Урок "Жири: добування, фізичні та хімічні властивості"
Тема: Жири: добування, фізичні та хімічні властивості.
Мета:
а) навчальна: на основі знань про теорію хімічної будови органічних сполук О.М. Бутлерова та будову і властивості насичених і ненасичених карбонових кислот сформувати поняття про жири; ознайомити учнів з хімічними властивостями жирів, біологічною роллю жирів, застосуванням жирів в харчовій промисловості;
б) виховна: продовжити формування наукового світогляду, здійснювати
естетичне та екологічне виховання учнів;
в) розвиваюча: розвивати вміння учнів логічно мислити, аналізувати і порівнювати, розвивати креативне і критичне мислення, вміння самостійно аналізувати, робити висновки.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
Форма уроку: урок-«заочна мандрівка»
Методи навчання: словесні (розповідь з елементами бесіди, пояснення, бесіда), наочні (метод ілюстрації), практичні (виконання вправ).
Обладнання: мультимедійна презентація, «Маршрутний лист «Жири», «Хімічні квитки».
Використана література:
1.Бобрівник Л.Д. Органічна хімія: Підр. для студ. вищих навч. закл. / Л.Д. Бобрівник, В.М. Руденко, Г.О. Лезенко. – К. : Ірпінь, 2005. – 544 с.
2. Хомченко Г.П. Посібник з хімії для вступників до вищих навчальних закладів / Г.П. Хомченко. – К. : Вид-во А.С.К., 2003. – 480 с.
3. Гройсман І.А. Хімія. Закони, схеми, формули, рівняння. Довідкове видання. – К., 2003. – 480с.
4. Стахеєв О.Ю. Хімія . Узагальнюючі схеми і таблиці. – Тернопіль-Харків: Богдан-Гімназія, 1998. – 52с.
5. Збірник задач і вправ з органічної хімії / А.С. Дробоцький, Л.М. Романишина, Т.В. Романишин, А.С. Грицюк. – Тернопіль : Навчальна книга - Богдан, 1999. – 80с.
6. Ластухін Ю.О. Органічна хімія: Підручник для вищих навчальних закладів
/ Ю.О. Ластухін, С.А. Воронов. – Львів : Центр Європи, 2000. – 864 с.
Хід заняття І. Організаційний момент.
Перевірка готовності учнів до заняття.
«Те, що ми знаємо, – обмежено, а що не знаємо – нескінченно»
Апулей (римський письменник)
«ТЕ, ЩО МИ ЗНАЄМО, –
ОБМЕЖЕНО, А ЩО
НЕ ЗНАЄМО –
НЕСКІНЧЕННО».
Апулей
(римський письменник)
Прийом «Девіз творчих і винахідливих»
Сьогодні на нас чекає цікава й напружена робота, то ж подивіться одне на одного, посміхніться, я бажаю кожному з вас, щоб на уроці ви були:
«У» - уважними;
«С» - спокійними;
«П» - працелюбними;
«І» - ініціативними;
«Х» - хоробрими
Отже, я бажаю всім успіху у процесі пізнання.
«У» - уважні!
«С» - спокійні!
«П» - працелюбні!
«І» - ініціативні!
«Х» - хоробрі!
ІІ. Актуалізація опорних знань і мотивація навчально-пізнавальної діяльності.
На сьогоднішньому занятті ми здійснимо віртуальну мандрівку хімічною країною. Наша подорож проходитиме на надшвидкісному хімік-лайнері «Органікум». Щодня «Органікум» здійснює багато рейсів, але потрапити на його борт непросто.
А куди саме ми вирушимо Ви дізнаєтесь розгадавши перше завдання. Вам потрібно розшифрувати назву хімічного континенту.
Вправа «Дешифрувальник»
БІООРГАНІЧНІ СПОЛУКИ
(Біоорганічні сполуки)
Континент «Біоорганічні сполуки» – це три могутні Хімічні Царства, які неможливо відвідати за одну мандрівку. Розгадавши хімічний ребус Ви прочитаєте назву країни, яку ми сьогодні відвідаємо.
Вправа «Хімічний ребус»
(Жири)
Але перед тим як сісти в «Органікум» Вам потрібно пройти «Паспортний ерудитконтроль».
«Паспортний ерудит-контроль»
Інтерактивна вправа «Так-Ні»
1. Органічна хімія – це наука, яка вивчає сполуки Карбону з іншими елементами і закони, за якими утворюються ці сполуки, хімія сполук карбону. +
2. Елементи-органогени – це карбон, ферум, неон, хлор, бром та іод. –
3. Ізомери – це сполуки з різним хімічним складом, різною молекулярною масою, але з однаковою хімічною будовою і властивостями. –
4. Загальна формула насичених карбонових кислот спиртів CnH2n+10 СOHNН2. – 5. Загальна формула насичених одноатомних спиртів CnH2n+1OH. +
6. Гліцерин ненасичений одноатомний спирт. -
7. Естери можна розглядати як похідні карбонових кислот, у яких гідроксил карбоксильної групи заміщений на алкоксильну групу, або як продукт ацилування спиртів. +
8. Карбоновими кислотами називаються органічні речовини, в молекулах яких міститься одна або кілька карбоксильних груп, сполучених з вуглеводневим радикалом.
+
9. Функціональна група спиртів карбонільна. –
10. Спиртами називають органічні сполуки, що містять одну або декілька гідроксильних груп, зв’язаних з вуглеводневим радикалом. +
11. Найчастіше естери одержують прямою естерифікацією карбонових кислот спиртами. +
12. Функціональна група карбонових кислот – гідроксильна. – 13. Карбон в органічних сполуках чотирьохвалентний. +
14.Формула гліцерину:
.+
15.Олеїнова кислота – ненасичена сполука, бо у її молекулі є потрійний зв'язок між атомами карбону. –
16.Молекула гліцерину містить три гідроксильні групи. +
Всі впоралися з завданнями, а тому ми можемо починати нашу подорож.
Впродовж подорожі Ви повинні заповнити «Маршрутні листи», оформлені у вигляді «розірваних шпаргалок». Також кожен з вас самостійно заповнює «Хімічний квиток» впродовж заняття.
ХІМІЧНИЙ КВИТОК
|
«Дешифрувальник» 1 |
|
|
«Хімічний ребус» 1 |
|
|
«Паспортний контроль» 2 |
|
|
«Склади формулу» 2 |
|
|
«Експрес-тест» 5 |
|
|
«Лови помилку» 2 |
|
|
«Літературна хвилинка» 2 |
|
|
Загальна оцінка |
|
ІІІ. Повідомлення теми уроку.
ТЕМА: ЖИРИ: ДОБУВАННЯ, ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ.
«Маршрут мандрівки» План
1. Зупинка «Класифікаційна». (Загальна характеристика жирів. Класифікація жирів).
2. Зупинка «Фізична». (Фізичні властивості жирів).
3. Зупинка «Хімічна». (Хімічні властивості жирів).
4. Зупинка «Практична» (Застосування жирів).
5. Зупинка «Бонус».
МАРШРУТ
МАНДРІВКИ
1. Зупинка «Класифікаційна».
2. Зупинка «Фізична».
3. Зупинка «Хімічна».
4. 
Зупинка «Практична» 5. Зупинка «Бонус».
V. Вивчення нового матеріалу.
1. Зупинка «Класифікаційна».
(Загальна характеристика жирів. Класифікація жирів).
Жири – це естери гліцерину та вищих карбонових кислот (тригліцериди) загальної формули:
З різних джерел виділено 600 різних видів жирів, з них – 420 рослинного походження і більше 180 – тваринного походження.
Незмінною складовою частиною тваринних і рослинних жирів є гліцерин. Карбонові кислоти можуть бути різні, але завжди нормальної будови і переважно з парним числом атомів карбону. Більшість тваринних і рослинних жирів місять кислоти з шістнадцятьма або вісімнадцятьма атомами карбону.
Харчова цінність жирів і їх властивості залежать від жирних кислот, що входять до їх складу. Жирні кислоти поділяються на насичені та ненасичені.
До складу жирів входять:
1. насичені кислоти:
➢ пальмітинова С15Н31СООН
➢ стеаринова С17Н35СООН
2. ненасичені кислоти:
➢ олеїнова С17Н33СООН
➢ лінолева С17Н31СООН.
Жири поділяються на:
1. прості (в склад яких входять залишки однакових кислот); 2. змішані (утворені різними кислотами).
Утворення жирів.
Записуємо структурну формулу молекули гліцерину, а після неї навпроти кожної ОН-групи – структурну формулу молекули відповідної карбонової кислоти. Потім вилучаємо атоми Гідрогену з усіх гідроксильних груп молекули гліцерину, ОН-групи з молекул кислот і з’єднуємо отримані залишки рисками, які імітують прості ковалентні зв’язки.
Гліцерин Стеаринова кислота Тристеарат
Виконання хімічної вправи «Склади формулу».
Скласти структурну формулу молекули жиру, в якій є залишки молекул пальмітинової, стеаринової та олеїнової кислот.
Ізомерія тригліцеридів:
➢ ізомерія, пов’язана з різним положенням 1,2,3-ацилів у молекулі
тригліцериду,
➢ ізомерія будови кислотних залишків,
➢ ізомерія положення подвійного зв’язку, ➢ цис- та транс-ізомерія.
➢ оптична ізомерія, зумовлена наявністю у молекулі гліцериду хірального карбонового атома у положенні С2, що трапляється в разі різних ацилів біля першого і третього атомів Карбону гліцериду.
Естери гліцерину зазвичай називають гліцеридами або ж нумерують атоми Карбону гліцерину 1,2,3 і зазначають положення замісників, добавляючи при цьому слово гліцерин, наприклад 1,2,3-тристеарат гліцерину, 1,2-дипальмітат-3-оленоат гліцерину.
2 17 33
1,2,3-тристеарат гліцерину 1,2-дипальмітат-3-оленоат гліцерину
2. Зупинка «Фізична».
(Фізичні властивості жирів).
Тригліцериди – рідини або тверді речовини без смаку, запаху, кольору. Жири майже нерозчинні у воді та добре розчиняються в органічних розчинниках, зокрема етиловому та петролейному естерах. Жири легші за воду.
Перегляд відеоролика «Розчинність жирів у воді та органічних розчинниках».
Жири володіють специфічними властивостями:
1. Усі жири мають маслянисту консистенцію.
2. Температура плавлення жиру визначається процентним умістом твердих граничних кислот.
3. Температура затвердіння жирів на 5-10ºС нижче їх температури плавлення.
4. Жири не розчинні у воді, але розчинні в ряді органічних розчинників (ефірі, бензині).
5. Жири погані провідники тепла.
6. Для жирів характерна здатність до емульгування, тобто утворенню з водою емульсій. Багато продуктів харчування є емульсіями: молоко, вершкова олія, маргарин, майонез, морозиво й ін. Емульгування жиру викликає помутніння м'ясних бульйонів (особливо при сильному кипінні).
Здатність олій утворювати емульсії використовується в готуванні косметичних кремів на жировій основі, при жируванні хутряних шкурок, шкіри.
Жири володіють специфічними властивостями:
1. Усі жири мають маслянисту консистенцію.
2. Температура плавлення жиру визначається процентним умістом твердих граничних кислот.
3. Температура затвердіння жирів на 5-10ºС нижче їх температури плавлення.
4. Жири не розчинні у воді, але розчинні в ряді органічних розчинників (ефірі, бензині).
5. Жири погані провідники тепла.
6. 
Для жирів характерна здатність до емульгування, тобто утворенню з водою емульсій.
Температура плавлення жирів залежить від того, які жирні кислоти входять до їх складу. Жири, у молекулах яких переважають залишки насичених кислот, – тверді, наприклад, баранячий, яловичий жир; жири, у молекулах яких переважають залишки ненасичених кислот, – рідини, їх називають оліями.
Можна вивести одну закономірність: тверді жири переважно утворені вищими насиченими карбоновими кислотами, а рідкі – переважно ненасиченими, хоча класифікація за агрегатним станом більш біологічна ніж хімічна.
Класифікація жирів
Перегляд відеоролика «Доведення ненасиченого характеру рідких жирів».
3. Зупинка «Хімічна».
(Хімічні властивості жирів).
1. Гідроліз жирів.
Жири в присутності кислот, лугів або ферменту ліпази гідролізують з утворенням гліцерину та жирних карбонових кислот:
У тваринних і рослинних організмах гідроліз жирів відбувається під дією ферменту – ліпази. Продукти гідролізу всмоктуються у вигляді вищих жирних кислот та гліцерину. Жири – енергетично дуже цінні продукти харчування. Загалом жири вважаються висококалорійними продуктами, зловживати якими недоцільно. За рахунок жирів забезпечується 25 – 35% добової потреби людини в енергії. Рекомендована норма жиру в раціоні людини 90 – 107 г на добу. Недостатність жирів у харчуванні або систематичне використання продуктів зі зниженим вмістом жирів приводить до порушення роботи нервової системи, зниження імунітету. Проте надлишкове вживання жирів теж небажане – викликає ожиріння, виникають серцево-судинні захворювання.
Гідролітичний розпад жирів та олій, ліпідів зерна та продуктів його переробки, м'яса, риби є однією з причин погіршення їх якості та псування. Цей процес прискорюється із збільшенням вологості продуктів, що зберігаються, підвищенням температури, активності ферменту ліпази.
Гідроліз відбувається у багатьох технологічних процесах та під час кулінарної обробки продуктів (під час варіння та жарки).
2. Гідрування жирів.
Перетворення рідких жирів у тверді має велике значення для харчових цілей і миловаріння; ґрунтується на гідруванні подвійних зв’язків в присутності каталізаторів, наприклад нікелю:
Гідрогенізація жирів – це процес приєднання водню до залишків ненасичених кислот, які входять до складу жирів, в результаті чого ці залишки переходять в залишки насичених кислот.
Продукт реакції називається саломасою («штучним салом») і служить основою для виготовлення маргарину, інших харчових жирів, застосовується у виробництві мила. Для виготовлення маргарину саломасу емульгують у молоці, попередньо обробленому бактеріями Bacillus aidi levolactiti, які продукують молочну кислоту. Далі до утвореної емульсії додають для кольору каротин або яєчний жовток, для запаху вершкового масла – бутандіон, для запобігання окисненню – антиоксиданти, лецитин (природний ПАР), сіль, цукор, вітаміни D тощо.
При неповному гідруванні отриманий саломас застосовується для виготовлення м'яких сортів маргарину.
Необхідно зауважити, що існує думка про певну шкідливість гідрованих рослинних олій для людини. Систематичне вживання таких жирів та продуктів на їхній основі (печиво – до 30 – 50% транс-ізомерів, картопля фрі – близько 40%, чіпси – 30% тощо) збільшують ризик ішемічних захворювань.
3. Омилення лугами.
При цьому виходять гліцерин і солі вищих жирних кислот – мила. Звідси і відбувається назва реакції гідролізу складних ефірів – омилення:
O
R'
O Na
2
+ R'' O Na
R'''
O Na
Жир Гліцерин Мило
Тверде мило Рідке мило
4. Окиснення жирів.
Жири й олії можуть окислятися безпосередньо киснем повітря (самоокислення), а також і при нагріванні. Найбільшим змінам піддаються жири, що містять значну кількість залишків високоненасичених кислот. Прискорюють окисні процеси ряд зовнішніх факторів: світло, вологість, підвищення температури, дія мікроорганізмів, наявність деяких металів (залізо, кобальт, свинець). Окислювання залежить і від поверхні зіткнення жиру з повітрям.
4. Окиснення жирів.
Жири й олії можуть окислятися безпосередньо киснем повітря (самоокислення), а також і при нагріванні. Найбільшим змінам піддаються жири, що містять значну кількість залишків високоненасичених кислот. Прискорюють окисні процеси ряд зовнішніх факторів: світло, вологість, підвищення температури, дія мікроорганізмів, наявність деяких металів (залізо, кобальт, свинець). Окислювання залежить і від поверхні зіткнення жиру з повітрям.
4. Зупинка «Практична» (Застосування жирів).
1. В виробництві мила, гліцерину, масел.
2. В харчовій промисловості.
3. В побуті (виготовлення засобів для взуття).
4. В парфумерній промисловості.
5. В медицині при виготовленні мазей, емульсій.
ВИКОРИСТАННЯ ЖИРІВ:
1. В виробництві мила, гліцерину, масел.
2. В харчовій промисловості.
3. В побуті (виготовлення засобів для взуття).
4. В парфумерній промисловості.
5. В медицині при виготовленні мазей, емульсій.
Жири є основним джерелом енергії – 1г жирів дає організму 9 ккал (середня норма енергії складає 2,800 ккал/добу). Енергетичні витрати людини забезпечуються за рахунок жирів приблизно на 33%.
Резервні жири, що відкладаються у спеціальних жирових клітинах є запасним джерелом енергії й використовуються організмом при нестачі їжі.
Жири є постачальниками біологічно-активних речовин: незамінних поліненасичених кислот, різних форм вітаміну А (рибофлавіну), вітаміну Д (кальциферолу), вітаміну Е (токоферолу), фосфоліпідів, стеринів.
Кожна з перелічених біологічно-активних речовин виконує свою специфічну, необхідну роль в обміні речовин організму людини.
Складові жирів сприяють виділенню жовчі, накопиченню білків у організмі.
У хлібопекарському виробництві використовують жири, що виготовляються для харчових цілей: масло коров'яче, маргарин, жир рідкий для хлібопекарської промисловості, рослинні олії.
Масло коров'яче використовують як вершкове, так і топлене. Якість масла визначають за органолептичними і фізико-хімічними показниками. Масло коров'яче повинне мати чисті смак і запах, характерні для даного виду масла, без сторонніх присмаків і запахів, щільну однорідну консистенцію; колір – від білого до світло-жовтого.
Маргарин являє собою спеціально виготовлений продукт, який за смаком, ароматом, консистенцією схожий з коров'ячим маслом. За структурою це високодисперсна, жироводна система, в якій один із основних компонентів – вода (дисперсна фаза) – розподіляється в другому – олії (дисперсійне середовище) у вигляді дуже дрібних краплинок, утворюючи емульсію типу «вода в маслі». Компонентом «вода» є молоко. До складу цієї системи входять природні рафіновані жири та олії, саломаси, молоко, сіль, цукор, емульгатори, ароматизатори та інші компоненти.
У виробництві використовують твердий (пластичний) за консистенцією маргарин, а також рідкий, виготовлений для хлібопекарської промисловості.
У виробництві більш технологічним є застосування рідких маргаринів. У рідкому маргарині для хлібопекарської промисловості вміст жиру має бути не менше 83, вологи – до 17%.
Маргарин повинен мати чисті смак і аромат, однорідну консистенцію.
Безводні пекарські жири мають рідку консистенцію. Такі жири складаються із саломасу, рослинних олій, емульгатора та інших компонентів.
В хлібопеченні застосовують головним чином соняшникову, кукурудзяну, бавовняну і гірчичну олії. За ступенем очищення олії ділять на нерафіновані – очищені лише від механічних домішок, мають смак і аромат; рафіновані-очищені від механічних домішок, оброблені лугом, не мають смаку і аромату; гідратовані – очищені від механічних домішок і гідратовані шляхом продування гарячої води для видалення білків і слизів.
Соняшникову й кукурудзяну олії виробляють нерафіновану та рафіновану, бавовняну – лише рафіновану, гірчичну – нерафіновану. Гірчична олія має специфічний запах, тому її додають лише в деякі вироби, рецептурою яких передбачене використання гірчичної олії – хліб гірчичний, сушки гірчичні тощо. З метою збагачення виробів біологічно активними речовинами використовують соєву, обліпихову і пальмову олії.
Жири і олії гальмують у тісті життєдіяльність мікроорганізмів, поліненасичені жирні кислоти утворюють комплекси з білками і крохмалем, які суттєво впливають на фізичні властивості тіста, роблять його більш еластичним. Жири та олії сприяють довшому збереженню хлібом свіжості, підвищують його калорійність.
VІ. Закріплення знань.
5. Зупинка «Бонус».
Завдання 1. Експрес-тест. (кожна правильна відповідь 0,5 б)
1. Жири – це …. гліцерину та вищих карбонових кислот. а) алкани;
б) естери;
в) етери;
г) мила.
2. Незмінною складовою частиною тваринних і рослинних жирів є … а) етанол;
б) гліцерин;
в) саломас;
г) ненасичена карбонова кислота.
3. Жирні кислоти поділяються на...
а) насичені та ненасичені;
б) циклічні і аліфатичні;
в) замінні і незамінні;
г) жирні і знежирені.
4. До насичених кислот належать:
а) олеїнова і лінолева;
б) пальмітинова і стеаринова;
в) лінолева і пальмітинова;
г) стеаринова і олеїнова. 5. Жири майже нерозчинні у …
а) воді;
б) органічних розчинниках;
в) етиловому естері;
г) петролейному естері.
6. За фізичними властивостями тригліцериди …
а) тільки рідини;
б) тільки тверді речовини;
в) тільки гази;
г) рідини і тверді речовини.
7. Процес приєднання водню до залишків ненасичених кислот, які входять до складу жирів, в результаті чого ці залишки переходять в залишки насичених кислот.
а) гідратація жирів;
б) гідрування жирів;
в) гідрогалогенізація жирів;
г) омилення жирів.
8. 
а) рідке мило;
б) рідкий жир;
в) тверде мило;
г) твердий жир.
9. Жири гідролізують з утворенням:
а) гліцерину та жирних карбонових кислот;
б) саломасу;
в) гліцерину і циклічних жирних кислот;
г) антиоксидантів.
10. Жири й олії…
а) можуть окислятися безпосередньо киснем повітря (самоокислення), а також і при нагріванні;
б) можуть окислятися лише безпосередньо киснем повітря;
в) можуть окислятися лише при нагріванні;
г) не окислюються.
Завдання 2. Ворожіння на «Хімічній ромашці».
Вправа «Лови помилку» (кожна правильна відповідь – 2 бали).
1. Незмінною складовою частиною тваринних і рослинних жирів є етиленгліколь. Карбонові кислоти можуть бути різні, але завжди нормальної будови і переважно з парним числом атомів карбону. Більшість тваринних і рослинних жирів місять кислоти з шістнадцятьма або вісімнадцятьма атомами карбону.
2. Харчова цінність жирів і їх властивості не залежать від жирних кислот, що входять до їх складу. Жирні кислоти поділяються на насичені (пальмітинова і стеаринова) та ненасичені (олеїнова і лінолева).
3. Тригліцериди – рідини або тверді речовини без смаку, запаху, кольору. Жири добре розчинні у воді. Жири легші за воду.
4. Гідрування жирів ґрунтується на гідратації подвійних зв’язків в присутності каталізаторів, наприклад нікелю.
5. Жири, у молекулах яких переважають залишки насичених кислот, – рідкі, наприклад, баранячий, яловичий жир
Завдання 3. «Літературна хвилинка» з завданням скласти синквейн про жири.
(3 бали)
Синквейн (з франц. cinquains – «п’ять рядків» – вірш, який синтезує інформацію у коротке висловлювання, що описує теми і дає змогу рефлексувати з будь-якого приводу.
Перший рядок містить слово, що позначає тему синквейна. Зазвичай це іменник.
Другий рядок — два прикметника, що описують тему.
Третій рядок — три дієслова, що позначають дії, пов'язані з темою.
Четвертий рядок — речення (фраза) з чотирьох (або більше) слів, у якому висловлено ставлення до теми або почуття з приводу обговорюваного.
П'ятий рядок — це слово-резюме, яке визначає нову інтерпретацію теми, виражає до неї особистісне ставлення.
VIІ. Підсумок уроку і домашнє завдання.
Виставлення оцінок на основі «Хімічного квитка».
Домашнє завдання:
1. Вивчити тему: «Жири».
2. Розв’язати задачу: Основним компонентом деякого жиру є тристеарат, масова частка якого становить 80%. Які маси гліцерину і стеаринової кислоти можуть бути отримані під час гідролізу цього жиру масою 72,5 кг.
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Вивчити тему: «Жири».
2. Розв’язати задачу:
Основним компонентом деякого жиру є тристеарат, масова частка якого становить 80%. Які маси гліцерину і стеаринової кислоти можуть бути отримані під час гідролізу цього жиру масою 72,5 кг.
про публікацію авторської розробки
Додати розробку