Сторінки 200–206

Розв’язання

1. Згадайте, що молекула жиру складається з полярної частини (гліцерол) та трьох великих неполярних ланцюгів жирних кислот.

2. Вода — це сильнополярний розчинник, тому вона не може добре взаємодіяти з великими неполярними ланцюгами жиру.

3. Органічні розчинники (як етанол або гексан) мають меншу полярність або є неполярними, тому вони краще взаємодіють з неполярною частиною жиру.

Розв’язання

1. Налийте у першу пробірку воду, у другу — етанол, у третю — гексан.

2. Додайте до кожної пробірки по 2–3 мл соняшникової олії.

3. Спостерігайте: у перших двох пробірках рідини розшаруються (вода і етанол не розчиняють олію), а в третій — гексан добре розчиняє олію, утворюючи однорідну суміш.

Розв’язання

1. Спостерігаємо, що вода не розчиняє жир (утворюється емульсія, яка швидко розшаровується), оскільки молекули води полярні, а жири — неполярні.

2. Додавання органічних розчинників (етанолу чи гексану) призводить до утворення однорідної суміші, адже ці речовини добре взаємодіють з жирами.

Розв’язання

1. Спостерігаємо, що бурого кольору шар бромної води в пробірці з рослинною олією зникає (кольор переходить у суміш), а в пробірці зі смальцем залишається яскравим.

2. Це свідчить про те, що рослинна олія реагує з бромом, тоді як тваринний жир майже не реагує.

Розв’язання

1. Молекула жиру складається з трьох залишків вищих карбонових кислот та одного залишку гліцеролу.

2. Отже, спільним елементом є залишок молекули вищої карбонової кислоти (група R-COO-).

Розв’язання

1. Тверді жири містять залишки насичених кислот (наприклад, стеаринової C₁₇H₃₅COOH або пальмітинової).

2. Рідкі жири містять залишки ненасичених кислот (наприклад, олеїнової, лінолевої, ліноленової), які мають подвійні зв'язки.

3. Чим більше насичених кислотних залишків у молекулі жиру, тим вища його температура плавлення і твердіший він за кімнатної температури.

4. Навпаки, наявність ненасичених кислот робить жир рідким при кімнатній температурі.

Розв’язання

1. Тверді жири тваринного походження забезпечують захисну функцію — захищають внутрішні органи від ударів і переохолодження.

2. Ненасичені кислоти (лінолева, ліноленова) є незамінними для організму, тому жири з їхнім залишком необхідні в раціоні.

3. Жири розчиняють жиророзчинні вітаміни (А, D, Е), що дозволяє організму засвоювати їх.

Розв’язання

1. Описуємо шкідливість: споживання транс-жирів підвищує ризик серцево-судинних захворювань (ішемічна хвороба, інфаркт), діабету, ожиріння та раку.

2. Описуємо утворення: під час гідрогенізації рослинні олії нагрівають з воднем, що перетворює природну цис-форму кислот на транс-форму для отримання твердого жиру.

3. Формулюємо висновок: обираючи натуральні продукти та уникаючи дешевих маргаринів, ми мінімізуємо споживання шкідливих жирів.

Розв’язання

1. Записуємо загальну схему жиру: $R_1-COO-C_3{H}_5-OOC-R_2$ тощо, де всі $R$ однакові (лінолеїлові).

2. Визначаємо формулу залишку лінолевої кислоти: вуглеводневий ланцюг $C_{17}{H}_{31}$ та карбоксильна група $CO$.

3. Об'єднуємо частини: три молекули $C_{17}{H}_{31}COOH$ реагують з гліцеролом, віддаючи воду.

Розв’язання

1. Визначаємо склад залишків ВКК для жиру з 57 атомами C. Оскільки гліцерол містить 3 атоми C, то на три кислоти діляться $57-3=54$ атоми C. Середня довжина ланцюга — 18 атомів.

2. Розглядаємо природні поліненасичені кислот із 18 атомами C: лінолеву ($C_{17}{H}_{31}COOH$, два подвійні зв'язки) та ліноленову ($C_{17}{H}_{29}COOH$, три подвійні зв'язки).

3. Перший варіант: Жиру складається з трьох залишків лінолевої кислоти (три $\times$ 2 подвійні зв'язки = 6, що перевищує умову). Другий варіант: поєднання однієї ліноленової кислоти (3 подвійні) та двох інших кислот із одним подвійним зв'язком (наприклад, олеїнової), але це дасть 5 подвійних.

4. Коригуємо підхід: Умова каже «є два подвійні зв'язки». Це означає, що у сумі трьох кислот їх має бути рівно два. Можливі варіанти складу: одна лінолева кислота (2 подвійні) + дві олеїнові (1+1=3 — не підходить); або одна лінолева (2) + одна олеїнова (1) + одна насичена (0) — всього 3. Щоб було рівно два, потрібно: одна лінолева (2 подвійні) + дві насичені кислоти (наприклад, стеаринова). Або дві ліноленові (6) — ні. Або дві олеїнові (2) + одна насичена? Ні, $1+1=2$. Отже, варіанти: 1) три залишки лінолевої кислоти ($C_{17}{H}_{31}COO$) — це 6 зв'язків. Варто перевірити умову ще раз: «в залишках ВКК є два подвійні зв'язки». Це означає загальну кількість у молекулі жиру.

5. Правильна комбінація для рівно двох подвійних зв'язків: один залишок лінолевої кислоти ($C_{17}{H}_{31}COO-$, 2 подвійні) та два залишки насиченої кислоти (наприклад, стеаринової $C_{17}{H}_{35}COO-$). Або: два залишки олеїнової кислоти ($C_{17}{H}_{33}COO-$, 1 подвійний кожен) та один залишок насиченої кислоти.

Розв’язання

1. Запишемо загальну схему нумерації: карбоксильна група $-\text{COOH}$ — це атом 1, а нумерація йде в бік метильної групи до кінця ланцюга. Подвійний зв'язок приєднаний до атома з номером $n$.

2. Для олеїнової кислоти (основа омега-9 жирів) подвійний зв'язок знаходиться між 9-м і 10-м атомами Карбону від кінця ланцюга, отже це «омега-9».

3. Для лінолевої кислоти (основа омега-6 жирів) подвійний зв'язок знаходиться між 6-м і 7-м атомами Карбону від кінця ланцюга, отже це «омега-6».

4. Для ліноленової кислоти (основа омега-3 жирів) подвійний зв'язок знаходиться між 3-м і 4-м атомами Карбону від кінця ланцюга, отже це «омега-3».

Розв’язання

1. Визначаємо кількість подвійних зв'язків у молекулах жирних кислот, що входять до складу жиру.

2. Якщо в молекулі є один подвійний зв'язок, класифікуємо жир як мононенасичений; якщо два чи більше — як поліненасичений.

Розв’язання

1. Розуміємо, що напис означає відсутність рослинних олій (наприклад, пальмової) у складі продукту.

2. Висновуємо, що замість них використали тваринні жири або натуральне вершкове масло, щоб уникнути шкідливих транс-жирів та надати морозиву потрібної текстури.

Розв’язання

1. Визначаємо середовище проживання риб — це холодна вода.

2. Пояснюємо, що для підтримки температури тіла на рівні 0–5 °C потрібні жири з низькою температурою плавлення.

3. Висновуємо, що такі жири містять багато ненасичених кислот (олієнова, лінолева), тому вони рідкі.

Розв’язання

1. Оцінимо густину жиру ($0,9–0,95{\text{г/см}}^3$) порівняно з водою ($1{\text{г/см}}^3$). Оскільки жир легший за воду, він не тоне, а плаває на поверхні.

2. Визначимо функцію жирової плівки: вона ізолює тіло від холодної води, зменшуючи теплообмін.

Розв’язання

1. Змащування шкіри жирним кремом утворює на її поверхні тонку плівку, яка не пропускає вологу назовні.

2. Ця плівка також захищає від впливу холодної температури та вітру, запобігаючи пересиханню та обмороженню.

Розв’язання

1. Складімо рівняння згоряння тристеарату (${\text{C}}_{57}{\text{H}}_{110}{\text{O}}_6$):
   $2{\text{C}}_{57}{\text{H}}_{110}{\text{O}}_6+319{\text{O}}_2\to 114{\text{CO}}_2+110{\text{H}}_2\text{O}$.
   (Збалансуємо за атомами C: $57\cdot 2=114$; за H: $110\cdot 2=110$; за O: ліва частина $6\cdot 2+319\cdot 2=650$, права $114\cdot 2+110=338$. Помилка в коефіцієнтах, перевіримо:
   Правильне балансування:
   C: $57\to 57{\text{CO}}_2$ (коефіцієнт перед ${\text{C}}_{57}\dots$ — 1, тоді справа $57{\text{CO}}_2$).
   H: $110\to 55{\text{H}}_2\text{O}$.
   O: Справа $57\cdot 2+55=169$. Зліва в молекулі жиру $6$ атомів. Потрібно додати кисень.
   $1{\text{C}}_{57}{\text{H}}_{110}{\text{O}}_6+x{\text{O}}_2\to 57{\text{CO}}_2+55{\text{H}}_2\text{O}$.
   Кількість атомів O справа: $57\cdot 2+55=114+55=169$.
   Кількість атомів O зліва: $6+2x$.
   $6+2x=169\Rightarrow 2x=163\Rightarrow x=81,5$. Щоб уникнути дробів, помножимо все рівняння на 2:
   $2{\text{C}}_{57}{\text{H}}_{110}{\text{O}}_6+163{\text{O}}_2\to 114{\text{CO}}_2+110{\text{H}}_2\text{O}$.
   Перевірка: C ($114=114$), H ($110=110$), O ($12+326=338$; $228+110=338$). Рівняння правильне.

2. Знайдемо молярну масу тристеарату: $M({\text{C}}_{57}{\text{H}}_{110}{\text{O}}_6)=57\cdot 12+110\cdot 1+6\cdot 16=684+110+96=890\text{г/моль}$.

3. Обчислимо кількість речовини ($n$) у $500\text{г}$ жиру: $n=\frac{m}{M}=\frac{500}{890}\approx 0,5618\text{моль}$.

4. З рівняння бачимо, що на $2$ моль жиру потрібно $163$ моль ${\text{O}}_2$. Отже, для $n$ моль жиру потрібно: $n({\text{O}}_2)=n\cdot \frac{163}{2}=0,5618\cdot 81,5\approx 45,79\text{моль}$.

5. Знайдемо об'єм кисню (н. у.): $V({\text{O}}_2)=n({\text{O}}_2)\cdot V_m=45,79\cdot 22,4\approx 1025,7\text{л}$.

Розв’язання

1. Визначимо молярну масу пальмітинової кислоти (${\text{C}}_{16}{\text{H}}_{32}{\text{O}}_2$) — $256\text{г/моль}$, та олеїнової кислоти (${\text{C}}_{18}{\text{H}}_{32}{\text{O}}_2$) — $280\text{г/моль}$.

2. Молекула жиру (тригліцерид) складається з гліцеролу та трьх кислотних залишків. Формула тристеарату (для порівняння) має масу $891\text{г/моль}$. Обчислимо молярну масу нашого жиру: віднімемо масу гідроксильної групи гліцеролу ($17\text{г/моль}$) і додаємо маси залишків кислот. Або простіше: маса тристеарату ($891$) замінена на пальмітиновий залишок (різниця $256-284=-28$ відносно стеаринового, але краще рахувати від нуля).
   Спосіб через склад: Гліцерол ${\text{C}}_3{\text{H}}_8{\text{O}}_3$. Замінюємо 3 групи $-\text{OH}$ на кислотні залишки.
   Масова частина гліцеролу в тригліцериді: $92-3\times 17=41$ (маса скелета ${\text{C}}_3{\text{H}}_5$).
   Маса пальмітинового залишку (${\text{C}}_{16}{\text{H}}_{31}\text{O}$): $256-17=239$.
   Маса олеїнового залишку (${\text{C}}_{18}{\text{H}}_{31}\text{O}$): $280-17=263$.
   Молярна маса жиру $M=41+239+2\times 263=280+526=806\text{г/моль}$.

3. Знайдемо кількість речовини жиру: $n(\text{жир})=\frac{8751,6\text{г}}{806\text{г/моль}}=10,858\text{моль}$.

4. Визначимо кількість подвійних зв'язків: один у пальмітиновому залишку (0) і два по одному в олеїнових залишках ($2\times 1=2$). Разом $n(\text{подвійні зв’язки})=2$.

5. Кількість молей водню дорівнює кількості подвійних зв'язків: $n({\text{H}}_2)=n(\text{жир})\times 2=10,858\times 2=21,716\text{моль}$.

6. Обчислимо об'єм водню за нормальних умов ($V_m=22,4\text{л/моль}$): $V({\text{H}}_2)=21,716\times 22,4=486,438,4\text{л}$.

Розв’язання

1. «Правда як олія: наверх все одно спливає» — вказує на меншу густину жирів порівняно з водою (олія легша за воду).

2. «Хліб без масла — що весілля без музики» та «Маслом каші не зіпсуєш» — підкреслюють високу енергетичну цінність, смакові якості та здатність жиру покращувати сприйняття їжі.

3. «Живе, як вареник у маслі» — вказує на те, що жири є джерелом енергії для організму.

4. Загалом вислови підкреслюють цінність жирів як продуктів харчування.