40) Хімічні властивості

1. Кислотний гідроліз

C₂H₅OOCCH₃ = C₂H₅OH + CH₃COOH

2. Лужний гідроліз

C₂H₅OOCCH₃ + NaOH = C₂H₅OH + CH₃COONa

На відміну від кислотного лужний гідроліз естерів протікає незворотно.

41) Жири — органічні речовини, які є сполукою складних ефірів трьохатомного спирту (гліцерину) і жирних кислот.

Жири — це естери, утворені вищими одноосновними карбоновими кислотами й триатомним спиртом гліцерином. Загальна назва таких сполук — тригліцериди. Природні жири — суміш різних тригліцеридів.

42) Фізичні властивості жирів. За кімнатної температури жири бувають рідкими й твердими. Агрегатний стан жирів визначається жирними кислотами, які входять до їхнього складу. Тверді жири утворені насиченими кислотами,рідкі жири (олії) — ненасиченими. Температура плавлення жиру тим вища, чим більше в ньому насичених кислот і чим довший кислотний радикал. Тваринні жири частіше тверді, рослинні частіше рідкі. Жири розчинні в органічних розчинниках і нерозчинні у воді.

43) Хімічні властивості жирів. 1) Рідкі жири можна перетворити на тверді шляхом їх гідрування: Ця реакція лежить в основі виробництва маргарину, мила, стеарину й гліцерину. 2) Кислотний гідроліз жирів (оборотний): → 3) Лужний гідроліз жирів (необоротний): натрій стеарат (мило)

44)   Жири - важливий продукт харчування людини. Жири становлять головний компонент таких продуктів харчування, як вершкове масло, рослинні олії, маргарин, смалець. Багато жирів містится у свинячому салі та у сирі. Застосування жирів. Жири застосовуються в харчовій промисловості, в косметології, для добування гліцерину і вищих карбонових кислот. 

У промисловості

Деякі жири (здебільшого рослинного походження) використовуються для виробництва мила.

45)

Застосування складних ефірів

Етилформіат та етилацетат використовуються як розчинники целюлозних лаків. Складні ефіри на основі нижчих спиртів і кислот використовують у харчовій промисловості при створенні фруктових есенцій, а на основі ароматичних спиртів — у парфумерній промисловості.

Воски входять до складу косметичних кремів і лікарських мазей. Тваринні жири і олії являють собою сировину для одержання вищих карбонових кислот, миючих засобів і гліцерину.

На основі рослинних олій виготовляють оліфи, що складають основу олійних фарб.

Нітрогліцерин — відомий лікарський препарат і вибухова речовина, основа динаміту.

Складні ефіри сірчаної кислоти використовують в органічному синтезі як алкілюючі реагенти, а фосфорної — як інсектициди

46. Мило. Застосування.

Ми́ло — поверхнево-активна речовина, що використовується як мийний засіб. Зазвичай, як мило використовують натрієві і калійні солі жирних кислот, що являють собою тверду пластичну масу.

Історичні джерела вказують на те, що мило виготовлялося ще в стародавньому Шумері в Вавілоні (близько 2800 р. до н. е.)

Застосування:

Здебільшого у сільському господарстві , у текстильній , хімічній промисловостях.Також 99.9% людей використовують,як миючий засіб.

47. Вуглеводи. їх класифікація.Вуглеводи — складова частина клітин усіх живих організмів.

Вуглеводи є найпоширенішими органічними сполуками, що підтверджується тим фактом, що більше половини органічного вуглецю на Землі існує у формі вуглеводів.

Здебільшого вуглеводи є сполуками рослинного походження — це продукти фотосинтезу і таким чином вони є базовою ланкою у трансформації сонячної енергії у хімічну для забезпечення життя на Землі.

Поряд з білками і жирами, вуглеводи — важлива складова частина харчування людини і тварин, багато з них використовується як технічна продукція.

З хімічної точки зору це є полігідроксикарбонільні сполуки та їхні похідні із загальною формулою СnH2nOn.

Низькомолекулярні вуглеводи відомі також як цукри.

Найвідомішими представниками вуглеводів є целюлоза, крохмаль,, фруктоза ,цукроза (звичайний цукор)

Моносахариди — прості вуглеводи, вони не піддаються гідролізу — не розщеплюються водою на простіші вуглеводи. Глюкоза і виноградний цукор, С6Н12О6-важливий із моносахаридів; білі кристали солодкі на смак, легко розчиняються у воді.

Дисахариди — вуглеводи, які при нагріванні з водою в присутності мінеральних кислот чи під дією ферментів піддаються гідролізу, розкладаються на дві молекули моносахариді. Буряковий та тростинний цукор (сахароза), С12 Н22 О11 — важливіший із дисахаридів.

Полісахариди — це вуглеводи, які багато в чому відрізняються від моносахаридів і дисахаридів і не мають солодкого смаку, і майже не розчинні в воді. Вони представляють собою складні високомолекулярні сполуки, які під каталітичним впливом кислот чи ферментів піддаються гідролізу з утворенням простіших полісахаридів, потім дисахаридів, і, зрештою, багато (сотні і тисячі) молекул моносахаридів. Важливіший представник полісахаридів — крохмаль і целюлоза.

48. Значення вуглеводів у життєдіяльності організмів. Вуглеводи є найпоширенішими органічними сполуками, що підтверджується тим фактом, що більше половини органічного вуглецю на Землі існує у формі вуглеводів. Харчова енергетична цінність вуглеводів складає приблизно 4 ККал/грам Особлива група органічних сполук-це біологічно-активні речовини. Вони впливають на процеси обміну речовин і перетворення енергії в живих організмах.

Залежно від числа кисневих атомів у молекулі розрізняють біози, тріози, тетрози, пентози, гексози, гептози і т. д.

Вуглеводи у великій кількості містяться в рослинних і тваринних організмах. У природі переважно поширені пентози і гексози.Вуглеводи виконують переважно енергетичну та будівельну функцію в живих організмах.

49. Добування штучних волокон.Штучні волокна — волокна, які одержують з продуктів хімічної переробки природних полімерів.

Хімічна промисловість виробляє такі штучні волокна:

Віскозне волокно

Ацетатне волокно

Мідно-аміачне волокно

Добування:

Це досягається хімічним шляхом:целюлозу,виділену в деревині,обробляють спеціальними речовинами,продукт розчиняють.Урозчині полімерні молекуи стають більш рухливими,тепер з них можна формувати волокно.Таким чином виготовляють штучні волокна,а з них –штучний шовк.

50. Нітрогеновмісні органічні сполуки.До цього класу органічних речовин відносять нітросполуки R-NO2,а міни , амінокислоти, H2N-R-COOH2,білки.

+Аміни

+Аміноксилоти

+Синтетично волокно

+Білки

Амінокислоти — це органічні сполуки, що містять дві функціональні групи: аміногрупу — і карбоксильну групу .

Хімічні властивості амінокислот. Хімічні властивості амінокислот визначаються функціональними групами, що входять до їхнього складу. Карбоксильна група — носій кислотних властивостей, а аміногрупа — основних, тому амінокислоти належать до амфотерних сполук. Цим зумовлена властивість молекул амінокислот реагувати одна з одною. У реакцію вступають карбоксильна група однієї амінокислоти й аміногрупа іншої. При цьому утворюється молекула води, зв’язок, який виник, називається пептидним, а сполука, що утворилася, — ди-, три-, …, поліпептидом.

Білки — це макромолекулярні органічні сполуки (біополімери), структурну основу яких складають поліпептидні ланцюги, побудовані із залишків ?-амінокислот.У побудові білкових молекул беруть участь двадцять -амінокислот. Білки мають декілька рівнів просторової організації. Первинна структура білка — це послідовність амінокислот у поліпептидному ланцюзі.

Фізичні властивості. Серед амінів є гази, рідини, тверді речовини. Нижчі аміни мають запах амоніаку, розчинні у воді.

Хімічні властивості. Аміни згоряють, утворюючи вуглекислий газ, воду та азот. Аміни, як і амоніак, виявляють основні властивості. Проте вони сильніші основи, ніж амоніак, оскільки під впливом вуглеводневих радикалів на атомі Нітрогену зростає електронна густина і він міцніше утримує протони:

51. Поняття про амінокислоти. Амінокислоти — це органічні сполуки, що містять дві функціональні групи: аміногрупу NH2— і карбоксильну групу — COOH

Назви амінокислот походять від назв відповідних кислот із додаванням префікса аміно-: амінооцтова, аміномасляна тощо. Також застосовуються тривіальні назви, наприклад амінооцтова кислота називається гліцином.

Ізомерія амінокислот. У сполуках із двома різними функціональними групами атоми Карбону позначаються грецькими буквами B(Бета) , Альфа.

Фізичні властивості амінокислот. Амінокислоти — тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді й малорозчинні в органічних розчинниках. Плавляться за температури, що перевищує 250 °C. Багато амінокислот солодкі на смак.

Поширення амінокислот у природі. Амінокислоти існують у всіх живих організмах. Вони є структурними одиницями білків і беруть участь в обміні речовин. Людина одержує їх у складі білкової їжі.

Хімічні властивості амінокислот. Хімічні властивості амінокислот визначаються функціональними групами, що входять до їхнього складу. Карбоксильна група — носій кислотних властивостей, а аміногрупа — основних, тому амінокислоти належать до амфотерних сполук. Цим зумовлена властивість молекул амінокислот реагувати одна з одною. У реакцію вступають карбоксильна група однієї амінокислоти й аміногрупа іншої. При цьому утворюється молекула води, зв’язок, який виник, називається пептидним, а сполука, що утворилася, — ди-, три-, …, поліпептидом.

Група –CO–NH– називається пептидною групою.

Реакції, в результаті яких разом з високомолекулярним продуктом утворюється також низькомолекулярний продукт, наприклад вода, називаються реакціями поліконденсації. Макромолекули поліпептидів складаються не з амінокислот, а з амінокислотних залишків.

52.Фізичні властивості амінокислот. Фізичні властивості амінокислот. Амінокислоти — тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді й малорозчинні в органічних розчинниках. Плавляться за температури, що перевищує 250 °C. Багато амінокислот солодкі на смак.

Поширення амінокислот у природі. Амінокислоти існують у всіх живих організмах. Вони є структурними одиницями білків і беруть участь в обміні речовин. Людина одержує їх у складі білкової їжі.

53. Хімічні властивості амінокислот .Хімічні властивості амінокислот. Хімічні властивості амінокислот визначаються функціональними групами, що входять до їхнього складу. Карбоксильна група — носій кислотних властивостей, а аміногрупа — основних, тому амінокислоти належать до амфотерних сполук. Цим зумовлена властивість молекул амінокислот реагувати одна з одною. У реакцію вступають карбоксильна група однієї амінокислоти й аміногрупа іншої. При цьому утворюється молекула води, зв’язок, який виник, називається пептидним, а сполука, що утворилася, — ди-, три-, …, поліпептидом.

54. Поняття про білки. Склад і будова молекул. Білки — це макромолекулярні органічні сполуки (біополімери), структурну основу яких складають поліпептидні ланцюги, побудовані із залишків ?-амінокислот.У побудові білкових молекул беруть участь двадцять -амінокислот. Білки мають декілька рівнів просторової організації. Первинна структура білка — це послідовність амінокислот у поліпептидному ланцюзі.

Вторинна структура — утворення поліпептидним ланцюгом -спіралі або -шару. Третинна структура — просторова укладка поліпептидного ланцюга. Четвертинна структура — об’єднання декількох поліпептидних ланцюгів з третинною структурою.

Різноманітність білків, їх значення в природі. Білки входять до складу всіх живих організмів. Вони виконують безліч функцій, зокрема будівельну й ферментативну.

Фізичні властивості білків. Одні білки розчинні, інші — ні. Багато білків утворюють колоїдні розчини. Білки мають різний смак, колір і запах. Температури, за яких відбувається руйнування білка, специфічні для кожного з них.

Хімічні властивості білків.

1) Під дією деяких чинників відбувається руйнування тривимірної структури білка — денатурація, пов’язане зі зміною четвертинної, третинної та вторинної структур; денатурація може бути оборотною і необоротною.

Чинники, що викликають денатурацію білків:

— нагрівання;

— випромінювання, наприклад інфрачервоне або ультрафіолетове;

— сильні кислоти, сильні луги, концентровані розчини солей (у разі тривалої дії розриваються навіть пептидні зв’язки);

— важкі метали;

— органічні розчинники (використання спирту як дезінфікуючого засобу базується на тому, що він викликає денатурацію білків бактерій).

2) Найважливіша хімічна властивість білків — здатність до гідролізу, який може проходити при нагріванні з сильними кислотами або лугами(кислотно-основний гідроліз),а також під дією ферментів(ферментативний гідроліз). Гідроліз призводить до розриву пептидних зв’язків з утворенням вільних амінокислот.

3) Якісні кольорові реакції білків:

— біуретова реакція на пептидні зв’язки — дія розбавленого розчину купрум(II) сульфату на слабколужний розчин білка, супроводжується появою фіолетово-синього забарвлення розчину;

— ксантопротеїнова реакція на ароматичні та гетероядерні цикли — дія концентрованої нітратної кислоти з появою жовтого забарвлення.

55. Фізичні властивості білків. Одні білки розчинні, інші — ні. Багато білків утворюють колоїдні розчини. Білки мають різний смак, колір і запах. Температури, за яких відбувається руйнування білка, специфічні для кожного з них.

Хімічні властивості білків.

1) Під дією деяких чинників відбувається руйнування тривимірної структури білка — денатурація, пов’язане зі зміною четвертинної, третинної та вторинної структур; денатурація може бути оборотною і необоротною.

Чинники, що викликають денатурацію білків:

— нагрівання;

— випромінювання, наприклад інфрачервоне або ультрафіолетове;

— сильні кислоти, сильні луги, концентровані розчини солей (у разі тривалої дії розриваються навіть пептидні зв’язки);

— важкі метали;

— органічні розчинники (використання спирту як дезінфікуючого засобу базується на тому, що він викликає денатурацію білків бактерій).

2) Найважливіша хімічна властивість білків — здатність до гідролізу, який може проходити при нагріванні з сильними кислотами або лугами(кислотно-основний гідроліз),а також під дією ферментів(ферментативний гідроліз). Гідроліз призводить до розриву пептидних зв’язків з утворенням вільних амінокислот.

56. Значення хімії у створенні нових матеріалів.Хімія робить суттєвий внесок у створення різноманітних матеріалів:металічних і неметалічних.Серед металічних матеріалів найчастіше використовуються сплави на основі заліза-чавун і сталь,на основі міді-латунь і бронза,на основі алюмінію,магнію,нікелю,ніобію,титану,танталу,цирконію і т.д.З металічних сплавів виготовляють теплообмінники,ємкості,мішалки,трубопроводи,колоно і т.дВажливе значення також мають композиційні матеріали.Отже,хімія має просто колосальне значення у створенні нових матеріалів,іх розробці і удосконаленні.

57. Завдання хімії у розв'язанні сировинної проблеми. Здається, що природні ресурси є невичерпними, але в міру розвитку науки дедалі більше корисних копалин витрачається, тому завдання хімії - встановити відповідність між споживанням і запасами деяких видів сировини.

Невідповідність між запасами і споживанням деяких видів сировини висуває проблему її бережливого й раціонального використання. У зв'язку з цим хіміки ставлять перед собою такі найголовніші завдання:

1) розвідування й застосування дешевої сировини, нових видів альтернативних сировинних матеріалів;

2) комплексне використання сировини;

3) розробка нових ефективних методів рециркуляції, тобто багаторазового використання різних видів сировини, наприклад металів;

4) використання відходів як сировини.

Останнім часом хіміки намагаються застосовувати місцеву сировину. Це вигідно, оскільки не вимагає витрат на далекі перевезення.

Історія розвитку хімічної промисловості знає чимало прикладів, коли та чи інша речовина з пустої породи або відходів виробництва перетворювалася на цінну сировину. Наприклад, хлорид калію КСІ наприкінці минулого сторіччя був пустою породою під час добування кухонної солі з сильвініту. Тепер сильвініт переробляють з метою вилучення з нього хлориду калію КСІ для виробництва цінних мінеральних добрив, а хлорид натрію перетворився на відходи.

Хіміки відповідають за раціональне використання сировини, її комплексну переробку, ліквідацію відходів, багато з яких завдають непоправної шкоди довкіллю та здоров'ю людини. Отже, розробка нових способів комплексного використання сировини має величезне значення.

Хімія має велике значення і в розробці способів переведення речовин, що прореагували, у початковий стан для їх повторного використання (рециркуляція, регенерація сировини).

Наприклад, уже зараз досить широко використовуються метали у вигляді вторинної сировини (так званого скрапу). Майже половина світового виробництва сталі базується на скрапі.

Хімія допомогає у генній інженерії,машинобудуванні,чорній металургії та інших, і має велике значення для надання сировинної бази.

58. Значення хімії у розв'язанні енергетичних проблем. У різних країнах енергетичну проблему розв'язують по-різ¬ному, проте всюди в її розв'язання значний внесок робить хімія. Так, хіміки вважають, що й у майбутньому (приблизно ще років 25—30) нафта збереже свою позицію лідера. Але її внесок в енергоресурси помітно скоротиться і буде компенсуватися зрослим внеском вугілля, газу, водневої енергетики ядерного пального, енергії Сонця, енергії земних глибин та інших видів відновної енергії, включаючи біоенергетику.

Уже сьогодні хіміки турбуються про максимальне і комп¬лексне енерготехнологічне використання паливних ресур¬сів — зменшення втрат теплоти у навколишнє середовище, вторинне використання теплоти, максимальне застосування місцевих паливних ресурсів тощо.

Розроблено хімічні методи вилучення в'язкої нафти (міс¬тить високомолекулярні вуглеводні), значна частина якої зали¬шається у підземних коморах. Для збільшення виходу нафти у воду, яку закачують у пласт, додають поверхнево-активні ре¬човини, їхні молекули розміщуються на межі нафта—вода, що збільшує рухливість нафти.

Дуже перспективною видається воднева енергетика, що ґрунтується на спалюванні водню, під час якого шкідливі ви¬киди не виникають. Проте для її розвитку потрібно розв'язати низку завдань, поєднаних зі зниженням собівартості водню, створенням надійних засобів його зберігання та транспорту¬вання тощо. Якщо ці завдання будуть розв'язані, водень буде широко використовуватися в авіації, водному і наземному транспорті, промисловому і сільськогосподарському вироб¬ництвах.

59. Хімія у повсякденному житті.У побуті ми практично щоденно зустрічаємося з продуктами хімічної промисловості та за хімічними процесами.Це прання білизни,миття посуду,доглядання за підлогою та меблями,застосування клею.

Нині побутова хімія-це самостійна галузь промисловості.Що роки виробляються майже 30 млн. товарів побутової хімії.Це мийні,чистячи,дезінфікуючі засоби,засоби догляду за меблями й підлогою,для боротьби з комахами.

У побуті широкого застосування набули мийні засоби.

60. Основні джерела забруднення довкілля.У живій і неживій природі відбуваються різні фізичні, хімічні та біологічні процеси, які у більшості випадків взаємозв’язані й перебувають у нестійкій рівновазі; спостерігається так званий колообіг хімічних елементів і речовин, наприклад кисню, води, оксиду карбону(IV)тощо

Діяльність людини внесла зміни у природний колообіг елементів і речовин.У XX ст. У зв’язку з науково-технічним прогресом особливо посилився вплив людини на природу, що спричинило різні негативні зміни у навколишньому середовищі: отруєння і забруднення прісної води, забруднення Світового океану і земної атмосфери,спустошення надр, винищення тварин і птахів аж до зникнення багатьох біологічних видів тощо.У зв’язку з цим особливого значення набуває екологія як наукова основа раціонального природокористування та охорони живих організмів, серед них і людини.

Екологія – це наука про відношення організмів між собою та з довкіллям.

У побуті існує думка, що головну шкоду навколишньому середовищу завдає хімія, хімічні виробництва.Це не зовсім так. Головними забрудниками є теплоелектростанції, кольорова металургія, транспорт.Наприклад в атмосферу щорічно викидається 100 млн т оксиду сульфуру(IV)SO2.Більше половини цієї кількості припадає на частку теплоелектростанцій,четверта частина – на частку кольорової металургії та основної хімічної промисловості.Те саме можна сказати про викиди оксидів нітрогену та оксиду карбону(IV),про тверді пилові викиди і канцерогенні мікроелементи.

Хімічна промисловість разом з нафтохімічною насправді відповідальні за появу в атмосфері аміаку, сірководню, хлоридів і фторидів, формальдегіду,нафталіну, стиролу, толуолу, метанолу, нітратної, фосфатної, ацетатної і синільної кислот.

Екологічні проблеми, породжені сучасним суспільним розвитком, спричинили в усьому світі суспільно-політичний рух проти забруднення довкілля та інших негативних наслідків науково-технічного прогресу.В Україні у цьому плані діє Партія зелених.