Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Підручники з Хімії / Хімія 9 клас / Гранкіна Хімія 9 клас. 2017

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
16.02.2023
Размер:
9.22 Mб
Скачать

Початкові поняття про органічні сполуки 251

Застосування целюлози

У складі деревини целюлоза використовується в будівництві. З деревини виготовляють столярні вироби, наприклад меблі. У вигляді волокнистих матеріалів (бавовни, льону, коноплі) вона використовується для виготовлення ниток, тканин, канатів. У ваті й фільтрувальному папері її до 90%. Із целюлози одержують речовини, які йдуть на виготовлення нітролаків, кіноплівки, медичного колодію, штучного волокна й вибухових речовин. Під час термічного розкладу целюлози утворюється метанол, деревне вугілля та інші сполуки (рис. 96).

За певних умов целюлоза руйнується до глюкози. Зброджуючи отриману глюкозу, одержують етанол, який застосовують у техніці. Також глюкоза, отримана із целюлози, є кормом для худоби.

Папір — це матеріал, який являє собою дуже тонко переплетені волокна целюлози. Папір уже в II столітті до нашої ери одержували в Китаї. На той момент його виготовляли з бамбука або бавовни. Пізніше, у IX столітті нашої ери, цей секрет потрапив у Європу. Для одержання паперу в середньовіччя використовували лляні або бавовняні тканини.

Але тільки у XVIII столітті винайшли найбільш зручний спосіб одержання паперу — із дерева. А такий папір, яким ми зараз користуємося, почали виготовляти лише в XIX столітті.

Синтез метанолу, глюкози та ін.

Виробництво технічного етанолу

Виготовлення нітролаків, кіноплівки, вибухівки

Будівництво, столярні вироби

Виробництво тканин, ниток, ЦЕЛЮЛОЗА

вати, паперу

Рис. 96. Сфери застосування целюлози

252 Тема 4

Підсумок:

Крохмаль

 

Целюлоза

утворює

Полімери, складаються

утворює волок-

із залишків молекул

клейстер

на, деревину

глюкози. Утворюються

 

 

 

рослинами. Загальна

 

харчовий

формула:

не є харчовим

продукт

6Н10О5)n

продуктом

Якісна реакція:

молекули більші,

ніж у крохмалю Розчин

йоду

Розчин

крохмалю

Дізнайтеся більше

Целюлоза міститься майже в усіх харчових продуктах рослинного походження. Целюлоза не засвоюється в організмі людини, але необхідна для нормального травлення.

Вона не перетравлюється й у інших тварин, але її можуть переробляти бактерії. Такі бактерії живуть у шлунку корів та інших жуйних, кишечнику кроликів, кіз, тобто тих тварин, у їжі яких значну частину займають продукти харчування, що містять целюлозу — трава, гілки дерев. А вже після переробки бактеріями целюлози утворюються речовини, які й засвоюють тварини.

ДОМАШНІЙ ЕКСПЕРИМЕНТ

Під час виконання дослідів дотримуйтеся правил безпеки! Просимо допомоги батьків!

Одержуємо крохмаль із картоплі

Бажаєте самі одержати крохмаль? Запросто. Беремо картоплю, миємо, чистимо. Натираємо її на дрібній тертці.

Початкові поняття про органічні сполуки 253

Отриману кашку заливаємо водою й ретельно вимиваємо, протираючи руками. Вода відразу стає мутною. Це вже виділився крохмаль зі зруйнованих клітин картоплі. Швидко зливаємо мутну рідину в миску або невелику каструлю. Ще раз промиваємо картопляну кашку й зливаємо рідину. Це потрібно робити швидко, тому що важкі молекули крохмалю легко осаджуються.

Після декількох промивань залишки картоплі можна викинути. У мисці або каструлі крохмаль осаджується на дно, тепер можна акуратно злити воду, а крохмаль перекласти на тканину — нехай сохне. Сухий крохмаль можна зберігати або використовувати в їжу — зварити смачний кисіль.

Аби довести, що це саме крохмаль, на невеликому зразку проведіть якісну реакцію. Ви вже знаєте, як це зробити. Якщо забули — читайте параграф іще раз.

Виявлення крохмалю в харчових продуктах

Властивість крохмалю набувати темно-синього забарвлення внаслідок взаємодії з йодом можна використати завжди, коли потрібно виявити крохмаль у харчових продуктах.

Візьміть шматочок картоплі, білого хліба (на чорному буде погано видно забарвлення), макарони й рисову кашу. Капніть по краплі йодної аптечної настоянки на ці продукти — з’явиться характерне забарвлення, яке вказує на наявність крохмалю.

Чи чистий посуд?

Таким чином можна визначити й погано вимиті тарілки: капніть йодом на вимиті тарілки, і якщо забарвлення не змінилося — тарілки чисті, якщо є синє забарвлення — посуд треба перемити.

Чи містить мед інші речовини?

Розчиніть півчайної ложки меду у 20–30 мл дистильованої води. Розділіть суміш на три одноразових стаканчики. У перший стакан із розчином меду додайте 2–3 краплини розведеного водою спиртового розчину йоду. Якщо з’явилося синє забарвлення, значить, мед містить домішки борошна або крохмалю (у справжньому меді цих речовин немає).

254Тема 4

Удругий стакан із розчином меду долийте 1–2 мл будь-якої кислоти (оцтової або лимонної). Якщо мед містить крейду, ви побачите закипання внаслідок виділення вуглекислого газу. Справжній мед крейди не містить. У третій стакан із розчином меду додайте 1–2 мл нашатирного спирту з домашньої аптечки. Поява забарвлення свідчить про наявність органічних барвників, які додають у несправжній мед.

Досліджуємо якість сметани, майонезу, йогурту

У підписані маленькі одноразові пластмасові стаканчики помістіть по одній чайній ложці сметани, майонезу, йогурту. Долийте 1–2 мл кип’яченої води, розмішайте, додайте 1–2 краплі спиртового розчину йоду. Якщо з’явиться синє забарвлення, там

єкрохмаль, який не повинен входити до складу цих продуктів.

ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ

437.Яку геометричну форму мають молекули крохмалю? Чим вони відрізняються?

438.Де в природі поширені крохмаль і целюлоза?

439.Яку роль відіграють крохмаль і целюлоза в житті рослин?

440.Які продукти утворюються під час руйнування молекул крохмалю у присутності води? Дайте їм характеристику, опишіть застосування.

441.Опишіть якісну реакцію на крохмаль.

442.Розкажіть про властивості целюлози.

443.Де застосовують крохмаль? целюлозу?

ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

444.Формула крохмалю й целюлози:

а) (C5H10O5 )n ; в) (C4H8O5 )n ; б) (C6H12O6 )n ; г) (C6H10O5 )n .

445.Розташуйте органічні сполуки в ряд за збільшенням кількості атомів Оксигену в молекулах:

а)

глюкоза;

в)

крохмаль;

б)

гліцерол;

г)

сахароза.

 

 

 

 

 

 

 

 

Початкові поняття про органічні сполуки 255

446.Патока є сумішшю глюкози й декстринів, що є продуктами перетворення:

а)

сахарози;

в)

крохмалю;

б)

целюлози;

г)

лактози.

447.Установіть відповідність між назвою органічної речовини та галуззю її використання.

Назва речовини

Галузі використання

1)

Оцтова кислота

а) Виробництво тканин

2)

Гліцерол (гліцерин)

б) Консервант у харчовій промисло-

3)

Метан

 

вості

4)

Целюлоза

в) Пальне в побуті та промисловості

5)

Етанол

г)

Парфумерія і фармація

 

 

д)

Розчинник

448.Сік стиглого яблука містить глюкозу, а сік неспілого зеленого яблука містить крохмаль. Як експериментально можна це підтвердити?

449.Розрахуйте об’єм кисню, виміряний за н. у., який необхідний для спалювання 1 кг целюлози.

Для допитливих

450.Здійсніть перетворення:

вуглекислий газ → крохмаль → глюкоза → етанол → СО2.

451.Скільки кілограмів картоплі, що містить 20 % крохмалю, потрібно, щоб одержати етанол масою 46 кг, якщо вихід становить 90 % від теоретично можливого?

§ 32. АМІНОКИСЛОТИ. БІЛКИ: СКЛАД І БУДОВА. БІОЛОГІЧНА РОЛЬ АМІНОКИСЛОТ І БІЛКІВ

Білки — найважливіші органічні сполуки. Це основа всіх живих істот на Землі — від вірусів до людини. Будова білків досить складна, й вони виконують в організмах численні функції.

Білки — органічні природні полімери, мономерами яких є амінокислоти.

256 Тема 4

АМІНОКИСЛОТИ

От у визначенні відразу трапляється незнайома назва — амінокислоти. Що це за речовини? Префікс аміно- означає, що речовина належить до класу «Аміни». Ви будете вивчати їх у старших класах. Зараз давайте тільки запам’ятаємо, що до складу молекул речовин, у назві яких є такий префікс, буде входити аміногрупа −NH2*. А от із кислотами ми вже знайомі. У їхньому складі є карбоксильна група −COOH.

Отже, у молекулах амінокислот є дві групи:

−NH2 і −COOH.

Формула амінокислоти:

H

O

Н – С – С або СН2 – COОН

O – Н

Н – N – Н NH2

Це аміноетанова кислота, або гліцин.

Якщо в молекулі амінокислоти кілька атомів Карбону, то їх (крім атома С в карбоксильній групі) прийнято позначати грецькими літерами:

γ β

α

O

Н3С – СH2 – СН – C

O – Н NH2

α-амінобутанова кислота

Аміногрупа може бути приєднана до будь-якого атома Карбону в ланцюжку. Її положення вказують, записуючи на початку назви відповідну літеру.

Нас будуть цікавити зараз тільки α-амінокислоти, тому що саме з них будуватимуться молекули білку. Загальну формулу α-амінокислот можна представити так:

α

R – СН – COОН,

H2N

де R — радикал.

* До складу амінів може входити й група NН, і навіть просто N –.

На білки має припадати 12 % добової енергетичної цінності раціону, причому частка тваринних білків повинна сягати 60 % їх загальної кількості. Жирам найкраще відвести 30 %. Зауважимо, що з цієї кількості частка жирів рослинного походження має становити третину. Решта — 58 % — вуглеводи.

Початкові поняття про органічні сполуки 257

Важливо запам’ятати, що групи амінокислот можуть взаємодіяти одна з одною, утворюючи міцні специфічні хімічні зв’язки. Вони зв’язують залишки амінокислот у білковому полімерному ланцюжку.

Фізичні властивості

Амінокислоти являють собою кристалічні речовини.

Під час плавлення вони руйнуються. Амінокислоти добре розчинні у воді й нерозчинні в органічних розчинниках, чим схожі на неорганічні сполуки. Багато амінокислот мають солодкий смак.

Біологічна роль амінокислот

Тварини й людина одержують амінокислоти, в основному, з білковою їжею, рослини їх синтезують самі. Білки, які потрапляють в організм, під дією ферментів розкладаються до амінокислот. Значна частина з них іде на синтез білку, необхідного для цього організму, частина може бути використана в енергетичному обміні, частина бере участь у регуляції обміну речовин.

БІЛКИ

Замінні й незамінні амінокислоти

З усіх α-амінокислот, а їх близько 150, людині для синтезу потрібних їй білків необхідно всього лише близько 20. Ці амінокислоти, як і всі інші, людина одержує з їжею. Крім того, наш організм здатний сам синтезувати потрібні амінокислоти. Однак деякі амінокислоти в організмі людини не синтезуються. Їх називають незамінними амінокислотами.

Якщо їх недостатньо, то в організмі починають розвиватися важкі захворювання. Тому незамінні аміно-

кислоти повинні обов’язково й у необхідній кількості надходити в організм із їжею. Таких кислот для людини існує вісім: валін, лейцин, ізолейцин, фенілаланін, триптофан, метіонін, треонін і лізин.

У м’ясі міститься 14–20 % білків, у рибі — 13–18, сирі кисломолочному — 15–16, твердому — 22–29, яйцях — 12–14, сої — 33–44, хлібі пшеничному — 6–10, крупах — 7,6–4,9, молоці — 3–4, картоплі — 2, овочах — 0,5–6,5, фруктах — 0,2–1,5 %.

258 Тема 4

Пептиди й білки. Пептидний зв’язок

α-амінокислоти в клітинах живих організмів, зокрема в рибосомах, вступають одна з одною у взаємодію, при цьому аміногрупа однієї кислоти взаємодіє з карбоксильною групою іншої амінокислоти. Хімічний зв’язок, який при цьому утворюється, називають пептидним, а отриману речовину — пептидом. Унаслідок взаємодії двох амінокислот утворюється дипептид:

H O H O

H − N − CH2 − C − OH + H − N − CH2 − C − OH →

H O H O

→ H − N − CH2 − C − N − CH2 − C − OH + H2O

Пептидний зв’язок

Під час взаємодії трьох амінокислот утворюється трипептид і т. д.

Зверніть увагу, що макромолекули поліпептидів складаються не з амінокислот, а з амінокислотних залишків. Якщо залишків амінокислот у поліпептидному ланцюжку більше 50, то такі речовини називають білкаYми. Однак такий розподіл досить умовний.

Молекулярна маса природних білків коливається від декількох тисяч до декількох мільйонів, тобто в макромолекулу білку входять від декількох десятків до сотень тисяч амінокислотних залишків. Наприклад, гормон гіпофіза окситоцин складається з 9 амінокислот і має молекулярну масу 1007, це пептид; білки вірусів можуть мати молекулярну масу до 50 мільйонів.

Дізнайтеся більше

Структури білку

Для поліпептидів і білків характерні чотири рівні просторової організації, які прийнято називати первинною, вторинною, третинною й четвертинною структурами.

Початкові поняття про органічні сполуки 259

Первинна структура білку — специфічна амінокислотна послідовність, тобто порядок чергування α -амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюзі.

Первинна струк-

Вторинна

Третинна

Четвертинна

тура (ланцюг

структура

структура

структура

амінокислот)

(α-спіраль)

(глобула)

(комплекс білків)

Рис. 97. Структури білку

Зв’язки між амінокислотними залишками, звичайно, пептидні. Вторинна структура білку — поліпептидний ланцюг, згорнутий у спіраль у просторі за рахунок водневих зв’язків між групами NH

і CO. Третинна структура білку — спіраль, складена компактно в грудочку — глобулу. Четвертинна структура білку — комплекс із речовин білкової або небілкової природи (рис. 97). Четвертинна структура характерна лише для деяких білків, наприклад гемоглобіну (рис. 98–99).

Фізичні властивості

Фізичні властивості білків досить різні: одні з них розчинні у воді, інші — ні. Багато білків утворюють колоїдні розчини. Білки мають різний смак, колір і запах. Температури, за яких відбувається руйнування білку, також специфічні для кожного з них.

Рис. 98. Комп’ютерна модель білку рибосоми.

Рис. 99. Комп’ютерна

Його третинна структура передана різними

модель білку

кольорами. Просторові структури зображені

гемоглобіну

спіральками й стрічкоподібними складками

 

 

 

 

 

260 Тема 4

Кристали різних білків* виростили на космічній станції «Мир» і під час польотів шатлів НАСА.

Високоочищені білки за низької температури утворюють кристали, які використовують для вивчення просторової структури білку (рис. 100).

Хімічні властивості

Розглянемо деякі властивості білків.

Руйнування білків — денатурація

За певних умов білки можуть руйнуватися. Цей процес може бути оборотним.

Дізнайтеся більше

Рис. 100. Кристали білків, вирощені на космічній станції

Уцьому випадку білок може відновитися.

Приклад необоротної денатурації за теплового

впливу — згортання яєчного білку альбуміну під час варіння або смаження яєць. Так що ви не просто сма-

жите яєчню, а проводите денатурацію білку!

Чинники, які спричиняють руйнування білків

1)Нагрівання або вплив яких-небудь випромінювань, наприклад інфрачервоного або ультрафіолетового. Кінетична енергія, яку отримує білок, спричиняє сильну вібрацію його атомів, унаслідок чого водневі та йонні зв’язки рвуться, а білок зсідає (коагулює).

2)Сильні кислоти, сильні луги й концентровані розчини солей також спричиняють денатурацію білків.

3)Органічні розчинники. Ці реагенти призводять до розриву внутрішньомолекулярних водневих зв’язків.

* https://visualta.org.ua/2013/11/25/metabolism