду за меблями й підлогою, для боротьби з комахами і захисту рослин, засоби для вибілювання, підкрохмалювання, підсинювання, різноманітні фарби, клеї, автокосметика тощо.

У побуті широкого застосування набули мийні засоби. Річ у тім, що чиста вода добре видаляє із забрудненої поверхні лише розчинні в ній речовини. Часточки нерозчинних речовин, які змочуються водою (гідрофільні), можна видалити за рахунок механічного впливу. Якщо ж речовини не змочуються водою (гідрофобні) і до того ж мають підвищену в'язкість, топрактично їх не можна видалити водою. Це стосується жирових забруднень, воску, стеарину, олії, різних органічних речовин тощо. У таких випадках застосовується мило, а ще краще — синтетичні мийні засоби (СМЗ), що належать до групи поверхнево-активних речовин (ПАР).Багато які штучні волокна здатні електризуватися] тобто накопичувати електричні заряди. Негативні за] ряди (електрони) можуть накопичувати такі волокна,як нітрон, лавсан, ацетатні волокна. Позитивного заряду (через втрату електронів) набуває поверхня капрону, нейлону і частково вовна та шовк. Льняні та бавовняні тканини поглинають вологу, що сприяє стіканню електричних зарядів, тому вони й не електризуються.

Для запобігання електризації вироби із синтетичних тканин обробляють розчином «Антистатик».

Для чищення посуду, раковин у мийні засоби часто вводять тверді інертні речовини — абразиви, які полегшують механічне руйнування твердих забруднень. Потрібно пам'ятати: категорично забороняється засобами для прання білизни мити кухонний посуд! Вони шкідливі для організму.

Способи застосування СМЗ та інших препаратів зазначаються на упаковках. їх слід додержуватися, тоді використання товарів побутової хімії буде цілком безпечним.

Хімічна промисловість випускає великий асортимент різних клеїв. Міцність зчеплення клею відносно склеюваних поверхонь визначається силами міжмолекулярної взаємодії (електростатичними силами) або хімічними силами, які ведуть до утворення хімічного зв'язку між молекулами клею і поверхнею, що склеюють.

Найстаріший із клеїв — силікатний, або конторський. Він відомий з середини XVI ст. і являє собою водний розчин силікату натрію Ка₂Sі0₃. Його широко використовують у текстильному та паперовому виробництві, у миловарінні та лакофарбуванні, для склеювання кераміки, скла, металів, картону, паперу та інших матеріалів.

До групи найкращих смол, клеїв і лаків належать епоксидні. їм властива висока липкість до скла, порцеляни, металів, пластмас, дерева та висока межа міцності. У побуті широко використовуються клеї типу БФ, БФ-2, БФ-5, виготовлені на основі фенолофор-мальдегідних смол.

Випускається широкий асортимент засобів особистої гігієни, лікарських і парфумерно-косметичних препаратів, засобів боротьби з комахами та по догляду за автомобілем, плямовивідні засоби і багато іншого. У цій галузі здійснюються науково-дослідні роботи, і

Питання для самоконтролю:

1 Якими міцними засобами ви користуєтесь у побуті?

2 Які компоненти зазвичай містяться у складі різноманітних засобів побутової хімії?

3 Назвіть основні правила безпеки при роботі з міцними засобами.

4 Назвіть основні компоненти СМЗ.

Самостійна робота № 12

Тема: Мило ісинтетичні миючі засоби(СМЗ).

Мета: ознайомити з одержанням складом і властивостями мила та сферами його застосування; дати поняття про мийну дію; обґрунтувати гігієнічне значення використання мила;поглибити знання про синтетичні мийні засоби, їх розмаїтість і сфери застосування; порівняти властивості мила і СМЗ; визначити вимоги яким мають відповідатиСМЗ з погляду охорони навколишнього середовища.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Склад та мийна дія мила.

2 Будова СМЗ.

3 Застосування СМЗ.

4 Порівняння властивостей СМЗ і мила.

5 Правила використання СМЗ у побуті.

Література

Теоретичні відомості

До СМЗ універсальної дії належать пральні порошки «Наталка», «Кристал», «Лотос», «Астра». Для прання вовняних, шовкових і синтетичних тканин використовуються порошки «Екстра», «Новость». Якщо білизна дуже забруднена або довго лежала не-випраною, то краще користуватися миючим засобом типу «Ера». Цей самий порошок можна брати з собою в туристичний похід, якщо маршрут лежить уздовж морського узбережжя (чому?). А ось рідкими СМЗ прати в морській воді не можна, оскільки вони зм'якшувачів води не містять.

Мийна дія ПАР пояснюється їхньою здатністю часточки бруду жирового походження з'єднувати з водою.

Залежно від призначення до складу СМЗ входять різні лужні добавки: силікат натрію, сода, фосфати натрію, які полегшують процес прання бавовняних і льняних тканин, капрону. Але ці СМЗ не можна застосовувати для прання виробів із вовни і лавсану, оскільки вони поступово руйнуються під впливом лужного середовища. Для таких виробів застосовують СМЗ, які створюють у воді нейтральну реакцію.

Під час прання виробів, які мають забруднення біологічного походження, наприклад плями крові, використовують СМЗ, що містять ферменти. Але слід пам'ятати, що не можна прати у дуже гарячій воді, оскільки ферменти за температури понад 40 °С руйнуються.

Деякі СМЗ містять відбілювачі, що руйнують стійкі забруднення, через які тканина набуває сірого або жовтого кольору.

Натрієві солі вищих карбонових кислот — основна складова твердого мила, солі Калію — рідкого мила.

Для добування мила з жиру в промисловості замість лугу використовують содуNа₂С0₃. Мило, добуте безпосередньо внаслідок цієї реакції, називається ядровим милом і відоме як господарське. Туалетне мило відрізняється від господарського наявністю добавок: барвників, запашних речовин, антисептиків тощо.

Мийна дія мила — складний фізико-хімічний процес. Мило є посередником між полярними молекулами води і неполярними часточками бруду, нерозчинного у воді. Якщо позначити вуглеводневий радикал буквою R, то склад мила виражається формулою R—СООNа. За хімічною природою мило — це сіль,

йонна сполука. Крім полярної частини —СОО~Nа+, у його складі є неполярний радикал —II, до складу якого можуть входити 12—17 атомів Карбону. Під час миття молекули мила так орієнтуються на забрудненій поверхні, що полярні групи звернені до полярних молекул води, а неполярні вуглеводневі радикали — до неполярних часточок бруду. Останні ніби потрапляють в оточення молекул мила і легко змиваються з поверхні водою.

Пригадайте, які солі спричинюють твердість води.

У твердій воді утворюються нерозчинні магнієві та кальцієві солі карбонових кислот, через це мило втрачає свою мийну дію, а солі осідають на поверхні виробу:

Синтетичні мийні засоби, за всієї різноманітності їх хімічного складу, мають подібну до мила будову молекул, в яких є розчинна у воді полярна частина і нерозчинний неполярний вуглеводневий радикал.Але вони, на відміну від мила, є солями іншої хімічної природи й у твердій воді не утворюють нерозчинних сполук. У цьому полягає перевага синтетичних мийних засобів над звичайним милом.

Мило і синтетичні мийні засоби належать до так званих поверхнево-активних речовин (ПАР). їхнє широке застосування часто пов'язують із забрудненням навколишнього середовища, зокрема водойм. Річ у тім, що до мийних засобів додають фосфати, які у водоймах перетворюються на речовини, що живлять мікроорганізми, чиє бурхливе розмноження може спричинити заболочення водойми. Через це сучасні ПАР повинні хімічно чи біологічно розкладатися після використання на нешкідливі речовини, що не забруднюють стоки.

Питання для самоконтролю:

1 Чи можна випрати білизну у морській воді, використовуючи мило? Відповідь обґрунтуйте.

2 Чому СМЗ не втрачають свої властивості навіть у твердій воді?

3 До яких наслідків для організму може призвести неправильне використання СМЗ?