Характеристика жировых веществ используемых для производства мыла. Технология получения туалетного мыла. Из истории изучения жиров

Моющими средствами называют сложные органические соединения, применяемые в чистом виде или с добавками для стирки изделий из текстильных волокон и мытья различных предметов домашнего обихода. Эти средства облегчают также отбеливание и крашение тканей, изготовление эмульсий и суспензий при получении пищевых товаров, красочных составов, очистку иизмельчение руд и других природных материалов, повышают антифрикционную способность смазочных материалов и т.д.

И, фактически, современное коммерческое мыло, в «индустриализированных» странах мира, чаще всего производится с использованием «непрерывного процесса» или «процесса гидролизатора» мыльного производства, когда природные жиры сначала разделяются на их составные жирные кислоты и глицерин, жирные кислоты затем отделяют друг от друга, а затем гидроксид натрия добавляют к одиночным жирным кислотам, вызывая выделение воды, оставляя мыло. Каждое из разных мыл, полученных из каждой из различных жирных кислот, затем смешивают - для достижения мыла с желаемыми свойствами.

Хозяйственное мыло - один из наиболее экономичных и традиционных способов решения проблемы чистоты. Хозяйственное мыло производится из натурального природного сырья, или из синтетических жирных кислот. Хозяйственное мыло предназначается для санитарно-гигиенических и хозяйственных целей - мытья рук, посуды, оно качественно стирает в горячей и холодной воде, прекрасно отстирывает застарелые грязные пятна, незаменимо для стирки рабочей одежды. Хозяйственное мыло абсолютно безвредно для человека и многие используют хозяйственное мыло или стружку из него для стирки своих вещей, что оправдано в силу гипоаллергенности хозяйственного мыла.

Как жирные кислоты сначала отделяются от глицерина? Реакция расщепления непрерывно продолжается, как правило, в вертикальной колонне высотой 50 футов или более. Расплавленный жир и вода вводятся непрерывно на противоположные концы колонны, одновременно выводятся жирные кислоты и глицерин. Затем жирные кислоты перегоняют под вакуумом для очистки.

Ссылка. Использование цинкового мыла предполагает, что очень небольшое количество животных жиров, сделанных в «цинковое мыло», возможно, можно использовать в процессе отделения жирных кислот от растительных жиров, для получения «мыла растительного масла».

Хозяйственное мыло до сих пор находит своих потребителей, несмотря на огромный выбор моющих средств в магазинах. Применяется оно в основном для стирки белья, особенно детского и из натуральных тканей, а также для мытья поверхностей. Дело в том, что хозяйственное мыло обладает рядом свойств, не присущих другим видам моющих средств.

Обратите внимание, что при этом «непрерывном процессе» производства мыла «побочный продукт глицерина очищается и концентрируется в процессе производства жирной кислоты». Переработка жиров и масел, способ получения животных и растительных веществ для употребления в пищу людьми.

Продукты и продукты, используемые для съедобных целей, можно разделить на два разных класса: масла, такие как оливковое масло, арахисовое масло, соевое масло или подсолнечное масло; и, например, укорочение и маргарин. Физическая природа жирового материала не важна для некоторых применений, но консистенция является следствием для других продуктов. Например, для переодевания на зеленые салаты жидкое масло используется для нанесения покрытия на ингредиенты; пластмассовый жир, такой как сало или масло, непригоден.

Во-первых, это натуральный и экологически чистый продукт. Твердые хозяйственные мыла представляют собой натриевые соли жирных кислот и изготавливаются из растительных масел и животных жиров, а также высококачественных специальных добавок, улучшающих их потребительские свойства при применении.

Во-вторых, хозяйственное мыло имеет щелочной баланс (рН 11-12), благодаря чему способно удалять даже стойкие загрязнения. Стирать можно как в холодной, так и в горячей воде. Замечено, что шерстяным изделиям стирка с хозяйственным мылом идет на пользу, они становятся пышными и мягкими.

Спреды для хлеба, продукты, которые требуют высокоразвитой структуры теста, или обмундирование и начинки пластиковой структурой, требуют пластиковых жиров, а не жидких масел. По причинам, связанным с историей и климатом, существуют выраженные географические закономерности потребления жиров и масел. Предки нынешних жителей центральной и северной Европы получали съедобные жиры почти исключительно у домашних животных. Привычки и кухня зависели от наличия пластических жиров; и масло, сало, маргарин и укорочение продолжают оставаться их первичными жирными пищевыми материалами.

В-третьих, доказано, что хозяйственное мыло обладает антибактериальными свойствами. В качестве антисептика оно используется в медицине и незаменимо при уборке производственных помещений.

И, наконец, хозяйственное мыло абсолютно безвредно для человека, так как содержит исключительно натуральные компоненты. Оно гипоаллергенно (можно стирать даже вещи маленьких детей) и не оказывает раздражающего действия на кожу.

Напротив, демографическое давление в древних цивилизациях Востока и средиземноморских стран южной Европы, северной Африки и давно привело к масштабному росту поголовья скота, что привело к тому, что пищевые масла этих регионов были получены в основном из интенсивно культивируемых овощей культур. В тропиках условия относительно неблагоприятны для скота, но хорошо подходят для культуры различных нефтеносных растений, многие из которых процветают в диком состоянии. В отличие от большинства тропических районов с высокой плотностью населения, в Индии существует крупный рогатый скот.

По имеющимся данным, мыло подобное современному хозяйственному мылу, изготовлялось ещё в древнем Шумере и Вавилоне (около 2800 г. до н. э.). Описания технологий изготовления мыла найдены в Месопотамии на глиняных табличках, относящихся примерно к 2200 г. до н. э. Египетский папирус середины второго тысячелетия до нашей эры свидетельствует, что египтяне регулярно мылись с помощью мыла. Широко применялись подобные моющие средства и в Древнем Риме.

Осветленное масло или важный предмет индийской кулинарии, а гидрированное сокращение, называемое ванаспати, предназначено для воспроизведения грубо кристаллической пластической текстуры гхи. Более 90 процентов мирового производства жиров и масел используется в пищевых продуктах, и целью большинства этапов обработки является превращение сырых жиров низкой вкусовой или нежелательной физической формы в рафинированные продукты, отвечающие региональным требованиям к пищевым жирам. Для всего мира средний доступный запас составляет 10 килограммов на человека; и во многих районах Африки, а ежегодное потребление составляет 5 килограммов или меньше на человека.

Хозяйственное мыло абсолютно безвредно для человека и многие по привычке используют хозяйственное мыло или стружку из него для стирки своих и особенно детских вещей, что оправданно в силу его гипоаллергенности. Содержание жирных кислот в хозяйственном мыле не превышает 72%, в нем много щелочей, быстро и качественно растворяющих грязь и к тому же обладающих противомикробным действием. Достоинство мыла, в том числе хозяйственного - возможность его широкопрофильного применения. Также хозяйственное мыло оказывает положительное влияние на некоторые свойства тканей - придает им пышность и объемность.

Около 40 процентов диетического жира в развитых странах поступает из изолированных жиров и масел, причем 60 процентов получают из основных продуктов, тогда как в менее развитых странах большинство диетических жиров получают из фруктов, злаков, овощей, молочных продуктов и мясо и относительно мало потребляется в виде изолированных жировых продуктов. Количество жиров и масел в обычных пищевых продуктах варьируется в широких пределах. Большинство фруктов и овощей имеют от 1 до 0 процентов жира, за исключением авокадо и оливок, которые являются исключительными в их высоком содержании жира.

Легенда гласит, что само слово soap (мыло) произошло от названия горы Сапо в древнем Риме, где совершались жертвоприношения богам.

Животный жир, выделяющийся при сжигании жертвы, скапливался и смешивался с древесной золой костра. Полученная масса смывалась дождем в глинистый грунт берега реки Тибр, где жители стирали белье и, естественно, наблюдательность человека не упустила того факта, что благодаря этой смеси одежда отстирывалась гораздо легче.

Зерна варьируются от 1 до 7 процентов, а орехи могут содержать до 70 процентов жира. Сырье для жиров и промышленности - побочные продукты животного происхождения от убоя крупного рогатого скота, свиней и овец; жирная рыба и морские млекопитающие; несколько мясистых плодов; и различные масличные культуры. Большинство масличных культур выращивают специально для переработки масел и белковых блюд, но несколько важных растительных масел получают из побочного сырья.

Жиры могут быть извлечены из нефтеносных тканей тремя основными методами с различной степенью механической простоты: рендерингом, прессованием с механическими прессами и экстракцией летучими растворителями. Самый грубый способ получения масла из масляных плодов, который все еще практикуется в некоторых странах, состоит в том, чтобы нагромождать их в груды, подвергать их воздействию солнца и собирать масло, которое источает. В несколько улучшенной форме этот способ используется при приготовлении свежих плодов пальмы, кипяченных в воде, и масло снимается с поверхности.

В 1808 году французский химик Мишель Эжен Шеврёль (1786-1889) по просьбе владельцев текстильной фабрики установил состав хозяйственного мыла. В результате анализа оказалось, что мыло - это натриевая соль высшей жирной (карбоновой) кислоты. В Европе и США непрерывный процесс мыловарения появился в конце 1930-х годов вместе с непрерывным процессом гидролиза (расщепления) жиров водой и паром высокого давления в мыловаренных башнях.

Такие процессы могут использоваться только с семенами или фруктами, которые содержат большое количество легко высвобождаемого жирного вещества. Он состоит из резки или измельчения на мелкие кусочки, которые кипятят в открытых чанах или готовят в паровых сепараторах. Жир, постепенно высвобождающийся из клеток, плывет к поверхности воды, где ее собирают скиммированием. Мембранное вещество отделяют от водной фазы путем прессования в гидравлических или винтовых прессах; таким образом, получается дополнительный жир.

Остаток используется для удобрения. Клетки жировых тканей разрываются в специальных дезинтеграторах при близком температурном контроле. Белковую ткань отделяют от жидкой фазы в центрифуге для удаления осадка, после чего вторая центрифуга отделяет жир от водного белкового слоя.

Хозяйственное мыло производится из натурального сырья природного происхождения (животных и растительных жиров), а также из синтетических жирных кислот. Получение хозяйственного мыла основано на реакции омыления - гидролиза сложных эфиров жирных кислот (то есть жиров) с щёлочами, в результате которого образуются соли щелочных металлов и спирты.

По сравнению с обычным рендерингом центробежные методы обеспечивают более высокий выход более качественного жира, а выделенный белок имеет потенциал в качестве пищевого мясного продукта. Со многими масляными семенами, и рендеринг не освободит масло от клеточных структур, в которых он содержится. В этих случаях стенки клеток разрушаются путем измельчения, отслаивания, прокатки или прессования под высоким давлением для высвобождения масла. Общая последовательность современных операций по прессованию масличных семян и орехов следующая: семена пропускаются через магнитные сепараторы для удаления любых металлических брусьев; если необходимо, снаряды или корпуса удаляются; ядра или мясо превращаются в грубую муку, измельчая их между канавками с роликами или с помощью специальных типов молотковых мельниц; и они прессуются в гидравлических или винтовых прессах с предварительным нагревом или без него, в зависимости от типа маслосодержащего материала и желаемого качества масла.

В специальных ёмкостях (варочных котлах) нагретые жиры омыляют едкой щёлочью (обычно каустической содой). В результате реакции в варочных котлах образуется однородная вязкая жидкость, густеющая при охлаждении - мыльный клей, состоящий из мыла и глицерина. Содержание жирных кислот в мыле, полученном непосредственно из мыльного клея обычно 40-60 %. Такой продукт имеет название "клеевого мыла". Способ получения клеевого мыла принято называть "прямым методом".

Масло, выраженное без нагревания, содержит наименьшее количество примесей и часто имеет пищевое качество без рафинирования или дальнейшей обработки. Такие масла известны как холоднотянутые, холодно-прессованные или. Нажатие грубого при его нагревании удаляет больше масла, а также большее количество примесей неглицеридов, таких как фосфолипиды, окрашенные тела и неомыляемые вещества. Такое масло более цветное, чем масла с холодным отжигом. Остаточные блюда являются концентрированными источниками высококачественного белка и обычно используются в кормах для животных.

"Косвенный метод" получения мыла заключается в дальнейшей обработке мыльного клея, который подвергают отсолке - обработке электролитами (растворами едкой щёлочи или хлористого натрия), в результате происходит расслоение жидкости: верхний слой, или мыльное ядро, содержит не менее 60 % жирных кислот; нижний слой - подмыльный щёлок, раствор электролита с большим содержанием глицерина (также содержит загрязняющие компоненты, содержавшиеся в исходном сырье). Полученное в результате косвенного метода мыло носит название "ядрового".

Для прессования использовалось множество различных механических устройств. Римляне разработали, описанный Плинием, для производства оливкового масла. Столетия назад китайцы использовали ту же серию операций, которые выполнялись в современных прессовых мельницах, а именно, избиение или измельчение семян на каменных мельницах, нагревание муки в открытых кастрюлях, а затем выдавливание масла в клиновом прессе. Выход масла из гидравлического пресса был значительно выше, чем у более ранних методов обработки из-за гораздо более высоких приложенных давлений.

Высший сорт мыла - пилированное, получают при перетирании высушенного ядрового мыла на валиках пилирной машины. При этом в конечном продукте содержание жирных кислот повышается до 72-74 %, улучшается структура мыла, его устойчивость к усыханию, прогорканию и действию высоких температур при хранении.

При использовании в качестве щёлочи каустической соды получают твердое натриевое мыло. Мягкое или даже жидкое калиевое мыло образуется, когда применяется каустический поташ.

В открытых прессах материал измельченного семени был ограничен тканями человеческого волоса или, реже. Давление на торте варьировало от примерно 70 до 140 кг на квадратный сантиметр, а в прессе закрытого типа, в котором маслосодержащий материал был заключен в сильную перфорированную стальную клетку во время операции прессования, давление приблизительно 400 кг на квадратный сантиметром или более. В идеальных условиях содержание масла в пресс-форме для гидравлического пресса может быть уменьшено примерно до 3 процентов, но в практической эксплуатации средний уровень составляет 5 процентов.

Хозяйственное мыло получается при охлаждении клеевого мыла. Твёрдое мыло содержит 40-72 % основного вещества, 0,1-0,2 % свободной щелочи, 1-2 % свободных карбонатов Na или К, 0,5-1,5 % нерастворимого в воде остатка.

В зависимости от содержания жирных кислот хозяйственное мыло бывает трёх категорий:

I (72%), II (70%), III (65%).

Чем больше содержание жирных кислот, тем лучше мыло будет справляться с грязью и микробами.

Современный винтовой пресс заменил многие гидравлические прессы, потому что он является непрерывным процессом, обладает большей мощностью, требует меньшего труда и, как правило, удаляет больше масла. По мере того как земляное семя непрерывно подается в механический пресс, червячный винт постепенно увеличивает давление, когда материал перемещается через щелевой цилиндр. Торты, полученные прессованием, по-прежнему сохраняют от 3 до 15 процентов остаточного масла. Когда значение масла значительно больше в виде масла, чем в качестве части муки, желательно получить более полную экстракцию растворителями.

Нужно отметить, что современное хозяйственное мыло сильно отличается от предшественников. Производители озаботились тем, как сделать этот продукт более привлекательным для потребителей. Например, мыло DURU ароматизировано различными добавками и может иметь запах яблока, розы, лаванды. Другие производители добавляют в состав хозяйственного мыла компоненты, благотворно влияющие на кожу рук (Аист с глицерином). Встречается на прилавках хозяйственное мыло с эффектом отбеливания (Сарма, DURU). Все более привычным становится мыло белого цвета, а не грязно-желтого, как во времена наших бабушек.

Современные коммерческие методы экстракции растворителем используют летучие очищенные, особенно различные сорта. В крупномасштабных операциях экстракция растворителем является более экономичным средством извлечения масла, чем механическое прессование. В Соединенных Штатах и все чаще в Европе существует много примеров простой бензиновой экстракции бензина, в основном соевых бобов. Для семян или орехов, содержащих более высокое содержание масла, чем соевые бобы, стало привычным нажимать материал в винтовых прессах, чтобы удалить большую часть масла перед экстракцией.

Однако есть у этого моющего средства и свои недостатки. Щелочь, которая так хорошо справляется с пятнами, в то же время сушит и обезжиривает кожу рук. Поэтому после использования хозяйственного мыла не забывайте смазывать руки любым увлажняющим кремом.

Мыло хозяйственное представляет собой моющее средство, основной (активной) частью которого являются натриевые и калиевые соли жирных кислот. Мыло хозяйственное подразделяют по виду исходного материала, способу производства и обработки, консистенции, содержанию моющего вещества.

По виду исходного материала различают мыла на основе жиров, жирных кислот и смешанной жировой основы. В производстве мыл используют твердые жиры животные (говяжий, бараний, свиной и др.), жидкие растительные жиры (масло подсолнечное, хлопковое и др.), саломас (сало из масла) -твердый жир, полученный гидрогенизацией (насыщением водородом по месту двойных связей) растительных жидких масел.

Твердые животные жиры содержат большее количество насыщенных жирных кислот и образуют при варке твердые мыла, хорошо растворимые при повышенной температуре. Добавление твердых жиров растительного происхождения (пальмовое, кокосовое и другие масла) повышает растворимость мыл при комнатной температуре. Жидкие растительные жиры образуют мазеобразные мыла. Широкое применение жирных кислот позволяет легче и полнее провести мыловарение. Жирные кислоты получают расщеплением жиров или синтетическим путем при окислении парафинов и других нефтепродуктов. Смешанная жировая основа может включать жиры, жировые отходы (кухонные, сточные), соапсток, смоляные и нафтеновые кислоты. Смоляные кислоты (в виде канифоли или канифольного мыла) улучшают ценообразование и задерживают прогоркание мыл. Нафтеновые кислоты понижают устойчивость пены и твердость мыл, делают его более растворимым.

По способу производства различают мыла, полученные омылением (варкой) жировой основы и нейтрализацией жирных кислот. Омыление проводят действием водного раствора едкой щелочи на жировую основу при температуре 100--105°. Жировые вещества распадаются на глицерин и жирную кислоту, которая образует со щелочью соль жирной кислоты (мыло) по реакции. Нейтрализация жирных кислот (карбонатное омыление) -экономически более выгодный способ получения мыла, так как ускоряется и упрощается процесс образования мыла, а в качестве щелочи используют соду, как более дешевую.

По способу обработки различают мыла клеевые, высоленные, шлифованные и пилированные. Клеевое мыло получают охлаждением продукта мыловарения. Оно содержит 40--47% жирных кислот, остатки непрореагировавших жиров и щелочей, глицерин. Высаливают мыло для удаления примесей и увеличения содержания моющего вещества. Для этого в кипящий мыльный клей вводят поваренную, соль или каустическую соду. Растворяясь в воде, эти вещества понижают растворимость мыла. Мыло отделяется и, как более легкое, всплывает, образуя слой более концентрированного, так называемого ядрового мыла. При повторном высаливании получают более чистое и светлое шлифованное мыло. Пилированное мыло содержит 70--85% жирных кислот и имеет более однородную структуру. Для его получения мыло измельчают, перетирают на вальцах, подсушивают и прессуют в куски. По консистенции различают мыло твердое и жидкое. Твердое мыло подразделяют на кусковое, порошковое и в виде стружки. По содержанию моющего вещества (натриевых или калиевых солей жирных, смоляных и нафтеновых кислот) мыло делят на сорта. Твердое хозяйственное кусковое мыло бывает 60, 66, 70 и 72%-ное, жидкое--40%-ное (1-й сорт) и 60%-ное (высший сорт). Порошковые мыла представляют собой измельченное и высушенное мыло (68--82%) или составы, содержащие 10--25% жирных кислот в смеси со щелочными солями содой кальцинированной, тринатрийфосфатом, силикатом натрия

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели:

Обучающие:

сформировать представление о жирах и мылах как о химических соединениях, изучив их химический состав и химические свойства, закрепить умения писать уравнения реакции, познакомить со способами их переработки;

Развивающие:

совершенствовать логическое мышление, актуализировать знания о жирах из курса биологии; развить кругозор учащихся, знакомя их с применением жиров и жироподобных веществ и их производных, научить делать выводы.

Воспитательные:

создать положительную мотивацию изучения химии через ознакомление учащихся с ролью жиров и мыла в жизни человека, проявлять творческий подход к выполнению заданий.

Методическое обеспечение урока: интерактивная доска. Слайды, содержащие информацию по новому материалу, задания для проверки первичного усвоения знаний, тестовые задания. Для эксперимента: пробирки, растительное масло, сливочное масло, маргарин, ацетон, растворы гидроксида натрия, серной кислоты, перманганата калия.

На демонстрационном столе учителя: гербарий и изображения масличных растений, животных, из которых получают жир; образцы сливочного, подсолнечного, оливкового масел, маргарин, олифа, глицерин, мыло жидкое и твердое, свеча, синтетические моющие средства. Чёрный ящик с куском мыла.

Тип урока – урок изучения нового материала – лекция, дополненная просмотром слайдов, беседа, демонстрация эксперимента, сообщения учащихся, игровой момент, тестирование.

План урока.

1. Организационный момент.

Приветствие

Проверка явки учащихся

Заполнение журнала

2. Актуализация знаний учащихся.

Проверка имеющихся знаний и умений

Подготовка к изучению новой темы.

3. Изучение нового материала.

Из истории изучения жиров

Состав строение, номенклатура

Классификация жиров

Физические свойства

Химические свойства

Практические советы.

Получение жиров

Применение жиров и мыла

4. Игра “Чёрный ящик”.

5. Первичное закрепление пройденного материала.

Решение тестовых заданий

6. Рефлексия.

7. Домашнее задание.

Ход урока

I. Организационный момент.

2. Актуализация знаний учащихся.

Вы знаете, что есть такое тяжелое детское заболевание – рахит. Оказывается и его профилактика и лечение не обходятся без жира, а именно, хорошо знакомого вам рыбьего жира. Что же это за вещества – жиры, которые играют в нашей жизни такую большую роль? Вот о них и пойдет речь на сегодняшнем уроке. Итак, тема урока: “Жиры. Мыла”.

Фронтальный опрос.

1. Какие вещества называются многоатомными спиртами? Приведите примеры спиртов.

2. Какие вещества называются карбоновыми кислотами? Приведите примеры высших карбоновых кислот (предельных и непредельных).

3. Какие вещества называются сложными эфирами?

4. Какие свойства характерны для сложных эфиров?

5. Что такое реакция этерификации?

3. Изучение нового материала.

Вот теперь мы можем поговорить о жирах. С жирами вы сталкиваетесь каждый день. В школьном курсе на изучение темы отводится один урок. О биологической роли жиров вы узнали в курсе “Общая биология”. На этом уроке вы получите представление о жирах и мылах как о химических соединениях, их свойствах, способах их переработки, применении. Приобретёте некоторые практические советы.

Из истории изучения жиров.

Жиры наряду с углеводами и белками являются ценным пищевым продуктом. Для здорового организма человека суточная потребность жира составляет 70-100 г. Избыток жиров в организме человека является одной из основных причин многих заболеваний, в частности, особенно сердечно - сосудистых, ожирения.

Люди очень давно научились выделять жир из натуральных объектов и использовать его в повседневной жизни. Жир сгорал в примитивных светильниках, освещая пещеры первобытных людей, жиром смазывали полозья, по которым в воду спускали суда; атлеты древней Эллады натирали растительными маслами обнаженный тела, чтобы сделать кожу более эластичной.

Химикам очень давно хотелось разобраться в том, что же собой представляет жир. Однако лишь в 1779 году великий шведский химик К. Шееле приблизился к решению этой задачи. Нагревая оливковое масло с оксидом свинца, он получил осадок и какое-то сладкое, растворимое в воде вещество. Он назвал его “жировым сахаром”. Только через 45 лет французский химик М. Шеврель определил строение этого жирового сахара и назвал его глицерином (от греч. “гликос” - сладкий). Он же доказал, что осадок представляет собой свинцовые соли так называемых жирных кислот.

Состав, строение жиров.

Жиры – это смесь сложных эфиров, образованных трехатомным спиртом (глицерином) и жирными кислотами, имеющих в углеводородном радикале от 4 до 24 атомов углерода.

Из всех непредельных кислот, содержащихся в природных жирах, наиболее распространены:

олеиновая кислота С 17 Н 33 СООН,
линолевая кислота С 17 Н 31 СООН,
линоленовая кислота С 17 Н 29 СООН.
Из предельных кислот распространены:
пальмитиновая кислота С 15 Н 31 СООН,
стеариновая кислота С 17 Н 35 СООН,
миристиновая кислота С 13 Н 27 СООН.

Номенклатура.

По систематической номенклатуре жиры называют триацилглицеринами. У ацилов суффикс – оил (ленолеоил, пальмитоил, стеароил и т.д.)

Классификация жиров.

Жиры можно классифицировать по составу на простые - если все ацильные остатки одинаковые, и смешанные - если ацильные остатки разные.

Жиры можно классифицировать по происхождению на животные и растительные. Растительные жиры называют маслами.

Жиры можно разделить на жидкие (большинство растительных масел, жиры рыб и морских млекопитающих) и твердые (жиры наземных животных, кокосовое масло). Жидкие жиры содержат 70-85% непредельных кислот, а твердые жиры содержат около 50 % и более предельных кислот.

Растительные жиры (масла) делят на:

Высыхающие, т.е. окисляющиеся и затвердевающие на воздухе (имеющие две или более двойные связи: льняное, маковое, конопляное масло).

Полувысыхающие, (имеющие одну-две двойные связи: подсолнечное, соевое, хлопковое масло).

Невысыхающие, (имеющие одну двойную связь: арахисовое, касторовое, оливковое, пальмовое, кокосовое масло).

Какие физические свойства жиров вы знаете и можете назвать?

Да. Жиры - это жидкие, мазеобразные или твердые вещества, легкоплавкие, нерастворимы в воде, хорошо растворимы в неполярных растворителях (ацетоне, бензине, тетрахлорметане), плохо - в низших спиртах. Не имеют точки плавления, плавятся в интервале температур, так как представляют собой смеси разных молекул. Не кипят при обычных условиях, при высоких температурах разлагаются. Эмульгируются щелочами. Плотность жиров меньше 1 г/мл.

Эксперимент: в три пробирки налить по 5 мл воды, ацетона, раствора гидроксида натрия и добавить в них по нескольку капель растительного масла. Учащиеся наблюдают, что происходит при встряхивании пробирок. После обсуждения эксперимента учащиеся записывают вывод в тетрадь о физических свойствах жиров: нерастворимы в воде, легче воды, хорошо растворяются в органических растворителях, эмульгируются щелочами.

Химические свойства жиров.

1). Каждый слышал такую фразу: при физической нагрузке человек сжигает жир. Выражение образное, но не лишено химического смысла. Мы уже вспомнили, что при расщеплении и окислении жиров в организме выделяется значительное количество энергии, необходимой для протекания жизненно важных эндотермических процессов поддержания постоянной температуры тела. Т.е жиры, как большинство органических соединений горят.

Эксперимент : в форфоровой чашке налито несколько мл растительного масла и помещен фитиль. Фитиль поджечь. Жир горит ярким сильно коптящим пламенем.

До 19в. для освещения улиц и домов использовали китовый жир и сало. Помимо того, что пищевое сырье использовалось для технических целей, это привело к массовому истреблению редких животных.

2). Двойные связи непредельных кислот, входящих в состав жира, могут быть прогидрированы в присутствии никелевых катализаторов. Продукты гидрирования известны под названием салолин, саломас. Гидрогенизацией некоторых распространенных растительных масел (арахисовое, соевое, хлопковое) получают пищевые жиры, например маргарины.

Сравните цены 1 л растительного масла и 1 кг животного жира. Твердые жиры более дорогостоящи и ценны. По химическому составу они отличаются лишь наличием двойных С = С связей в углеводородных радикалах жидких жиров.

Эксперимент: 3 капли растительного масла + 2 капли Na 2 СО 3 + 2 капли раствора KMnO 4 встряхивают. Малиновая окраска исчезает. Значит произошло обесцвечивание раствора KMnO 4 , что показало и доказало наличие кратных связей в растительных жирах.

Впервые маргарин появился на свет более 100 лет назад для обозначения продукта, полученного французским химиком Меж-Мурье в 1869 году. Император Франции Наполеон III пообещал крупный приз тому, кто сумеет найти дешевый заменитель сливочного масла в рационе солдат. Меж-Мурье предложил схему производства, сохранившуюся в своей основе вплоть до наших дней. Он представил на конкурс продукт, который был назван маргарином потому, что в его составе предполагалось преобладание маргариновой кислоты С 16 Н 33 СООН. В выборе названия немалое значение имел и внешний вид полупрозрачной голубоватой массы продукта (от греч. “маргон” - жемчуг).

В 1930 году маргарин начали получать в СССР.

Маргарин – это твердый жир, содержащий только остатки предельных карбоновых кислот. Поэтому маргарин не будет проявлять свойства непредельных углеводородов.

Сливочное масло – содержит остатки непредельных кислот, поэтому будет обесцвечивать бромную воду или раствор перманганата калия.

Представьте, что вы частный предприниматель в сфере торговли и собираетесь закупить оптовую партию сливочного масла. Сейчас много недобросовестных производителей, которые фальсифицируют пищевые продукты, и сливочное масло часто становится объектом фальсификации. К нему подмешивают более дешевые продукты: маргарин или растительные масла. Обнаружить подделку и доказать её можно с помощью сложных и дорогостоящих анализов. Но есть и такие признаки, которые можно обнаружить и без всяких анализов и которые должны насторожить вас при покупке. Какие это признаки?

Эксперимент: опустить в раствор KMnO 4 кусочек исследуемого жира, если раствор обесцветился, значит – это сливочное масло, если не обесцветился, значит это маргарин.

3). Одним из важнейших свойств жиров, как и других сложных эфиров, является реакция гидролиза – (гидро – вода, лиз – разрушение). В незначительной степени гидролиз протекает и при хранении жира под действием влаги, света и тепла. Жир становится прогорклым - т.е. приобретает неприятный вкус и запах, обусловленный образующимися кислотами:

Данная реакция является обратимой. Для получения глицерина и жирных кислот реакцию проводят в кислой среде при кипячении или под давлением.

4). Среди реакций жиров особое значение имеет гидролиз, идущий в присутствии оснований. Щелочной гидролиз называют омылением. Он в отличии от кислотного необратим, и в результате его получаются щелочные соли высших карбоновых кислот – мыла.

Мыло – щелочная соль высших карбоновых кислот.

Жидкое мыло образовано солями калия, а твердое мыло – солями натрия.

Хозяйственное мыло предназначено для стирки. Его качество в соответствии с назначением определяется содержанием жирных кислот, массовая доля которых (в %) отпечатывается на одной из граней куска: чем она выше, тем обильнее пена, тем лучше моет и стирает мыло. Вторым критерием качества является наличие свободной щелочи. Вот здесь, наоборот: чем меньше ее, тем лучше – ведь щелочь вредна и для кожи человека, и для тканей, особенно шерсти и шелка. В последние годы хозяйственное мыло получают из синтетических жирных кислот.

Для получения мыла высших сортов ядровое мыло, образующееся в начальной стадии технологического процесса, высушивают, перетирают 2 – 3 раза на вальцах, смешивают с добавками (отдушка, красители, смягчители кожи) и формирую куски туалетного, банного, детского мыла. В таком продукте массовая доля жирных кислот достигает 80%.

А что было до этого, чем мылись раньше? В древности женщины на Руси, стремясь сохранить пушистость, мягкость и блеск волос, пользовались таким рецептом: в дубовом ведре тщательно размешивается со свежей ключевой или дождевой водой ковш золы, да не простой, а лучше еловой или от подсолнечника, постоит такая смесь сутки. Процедит осторожно через чистую тряпочку или сольет девушка воду с осадка, разведет ее чистой водой, подогреет в рубленой бане и вымоет свои прекрасные волосы. В золе содержится много карбонат - ионов и ионов калия, что создает в ее водном растворе щелочную среду и способствует умягчению воды за счет выведения ионов кальция и магния в виде нерастворимых веществ. Такой раствор при стирке или при мытье волос продолжает гидролизоваться, разрушая жиры. В результате получается хорошо растворимый в воде глицерин. Анионы же высшей жирной кислоты вместе с иными видами загрязнений образуют эмульсию, которая выносится раствором при ополаскивании.

В Европу мыло проникло в семнадцатом веке. Доступно оно было не всем, так как было дорогое. Настоящая мыловаренная промышленность развилась в первой половине девятнадцатого века благодаря трудам французского химика М.Шевреля.

Из курса истории вы помните, что во время великой Отечественной войны Ленинград (а ныне Санкт-Петербург) был блокирован гитлеровцами почти на 2.5 года. Все было в Ленинграде за это время: голод, холод, нехватка лекарств, но удивительно, что не было эпидемий инфекционных заболеваний, которые обычно сопутствуют таким жизненно тяжелым ситуациям. А помогло ленинградцам то, что они сами варили мыло как дезинфицирующее средство из жиров различных животных – собак, крыс, кошек.

Мыловарение – один из самых древних химических процессов, стоящих на службе человека. Уже в 1в. использовали процесс омыления для получения твердых и жидких мылоподобных продуктов путем кипячения жиров с золой наземных растений (содержащих соли калия) или морских водорослей (содержащих соли натрия). Натриевые соли высших карбоновых кислот имеют твердое агрегатное состояние, а калиевые – жидкое.

“Мыло душистое” в быту незаменимо. Но и оно не без недостатков: плохо мылится в жесткой воде, а при стирке в такой воде на белой одежде остается сероватый налет. Жёсткая вода содержит катионы Са 2+ и Mg 2+ . В такой воде мыло теряет моющую способность. Кальциевые и магниевые соли высших карбоновых кислот нерастворимы в воде. Вместо пены они образуют хлопья (осадок) и мыло расходуется бесполезно:

2C 17 H 35 COONa + Ca 2+ -> (C 17 H 35 COO) 2 Ca + 2Na +

Этого недостатка лишены синтетические моющие средства, представляющие собой натриевые соли высших сульфокислот или алкилбензолсульфокислот. Принцип действия синтетических моющих средств точно такой же, как и у мыла, однако они имеют некоторые преимущества:

Не теряют моющую способность в жесткой воде;

Не разъедают руки, т.к. не дают щелочной реакции в растворе.

Но остатки синтетических моющих средств в сточной воде очень медленно разлагаются биологическим путем и вызывают загрязнение окружающей среды.

5). Весьма важными являются реакции полимеризации масел. По этому признаку растительные масла делят на высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие. Высыхающие в тонком слое образуют блестящие тонкие пленки. На этом основано использование этих масел для приготовления лаков и красок.

Практические советы.

Вам надо удалить пятно от подсолнечного масла. Растительное масло хорошо растворяется в бензине или керосине.

Если вы за праздничным столом посадили на одежду жирное пятно и не можете заняться его выведением, рекомендуется немедленно засыпать пятно солью. Соль адсорбирует жиры. Можно также воспользоваться с этой целью зубным порошком.

При старении пятна растительного масла, особенно на свету и при повышенных температурах, образуются прочные полимерные соединения, также за счет двойных связей происходит взаимодействие молекул жира с молекулами ткани. Вывести такое пятно очень трудно, поэтому жирное пятно выводите сразу сами или в “Еврочистке”.

Получение жиров.

Источниками жиров являются живые организмы. Среди животных это коровы, свиньи, овцы, гуси, киты, тюлени, рыбы: акула, тресковые, сельди. Из печени трески и акулы получают рыбий жир – лекарственное средство, из сельдевых – жиры, используемые для подкормки сельскохозяйственных животных.

Источниками масел являются растения: хлопка, льна, сои, арахиса, кунжута, рапса, горчицы, оливы, подсолнечника, конопли, клещевины, мака, масличной пальмы, кокоса и многих других.

Из живых организмов и растений жиры получают:

Вытапливанием
Экстрагированием
Прессованием
Сепаратированием
Гидрированием жиров в технике.

Применение жиров и мыла.

Жиры используются в пищу.

Некоторые масла используются для изготовления косметических средств (кремов, масок, мазей).

Ряд жиров имеет лекарственное значение: касторовое, облепиховое масло, рыбий и гусиный жир.

Жиры сельдевых рыб используются для подкормки сельскохозяйственных животных.

Высыхающие растительные масла используются для производства олиф.

Сырьем для производства маргарина являются многие растительные масла и китовый жир.

Животные жиры идут для производства мыла, стеариновых свечей.

Жиры используются для получения глицерина и смазочных материалов. Однако использование пищевых продуктов как химического сырья – непозволительная роскошь. Поэтому химики разработали процессы, позволяющие использовать для получения, например, высших карбоновых кислот парафина.

Мыло в быту и промышленности все чаще заменяется на синтетические моющие средства.

4. Игра “Чёрный ящик”.

В закрытой коробке находится нечто, относящееся к теме “Жиры”. Учитель предлагает узнать, что лежит в коробке. Учащиеся задают вопросы, на которые можно ответить только “да” или “нет”. Нужно достичь цели, задав учителю наименьшее число вопросов.

Учитель может положить в коробку продукты переработки жиров, глицерин, карбоновую кислоту, входящую в состав жиров, какое-нибудь масло. Например, в коробке находится мыло.

Вопросы могут быть следующими: