Жиры и масла.

Жиры и масла – это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот.

Большая часть животных и растительных жиров содержат кислоты:

СН₃ – (СН₂)₁₄ – СООН пальмитиновая кислота

СН₃ – (СН₂)₁₆ – СООН стеариновая кислота

СН₃ – (СН₂)₇ – СН = СН – (СН₂)₇ – СООН олеиновая кислота

Жиры являются глицеридами не только одинаковых, но и различных кислот

СН₂ – ОН CH₂ – O – CO – C₁₇H₃₅

| |

CH – OH + 3 C₁₇H₃₅ – COOH → CH – O – CO – C₁₇H₃₅

| – 3 H₂O |

CH₂ – OH CH₂ – O – CO – C₁₇H₃₅

глицерин стеариновая кислота глицерид стеариновой кислоты

тристеарат – простой глицерид

СН₂ – О – СО – С₁₇Н₃₅

|

CH – O – CO – C₁₅H₃₁

|

CH₂ – O – CO – C₁₇H₃₃ смешанный глицерид

Все жиры легче воды, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в бензине, эфире, сероуглероде, хорошо впитываются бумагой. Растительные жиры называются маслами – это глицериды непредельных кислот, поэтому они жидкости. Например, подсолнечное, конопляное, льняное, оливковое масло и т.д.

Животные жиры – это глицериды предельных карбоновых кислот – это твёрдые вещества. Например, говяжий, свиной жир и т.д.

Химические свойства.

1. В присутствии кислот или щелочей жиры подвергаются гидролизу:

CH₂ – O – CO – C₁₅H₃₁ CH₂ – OH

| H⁺ |

CH – O – CO – C₁₅H₃₁ + 3 H₂O → CH – OH + 3 C₁₅H₃₁ – COOH

| |

CH₂ – O – CO – C₁₅H₃₁ CH₂ – OH

глицерид пальмитиновой кислоты глицерин

2. Гидрирование – превращение жидких жиров в твёрдые:

CH₂ – O – CO – (CH₂)₇ – CH = CH – (CH₂)₇ – CH₃ CH₂ – O – CO – C₁₇H₃₅

| Ni, t, P |

CH – O – CO – (CH₂)₇ – CH = CH – (CH₂)₇ – CH₃ + 3 H₂ → CH – O – CO – C₁₇H₃₅

| |

CH₂ – O – CO – (CH₂)₇ – CH = CH – (CH₂)₇ – CH₃ CH₂ – O – CO – C₁₇H₃₅

триолеин – жидкий тристеарат – твёрдый

Реакция протекает при нагревании, под давлением, в присутствии катализатора – мелкораздробленного никеля. Продукт гидрогенизации – твёрдый жир – искусственное сало, называется саломасом. Твёрдый жир идёт на производства мыла, глицерина и др. веществ.

Маргарин – пищевой жир, состоящий из смеси гидрогенизированных масел (подсолнечное, хлопковое и др.) животных жиров, молока и др. веществ (соли, сахара витаминов).

3. Окисление.

Растительные масла по их отношению к кислороду делятся на две группы. Невысыхающие, которые на воздухе остаются видимо неизменёнными (хлопковое, подсолнечное) и высыхающие масла (льняное, конопляное), содержащие глицериды непредельных кислот с двумя и тремя двойными связям, которые превращаются на воздухе в прозрачную, эластичную, устойчивую к растворителям плёнку. Сложный процесс высыхания заключается в окислении и полимеризации, ускоряется в присутствии катализаторов – оксида свинца (II) (PbO) и солей марганца.

Льняное масло сваренное с оксидом свинца (II) называется олифой. Применяется в производстве красок, лаков, линолеума.

Воски – природные вещества – представляют собой сложные эфиры, высших одноосновных карбоновых кислот и высших спиртов (предельных и непредельных с чётным числом атомов углерода С₁₆ – С₃₆).

Впервые жир синтезировал французский химик М.Бертло в 1854 году, реакцией этерификацией. Жиры – необходимая составная часть пищи.

Мыла.

Мыла – это соли высших карбоновых кислот.

Обычные мыла состоят из смеси солей: пальмитиновой, стеариновой, олеиновой; причём натриевые соли образуют твёрдые мыла, а калиевые соли – жидкие мыла.

Мыла получают при гидролизе жиров:

CH₂ – O – CO – C₁₇H₃₅ CH₂ – OH

| |

CH – O – CO – C₁₇H₃₅ + 3 NaOH → CH – OH + 3 C₁₇H₃₅ – COONa

| |

CH₂ – O – CO – C₁₇H₃₅ CH₂ – OH

стеариновокислый натрий

Омылении жиров может протекать и в присутствии серной кислоты, при этом получается глицерин и высшие карбоновые кислоты. Последние действием щелочей или соли переводят в мыла. Поставлена задача получения мыла из непищевого сырья. Эта задача успешно решается.

1. Карбоновые кислоты получают окислением алканов – высшие карбоновые кислоты получают при крекинге и окислении нефтепродуктов:

2 CH₃ – (CH₂)₃₄ – CH₃ + 5 O₂ → 2 H₂O + 4 CH₃ – (CH₂)₁₆ – COOH

Затем, карбоновые кислоты взаимодействуют со щелочами или содой:

t⁰

C₁₇H₃₅ – COOH + NaOH → C₁₇H₃₅ – COONa + H₂O

t⁰

C₁₇H₃₅ – COOH + KOH → C₁₇H₃₅ – COOK + H₂O

t⁰

2 C₁₇H₃₅ – COOH + K₂CO₃ → 2 C₁₇H₃₅ – COOK + H₂O + CO₂

C₁₇H₃₅ – COONa стеарат натрия – твёрдое мыло

C₁₇H₃₅ – COOK стеарат калия – жидкое мыло

2. Если вода жёсткая, то мыло не пенится, образуются нерастворимые соли:

2 C₁₇H₃₅ – COONa + Ca(HCO₃)₂ → (C₁₇H₃₅ – COO)₂Ca  + 2 NaHCO₃

3. СМС – синтетические моющие средства, производят из алкилсульфатов:

R – CH₂ – OH + HO – SO₂ – OH  R – CH₂ – O – SO₂ – OH + H₂O

R – CH₂ – O – SO₂ – OH + NaOH → R – CH₂ – O – SO₂ – ONa + H₂O

алкилсульфат

Эти соли обладают очень хорошими моющими средствами. Их кальциевые и магниевые соли растворимы в воде и поэтому такие синтетические моющие средства дают пену в жёсткой воде. Алкилсульфаты содержатся в стиральных порошках.

Двухосновные карбоновые кислоты.

COOH

| щавелевая кислота

COOH

СООН – СН₂ – СООН малоновая кислота

СООН – СН₂ – СН₂ – СООН янтарная кислота