#Hemija

Lekcija: Masti i ulja; sapuni i deterdženti

Sva živa bića su izgrađena od ćelija. Međutim, i ta ćelija je izgrađena od atoma, koji su grupisani u molekule.

nivoi organizacije

Mali molekuli su hemijskim vezama udruženi u velike molekule, makromolekule.

DNA_orbit_animated

DNK, prenosilac nalednih osobina, primer je makromolekula.

Osim što izgrađuju živa bića, hemijske supstance su važne za odvijanje svih životnih procesa, od kojih neki obezbeđuju energiju za život. Čak i ljudska osećanja izazvana su delovanjem određenih hemijskih supstanci.

osecanja

Masti i ulja se nalaze u živim organizmima i imaju i gradivnu i energetsku ulogu. U živim organizmima značajan su izvor energije, a masno tkivo je i dobar toplotni izolator životinja sa stalnom telesnom temperaturom (zato polarne životinje, poput belog medveda i foke, imaju veće naslage ovog tkiva).

mast-foto (Small)

Ćelije ljudskog masnog tkiva pod mikroskopom (slika levo), svinjska mast (u sredini) i pilule sa ribljim uljem (desno).

Poznatije masti i ulja su: svinjska i guščija mast, goveđi i ovčiji loj, riblje ulje, sojino, suncokretovo i maslinovo ulje.

Masti su čvrste supstance na sobnoj temperaturi i atmosferskom pritisku, a ulja su tečna.

Masti se dobijaju topljenjem masnog tkiva, a ulja hladnim ili toplim ceđenjem (presovanjem) plodova ili semeneki.

Gotovo sve masti dobijaju se iz životinjskih organizama, a ulja iz biljaka. Izuzetak je riblje ulje, koje se može naći u jetri nekih riba, poput lososa, tune i bakalara (na slici poređani redom). Koristi se kao dodatak jelu jer ima pozitivno preventivno dejstvo na teške bolesti poput arterioskleroze, srčanog udara i dijabetesa.

tri_ribe

Masti i ulja su smeše različitih jedinjenja, od kojih su najvažniji i najzastupljeniji triacilgliceroli. Pored njih, masti i ulja sadrže i slobodne masne kiseline, manje količine vitamina, ugljovodonike i sl.

Triacilgliceroli su estri trohidroksilnog alkohola glicerola i viših masnih kiselina. Od kiselina potiču acil grupe kojih ima tri, pa otuda i naziv triacilgliceroli.

triglyceride_model

Više masne kiseline mogu biti razne: stearinska, oleinska, palmitinska i druge. Prirodne više masne kiseline imaju paran broj ugljenikovih atoma zbog specifičnog načina njihovog nastanka u organizmima.

Zbog postojanja velikog broja nepolarnih kovalentnih veza u molekulu triacilglicerola, masti i ulja ne rastvaraju se u polarnim rastvaračima (vodi), ali se rastvaraju u nepolarnim (benzinu, na primer). Evo šta se dešava kada se pomešaju ulje i voda:

Kod molekula triacilglicerola u mastima više masne kiseline su zasićene, što znači da su između atoma ugljenika jednostruke veze. Takva struktura omogućava gusto pakovanje molekula i između njih vladaju jake međumolekulske sile. Zato su masti čvrste supstance pri normalnim uslovima.

zasiceni

Kod molekula triacilglicerola u uljima više masne kiseline su nezasićene, što znači da između atoma ugljenika, osim jednostrukih veza ima i dvostrukih (na slici se vide kao „pregibi“ molekula). Takva struktura uslovljava račvasto pakovanje molekula, pa je između njih veći razmak, a međumolekulske sile su slabije. Zato su ulja tečne supstance pri normalnim uslovima.

nezasiceni

Ulja se hidrogenizacijom mogu prevesti u masti.

Hidrogenizacija je reakcija adicije vodonika i njome se dvostruke veze u acil grupama prevode u jednostruke, a tako se menja i agregatno stanje iz tečnog u čvrsto.

margarin vs. maslac

Maslac je mlečna mast, a margarin se dobija hidrogenizacijom biljnih ulja. Izgleda da mravi više vole maslac.

Triacilgliceroli se mogu razložiti dejstvom kiselina ili hidroksida. Razlaganje alkalnim hidroksidima (hidroksidima metala I grupe Periodnog sistema) naziva se saponifikacija jer tako nastaju sapuni.

saponifikacija reakcija

Sapuni su alkalne soli viših masnih kiselina.

Sapo (Small)

U sledećem ogledu videćete kako se pravi sapun od kokosovog ulja kome se dodaju natrijum-hidroksid i natrijum-hlorid.

Na slici je predstavljen model molekula sapuna.

soap-molecule

Molekul sapuna u vodi disosuje na karboksilatni anjon i katjon metala. Karboksilatni anjon ima svoj polarni deo (naziva se još i „polarna glava“) i nepolarni deo (naziva se i „nepolarni rep“). Nepolarni delovi se „zabadaju“ u nečistoće, koje su najčešće i same nepolarne, a voda povlačešći sa sobom polarne delove, odnosi i nepolarne, pa tako i nečistoću.

slide_74

Komercijalni sapuni, pored alkalnih soli viših masnih kiselina, sadrže i druge supstance: vodu, parfeme, supstance za negu kože, boje i slično.

sapuni (Small)

Ovo su sve sapuni.

Za otklanjanje nečistoća koriste se i deterdženti. Princip otklanjanja nečistoća sličan je kao kod sapuna, iako postoje razlike u njihovoj strukturi. U deterdžentima postoje i fosfati (soli fosforne kiseline) koji ako dospeju u prirodnu vodu obezbeđuju algama dragoceni fosfor, pa alge počinju da bujaju (to se naziva „cvetanje vode“ prikazano na slici). I onda one bukvalno guše sav ostali živi svet. I to je oblik zagađivanja voda.

eutrofikacija (Small)

Deterdženti se ne prave od masti i ulja, već od derivata nafte.

Biodizel je tečno gorivo proizvedeno od biljnih ulja (sojino ili suncokretovo, na primer) i smatra se kvalitetnijim od fosilnih goriva jer je obnovljiv izvor energije, nije otrovan i pri sagorevanju ispušta manje otrovnih gasova.

biodizel