Основи на задебелена хемија - Студија Помогнете на учењето преку Интернет
Содржина на оваа страница
Структура на масти
Мастите, исто така наречени липиди, се таканаречени триацилглицероли. Ова се молекули кои произлегуваат од естерификацијата на сите хидроксилни групи на молекулата на глицерин (пропан-1,2,3-триол). Карбоксилните киселини потребни за ова се нарекуваат масни киселини.
Мастите можат да бидат цврсти или течни на собна температура. Цврстите триацилглицероли се нарекуваат масти, течните масни масла (тие се различни од есенцијални масла и минерални масла). Физичката состојба зависи од масните киселини врзани во мастите.
Масните киселини се карбоксилни киселини со долг ланец, неразгранети со парен број на јаглеродни атоми. Постојат заситени масни киселини без повеќе врски и незаситени масни киселини со некоњугирани двојни врски во Z конфигурацијата.
Во табелата ќе најдете избор на некои од најважните масни киселини:
Производство на масти
Мастите се произведуваат во естерификација со глицерин и три масни киселини. Мастите можат да содржат само еден вид или различни масни киселини. (За механизам, видете во Поглавје 4.5 Реакција на кондензација)
Својства на мастите
Опсег на топење
Кога маснотиите се загреваат, тие полека омекнуваат, а потоа постепено се топат. Значи, нема точна точка на топење, туку опсег на топење. Тоа е затоа што мастите обично не се чисти супстанции, туку се мешавина од различни триацилглицероли со различни точки на топење.
Дали триацилглицеролот е солидна маст или масно масло зависи од тоа кои масни киселини се врзани во молекулата. Со цврсти масти, меѓумолекуларните интеракции се поголеми отколку кај масните масла. Единствените интеракции што можат да се појават тука се интеракциите на ван дер Валс. Правилата на одлука што веќе се познати се применуваат повторно, што го подразбира особено следново:
- Колку подолго е масната киселина, толку се поголеми силите на ван дер Валс.
- Колку повеќе двојни врски има во масната киселина, толку се помали силите на ван дер Валс, бидејќи врските се создаваат со двојни врски и масната молекула станува гломазна.
Значи, ако заситените масни киселини се врзани во молекулата на маснотии долго време, тоа е цврста маст. Ако, пак, се врзуваат масни киселини со многу двојни врски, тоа е масно масло.
Растворливост и густина на маснотии
Мастите не можат да се раствораат во вода затоа што не се поларни. Ова се должи на долгите, неполарни ланци на масни киселини.
Бидејќи мастите секогаш плови на вода, густината на мастите мора да биде помала од онаа на водата. За да ја објасниме оваа врска, треба повторно да ја разгледаме молекуларната структура. Единствените меѓумолекуларни интеракции што се јавуваат помеѓу масните молекули се силите на ван дер Валс. Молекулите на водата, од друга страна, можат да формираат многу силни водородни врски. Интермолекуларните интеракции на водата се значително посилни од оние на масните молекули, што значи дека молекулите на водата се привлекуваат посилно и затоа се поблизу. Ова пак значи дека густината на водата е поголема од мастите.
Важноста на мастите за луѓето
Мастите се многу важни за луѓето, бидејќи, меѓу другото, тие служат како извор на енергија. Затоа, телото исто така користи масти за долгорочно складирање на енергија.
Понатаму, незаситените масни киселини се важни за раст, структурата на клеточните мембрани итн. Сепак, тие не можат да бидат произведени од самото тело, што значи дека овие масни киселини се неопходни. Затоа, соодветните масти мора да се апсорбираат, кои потоа можат да се распаднат во соодветните незаситени масни киселини.
Потрошувачката на масти станува особено важна кога јадеме храна што содржи витамини А, Д или Е. Всушност, ова се витамини растворливи во масти. Ако овие се консумираат без маснотии, тие не можат да се апсорбираат од телото и се излачуваат без варење.
Бидејќи мастите се многу енергетски, тие можат да се користат и како гориво. Ако мастите за ова се добиваат од растенија (обично семе од репка), тие се обновливи суровини. Самото масло од репка е премногу густо за мотори, сепак. Затоа се претвора во биодизел во хемиска реакција. Маслото од репка реагира со метанол, произведувајќи биодизел и глицерин. Овој тип на реакција се нарекува трансстерификација.
Оваа реакција е нуклеофилна супституција во која првиот напад на слободниот електронски пар на хидроксилната група на позитивно поларизираниот атом на јаглерод на естер.
Резултирачкиот позитивен полнеж на атомот на кислород мора да биде избалансиран. На прв поглед се чини очигледно дека ова може да се избалансира со разделување на протонот и земање преку слободен електронски пар на негативно наелектризиран атом на кислород. Тогаш сите трошоци би биле избалансирани. Но, ова е местото каде што за прв пат влегува во употреба уште еден основен принцип: максимум два атоми на кислород може да се врзат за еден атом на јаглерод. Значи, тука треба да прекинеме една од единствените врски помеѓу атомот на јаглерод и атом на кислород. Единствената што се доведува во прашање тука е единствената врска помеѓу атомот на јаглерод и атомот на кислород лево од него (ако го скршиме оној од десната страна, ќе се вратиме на почетокот, а ако го скршиме горниот, многу нестабилен О ^ (2 -) - се појавуваат јони). Така што оваа единствена врска може полесно да се раскине, се случува преуредување на протонот од десниот атом на кислород налево. Поради добиениот позитивен полнеж, атомот на кислород повеќе не сака да ја дели единствената врска и може полесно да се раскине.
Оваа реакција се одвива кај сите три естерски групи, при што се формираат три био-дизел молекули од една молекула на масло од репка.
Предноста на биодизелот е што јаглеродниот диоксид произведен при согорување одговара точно на количината потребна за фотосинтеза на семе од репка. Сепак, рамнотежата на CO_2 не е толку совршена како што се појавува на прв поглед, бидејќи е потребна енергија за производство на биодизел, што исто така создава јаглерод диоксид. За жал, има и други недостатоци на биодизелот: кога расте растението силување, се произведува друг стакленички гас (гас за смеење), што го интензивира ефектот на стаклена градина дури и повеќе од јаглерод диоксидот. И дури и ако сакаме да ја добиеме целата наша енергија од обновливи суровини, земјоделската површина не е скоро доволна за да одгледуваме толку многу растенија што имаме доволно енергија.