Физические свойства

По агрегатному состоянию жиры подразделяются на жидкие и твёрдые (при комнатной температуре). Твёрдые жиры, как правило, образованы предельными кислотами. Жидкие жиры (их часто называют маслами) образованы непредельными кислотами.

Жиры растворимы в органических растворителях и нерастворимы в воде.

Химические свойства

1. Гидролиз или омыление жиров происходит под действием воды (обратимо) или под действием щелочей (необратимо):

а) кислотный гидролиз жиров

б) щелочной гидролиз жиров (омыление)

2. Гидрогенизация жиров – процесс присоединения водорода к остаткам непредельных кислот, входящих в состав жиров. При этом остатки непредельных кислот переходят в остатки предельных кислот, и жидкие жиры превращаются в твёрдые (эту реакцию проводят на маргариновых заводах)

3. Жидкие жиры, взаимодействуя с кислородом воздуха, способны образовывать твёрдые плёнки – сшитые полимеры

4. При длительном хранении под действием влаги, кислорода воздуха, света и тепла жиры приобретают неприятный запах и вкус. Этот процесс называется прогорканием. Неприятный запах и вкус обусловлены появлением в жирах продуктов их превращения – свободных жирных кислот, гидроксикислот, альдегидов и кетонов.

Мыла

Мылами называются соли высокомолекулярных органических кислот. Обыкновенные мыла состоят, в основном, из смеси натриевых солей пальмитиновой (C₁₅H₃₁COOH), стеариновой (C₁₇H₃₅COOH) и олеиновой (C₁₇H₃₃COOH). Калийное мыло имеет вид мази и носит название жидкого мыла. Обычное мыло получают с помощью реакции “омыления” жиров.

В жёсткой воде (содержащей ионы кальция и магния) моющая способность мыла уменьшается. Взаимодействуя с ионами кальция и магния, мыла образуют нерастворимые кальциевые и (или) магниевые соли

2C₁₇H₃₅COO^- + 2Na⁺ + Ca²⁺ + 2HCO₃^- → (C₁₇H₃₅COO)₂Ca +2Na⁺ + 2HCO₃^-

В результате этого мыло образует вместо пены плёнку на поверхности воды и расходуется бесполезно.

Примеры решения типовых задач

Пример № 1. Рассчитайте массы пропанола-1 и муравьиной кислоты, которые надо взять для получения пропилформиата объёмом 200 мл (плотность эфира 0,906 г/мл).

Решение: Вычисляем массу эфира НСООС₃Н₇, который требуется получить:

1 . m(эфира) = V(эфира) (эфира);

m(эфира) = 200 мл  0,906 г/мл = 181,2 г

2. Количество вещества эфира, который требуется получить:

n(эфира) = ; n(эфира) = = 2,06 моль

3. Составляем уравнение реакции этерификации:

n(НСООН) = n(эфира);	n(НСООН) = 2,06 моль
n (С3Н7ОН) = n(эфира);	n(С3Н7ОН) = 2,06 моль

4. Вычисляем массу требуемой кислоты:

m(НСООН) = n(НСООН)  М(НСООН)

m(НСООН) = 2,06 моль  46 г/моль = 94,76 г.

5. Рассчитываем массу спирта, который потребуется для реакции:

m(С₃Н₇ОН) = n(С₃Н₇ОН) M(С₃Н₇ОН)

m(С₃Н₇ОН) = 2,06 моль  60 г/моль = 123,6 г.

Пример № 2. Грушевая эссенция представляет собой сложный эфир уксусной кислоты с изоамиловым спиртом (с 3-метилбутанолом-1). Какую массу изоамилацетата можно получить при нагревании изоамилового спирта массой 4,4 г и раствора объёмом 3,54 мл с массовой долей уксусной кислоты

96 % и плотностью 1,06 г/мл в присутствии серной кислоты? Выход эфира составляет 80 %.

Решение: Записываем уравнение реакции этерификации:

Определяем количество веществ спирта и кислоты, которые взяты для реакции:

n(C₅H₁₁OH) = ; n(C₅H₁₁OH) = = 0,05 моль

m(СН₃СООН) = V; m(СН₃СООН) = 3,54  1,06 г = 3,75 г

n(СН₃СООН) = ; n(СН₃СООН) = = 0,06 моль

Следовательно, уксусная кислота взята в избытке. Из уравнения реакции следует:

n(эфира) = n (C₅H₁₁OH); n(эфира) = 0,05 моль

Определяем массу полученного эфира:

m(эфира) = n(эфира)  М(эфира);

m(эфира) = 0,05  130 г = 6,5 г

Учитывая выход продукта, находим массу реально полученного эфира:

m_р(эфира) = m_р(эфира) = = 5,2 г

Пример № 3. На гидролиз смеси этиловых эфиров уксусной и муравьиной кислот массой 7,22 г было израсходовано 33,3 мл 10 %-ного раствора гидроксида натрия (d= 1,08 г/мл). Вычислите массовые доли эфиров в смеси.

Решение: Сначала найдём количество гидроксида натрия:

n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = {m(раствора) ∙w} / M(NaOH) =

= {V(раствора) ∙d∙ w} / M(NaOH) = {33,3 мл ∙ 1,08 г/мл ∙ 0,1} : 40 г/моль = 0,09 моль.

Введём обозначения: n(HCOOC₂H₅) = x моль, n(СH₃COOC₂H₅) = y моль Тогда для NaOH в реакциях (1) и (2) будут участвовать: n₁(NaOH) = x моль и n₂(NaOH) = y моль или суммарно: n(NaOH) = (x + y) моль. Масса смеси исходных эфиров, участвовавших в реакции, равная 7,22 г, будет складываться из m(HCOOC₂H₅) и m(СH₃COOC₂H₅): m(HCOOC₂H₅) = n(HCOOC₂H₅) ∙M(HCOOC₂H₅) = x моль ∙ 74 г/моль m(СH₃COOC₂H₅) = n(СH₃COOC₂H₅) ∙M(СH₃COOC₂H₅) = y моль ∙ 88 г/моль Составим, а затем решим систему уравнений: 74x + 88y = 7,22 x + y = 0,09 x = 0,05 моль; y = 0,04 моль Отсюда рассчитаем сначала массу каждого из эфиров, а затем их содержание в смеси (массовую долю w₁ и w₂): m(СH₃COOC₂H₅) = n х M = 0,04 моль ∙ 88 г/моль = 3,52 г w₁ = m(HCOOC₂H₅) :m(смеси) = 3,7 : 7,22 = 0,512 (51,2%) w₂ = m(СH₃COOC₂H₅) : m(смеси) = 3,52 : 7,22 = 0,488 (48,8%)

Ответ: w₁ = 0,512 (51,2%); w₂ = 0,488 (48,8%).