Spis treści

Tłuszcze – budowa i właściwości

Tłuszcze to substancje towarzyszące nam na co dzień. W każdej kuchni można znaleźć masło, margarynę, olej czy oliwę. Czy wiesz, jak się je produkuje? Dlaczego tłustej plamy z ubrania nie spierzemy wodą? Dlaczego płonącego oleju nie wolno gasić wodą?

Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:

- budowę glicerolu oraz wyższych kwasów karboksylowych;

- budowę estrów oraz skład i budowę wiązania estrowego;

- reakcję estryfikacji.

Nauczysz się

- klasyfikować tłuszcze pod względem pochodzenia, stanu skupienia i charakteru chemicznego,

- budowy i właściwości tłuszczów;

- projektować doświadczenie, które pozwoli odróżnić tłuszcz nienasycony od nasyconego.

1. Budowa tłuszczów

Związki, którym zawdzięczamy piękne zapachy kwiatów czy owoców, to estry. Do tej grupy należą też tłuszcze, choć ich woń wcale do najprzyjemniejszych nie należy. Te niezbędne składniki naszej codziennej diety występują w naturalnych produktach – w mięsie, rybach i roślinach oleistych. Na drodze syntezy chemicznej otrzymuje się je w reakcji estryfikacji glicerolu i wyższych kwasów karboksylowych. Tłuszcze to zatem estry glicerolu (alkoholu polihydroksylowego) i wyższych kwasów karboksylowych, powstające na drodze estryfikacji.

Estryfikacja tłuszczów zachodzi wg schematu:

Estryfikacja tłuszczów

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Cząsteczki tłuszczów zawierają reszty kwasowe różnych kwasów tłuszczowych, np. kwasu stearynowego – o wzorze

– czy kwasu oleinowego – o wzorze .

Polecenie 1

Które z poniższych zestawów wzorów kwasów organicznych mogą budować cząsteczki tłuszczów? Wybierz i wskaż prawidłową odpowiedź.

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- ; ;

- ; ;

- ; ;

- ; ;

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przykłady tłuszczów:

Przykłady tłuszczów

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

2. Rodzaje i właściwości tłuszczów

Tłuszcze głównie dzielimy ze względu na stan skupienia i pochodzenie.

Źródło: Dariusz Adryan, epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Tłuszcze można również podzielić ze względu na charakter chemiczny. Wyróżniamy tłuszcze nasycone i nienasycone. Tłuszcze nasycone to takie, które pochodzą od nasyconych wyższych kwasów karboksylowych, a pomiędzy ich atomami węgla występują jedynie wiązania pojedyncze. Takie tłuszcze są najczęściej pochodzenia zwierzęcego i występują głównie w stałym stanie skupienia. Natomiast tłuszcze nienasycone pochodzą od nienasyconych wyższych kwasów karboksylowych, czyli takich, w których pomiędzy atomami węgla występuje jedno lub więcej wiązań wielokrotnych. Takie tłuszcze są najczęściej pochodzenia roślinnego, więc głównie są cieczami.

Doświadczenie 1

Problem badawczy:

Czy można odróżnić tłuszcze nasycone od tłuszczów nienasyconych za pomocą reakcji z roztworem bromu w rozpuszczalniku organicznym, np. chloroformie?

Hipoteza:

Tłuszcz nienasycony odbarwia roztwór bromu, a tłuszcz nasycony nie reaguje z roztworem bromu.

Co będzie potrzebne:

dwie probówki z korkami;

statyw na probówki;

pipeta Pasteura;

olej roślinny (np. olej rzepakowy);

tłuszcz zwierzęcy (np. masło);

roztwór w .

Instrukcja:

1. Do jednej z probówek wprowadź niewielką ilość masła, a do drugiej ok. oleju rzepakowego.

2. Następnie do obu dodaj ok. roztworu w .

3. Probówki zamknij korkami i energicznie wytrząśnij. Odłóż je następnie do statywu i zanotuj obserwacje.

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Schemat doświadczenia

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 2

Napisz obserwacje i wnioski do przeprowadzonego doświadczenia.

Obserwacje:

Wnioski:

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W jakich rozpuszczalnikach rozpuszczają się tłuszcze?

Doświadczenie 2

Problem badawczy:

W której z substancji rozpuści się olej roślinny – jeszcze lepiej w wodzie czy benzynie?

Hipoteza:

Olej rozpuszcza się w benzynie, a nie rozpuszcza się w wodzie.

Co będzie potrzebne:

dwie probówki z korkami;

olej roślinny (np. słonecznikowy lub rzepakowy);

woda;

benzyna.

Instrukcja:

1. Do dwóch probówek wlej po oleju.

2. Do jednej z probówek dodaj wody i wstrząśnij.

3. Do drugiej wlej benzyny i wstrząśnij.

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 3

Napisz obserwacje i wnioski do przeprowadzonego doświadczenia.

Obserwacje:

Wnioski:

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Tłuszcze nie rozpuszczają się w wodzie, ponieważ mają budowę niepolarną, za to dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak benzyna, chloroform czy heksan, które również są niepolarne.

Ciekawostka

Dlaczego nie wolno gasić płonącego oleju wodą?

Film ukazuje, co dzieje się w przypadku gdy płonący olej jest gaszony wodą. Doświadczenie wykonane jest na świeżym powietrzu przez przeszkolonego strażaka

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RyE1JUAMgwsjkOtwiera się w nowym oknie

Film <math aria-label="pod tytułem">pt. Dlaczego nie gasić wodą oleju

Źródło: Krzysztof Jaworski, CFA (Country Fire Authority) (https://www.youtube.com), licencja: CC BY-SA 3.0.

Film ukazuje, co dzieje się w przypadku gdy płonący olej jest gaszony wodą. Doświadczenie wykonane jest na świeżym powietrzu przez przeszkolonego strażaka

Gdy zaczyna palić się olej na patelni, wiele osób w pierwszym odruchu wstawia ją pod wodę. Konsekwencje takiego postępowania widzieliśmy na filmie. Dlaczego tak się dzieje?

Woda ma gęstość większą od gęstości oleju, a zatem po wlaniu do naczynia z płonącym olejem spływa na dno. Jednak wlewana na patelnię z płonącym olejem rozgrzewa się do temperatury powyżej

, dzięki czemu przechodzi w stan gazowy, co jest przyczyną rozprzestrzeniania się ognia. Zjawisko to obserwuje się np. podczas smażenia kotletów, gdy woda wycieka ze smażonego mięsa na rozgrzany olej, powodując „pryskanie”. Z tych samych powodów niewskazane jest gaszenie wodą płonącej ropy naftowej czy benzyny.

Polecenie 4

Co należy zrobić, gdy zapali się olej w garnku? Wybierz i wskaż prawidłowe odpowiedzi.

Zaznacz prawidłowe odpowiedzi.

- Spokojnym ruchem przykryć naczynie tak, aby ograniczyć dopływ tlenu.

- Należy zwiększyć gaz pod płonącym naczyniem.

- Należy wyłączyć gaz pod płonącym garnkiem.

- Otworzyć jak najszerzej okna.

- Wstawić ostrożnie garnek pod bieżącą wodę.

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

3. Występowanie i biologiczne funkcje tłuszczów

Które produkty spożywcze zawierają tłuszcze?

Na półkach sklepowych łatwo znajdziemy olej słonecznikowy, rzepakowy, sojowy, kokosowy, orzechowy, lniany, z pestek winogron czy awokado, a także oliwę z oliwek, pozyskaną na różne sposoby. Te powszechnie stosowane w kuchni tłuszcze występują w nasionach takich roślin, jak sugerują nazwy – rzepak, słonecznik, soja, oliwki, rzadziej orzechy, kokos, winogrona czy awokado. Oleje i oliwy otrzymuje się w różnych procesach.

Tłuszcze zwierzęce są obecne w mięsie oraz mleku. Smalec otrzymujemy w wyniku przetopienia słoniny, a masło w procesie ubijania śmietany.

Jakie znaczenie mają tłuszcze dla organizmów żywych?

Tłuszcze w organizmach żywych pełnią bardzo ważną funkcję. Zastanawialiście się, dlaczego zimą spożywamy zazwyczaj większą ilość tłuszczów? Przede wszystkim dostarczają naszym organizmom energii. Podskórna warstwa tłuszczu zapobiega utracie ciepła i chroni narządy wewnętrzne przed uszkodzeniem. Ich istotną rolą jest także transport rozpuszczalnych w tłuszczach witamin:

, ,  i .

Ciekawostka

W czasach fast foodów ważne jest, aby znać zasady racjonalnej diety. Coraz większa część społeczeństwa ma problem z otyłością, co staje się przyczyną wielu chorób. W takim razie – co z tymi tłuszczami? Jeść czy nie jeść?

Tłuszcze są niezbędnym elementem naszej diety, jednak niewskazane jest spożywanie zbyt dużej ilości tłuszczów stałych, takich jak smalec i masło. Dlaczego? Ponieważ to głównie estry nasyconych kwasów tłuszczowych, które powodują wzrost zawartości cholesterolu we krwi. Zalecane jest dostarczanie organizmowi tłuszczów roślinnych, które w większości są estrami kwasów nienasyconych, określanych jako „

” (niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe). Większą ilość zawierają: oleje roślinne, oliwa, orzechy, ryby i owoce morza.

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 5

Spośród poniższych produktów spożywczych wybierz te, które składają się w głównej mierze z tłuszczów.

Zaznacz prawidłowe odpowiedzi.

Źródło: https://pixabay.com, https://pl.openfoodfacts.org, https://pxhere.com, domena publiczna.

4. Ważne przemiany tłuszczów

Jakim przemianom ulegają tłuszcze w organizmach ludzi i zwierząt?

Tłuszcze ulegają hydrolizie, tj. rozpadają się z utworzeniem glicerolu i kwasu tłuszczowego. Proces ten zachodzi w przewodzie pokarmowym pod wpływem enzymów i jest źródłem energii. Poniżej przedstawiono uproszczony schemat tych procesów.

Źródło: Dariusz Adryan, epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Jak powstaje margaryna?

Ciekłe tłuszcze poddaje się procesowi przemysłowego utwardzania, w wyniku czego otrzymujemy margarynę. Polega to na katalitycznym uwodornieniu tłuszczów nienasyconych. W efekcie powstają związki nasycone – tłuszcze stałe.

Źródło: Dariusz Adryan, epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Czy z tłuszczów można otrzymać mydło?

Ważnym procesem, któremu ulegają tłuszcze, jest ich zmydlanie. Reakcja ta polega na ogrzewaniu tłuszczów w obecności wodorotlenku sodu lub potasu. Produktem tej reakcji są sole sodowe i potasowe wyższych kwasów karboksylowych, czyli mydła.

Źródło: Dariusz Adryan, epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 6

Które z poniższych zestawów wzorów kwasów organicznych mogą tworzyć mydła? Wybierz i wskaż prawidłową odpowiedź.

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- ; ;

- ; ;

- ; ;

- ; ;

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Czy wszystkie substancje tłuste są tłuszczami? Czy olej roślinny i olej napędowy to tłuszcze?

Zarówno oleje roślinne, jak i oleje napędowe to substancje tłuste. Jednak do tłuszczów można zaliczyć jedynie oleje roślinne. Podczas silnego ogrzewania oleju roślinnego wydziela się substancja o duszącym zapachu. Substancją tą jest akroleina. Powoduje silne podrażnienia błon śluzowych, oczu i górnych dróg oddechowych. Jest toksyczna i rakotwórcza, dlatego żadnych tłuszczy nie należy przegrzewać. Wspomniana reakcja jest charakterystyczna dla tłuszczów (tak zwana próba akroleinowa).

Reakcja charakterystyczna to reakcja, która umożliwia zidentyfikowanie danego związku lub grupy związków. Z kolei oleje mineralne, czyli takie, które pochodzą z destylacji ropy naftowej (np. olej napędowy), nie tworzą akroleiny podczas ogrzewania. W ten sposób można odróżnić oleje roślinne od mineralnych.

Podsumowanie

- Tłuszcze są estrami glicerolu i wyższych kwasów karboksylowych.

- Tłuszcze można podzielić – ze względu na stan skupienia (stałe i ciekłe), pochodzenie (roślinne i zwierzęce) oraz charakter chemiczny (nasycone i nienasycone).

- Tłuszcze roślinne głównie zawierają w swojej budowie reszty kwasowe nienasyconych kwasów tłuszczowych, a tłuszcze zwierzęce – reszty kwasowe nasyconych kwasów tłuszczowych.

- Tłuszcze roślinne (ciekłe) odbarwiają roztwór bromu w rozpuszczalniku organicznym. Wpływ na to ma obecność wiązania wielokrotnego.

- Tłuszcze nie rozpuszczają się w wodzie, ale dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych (organicznych), np. w benzynie.

- Tłuszcze są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu.

Słownik

tłuszcze

estry glicerolu i wyższych kwasów karboksylowych

próba akroleinowa

reakcja charakterystyczna tłuszczów; polega na silnym ogrzewaniu tłuszczów w obecności wodorosiarczanu potasu, podczas którego wydziela się akroleina – substancja toksyczna o ostrym, duszącym zapachu

reakcja charakterystyczna

reakcja pozwalająca zidentyfikować daną substancję lub grupę związków

glicerol

alkohol polihydroksylowy, zawierający trzy grupy hydroksylowe; jego nazwa systematyczna to propano–

,,–triol; powszechnie znany jest również pod nazwą gliceryna

wyższe kwasy karboksylowe

kwasy karboksylowe, które zawierają długie łańcuchy węglowe, zbudowane z ponad

atomów węgla

roztwór w

roztwór bromu w chloroformie (rozpuszczalniku organicznym)

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

Zaznacz, co to są tłuszcze.

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- Sole pochodzące od glicerolu i wyższych kwasów karboksylowych.

- Estry etanolu i wyższych kwasów karboksylowych.

- Estry glicerolu i wszystkich kwasów karboksylowych.

- Estry glicerolu i wyższych kwasów karboksylowych.

Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 2

Wybierz poprawne dokończenie poniższego zdania.

Tłuszcze możemy podzielić na:

Zaznacz prawidłowe odpowiedzi.

- nasycone i nienasycone.

- roślinne i zwierzęce.

- stałe i ciekłe.

- stałe i gazowe.

Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 3

Wybierz poprawne dokończenie poniższego zdania.

Olej słonecznikowy to tłuszcz:

Zaznacz prawidłowe odpowiedzi.

- stały.

- zawierający w swojej budowie reszty nienasyconych kwasów tłuszczowych.

- ciekły.

- zawierający w swojej budowie reszty nasyconych kwasów tłuszczowych.

- roślinny.

- zwierzęcy.

Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 4

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz ,,Prawda'', jeśli zdanie jest prawdziwe, lub ,,Fałsz'', jeśli jest fałszywe.

Zdanie

Prawda

Fałsz

Tłuszcze rozpuszczają się w wodzie.

Tłuszcze dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, np. w benzynie.

Tłuszcze zwierzęce głównie występują w postaci ciekłej.

Olej roślinny nie odbarwia roztworu bromu w chloroformie.

Stałe tłuszcze łatwo się topią.

Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 5

Wybierz poprawne dokończenie poniższego zdania.

Tłuszcze w organizmie:

Zaznacz prawidłowe odpowiedzi.

- transportują hemoglobinę.

- budują kości.

- dostarczają energię.

- umożliwiają transport niektórych witamin.

Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 6

Przyporządkuj nazwy przemian tłuszczów do ich schematów.

Schemat

Nazwa przemiany

ł

Przeciągnij w to miejsce odpowiednie treści

łł

Przeciągnij w to miejsce odpowiednie treści

Przeciągnij w to miejsce odpowiednie treści

ł

Przeciągnij w to miejsce odpowiednie treści

zmydlanie tłuszczów     hydroliza tłuszczów     uwodornienie tłuszczów     próba akroleinowa

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 7

Poniżej przedstawiono wzory trzech różnych tłuszczów. Zaznacz ten, który występuje w ciekłym stanie skupienia.

Poniżej przedstawiono wzory trzech różnych tłuszczów. Zaznacz ten, który występuje w ciekłym stanie skupienia.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 8

Na poniższym schematycznym wzorze tłuszczu zaznacz grupy estrowe.

Na poniższym schematycznym wzorze tłuszczu zaznacz grupy estrowe.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 9

Choose, which vitamins are fat soluble.

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- , , ,

- ,

- , , ,

- , , ,

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 10

Choose the correct answer among ones listed below.

Fats are formed by the reaction of:

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- burning.

- hydrolysis.

- esterification.

- hydrogenation.

- thermal decomposition.

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Bibliografia

Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., Podręcznik do chemii dla klasy ósmej szkoły podstawowej, Warszawa 2020.

Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Podręcznik dla klasy ósmej szkoły podstawowej, Mac Edukacja 2021.

Notatnik

Uzupełnij

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.