Гроссе Э., Вайсмантель X.

Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты.

Глава 7 - продолжение

ЖИРЫ - ТОПЛИВО ДЛЯ ОРГАНИЗМА

Мы уже знакомы с жирами . Они представляют собой сложные эфиры , образованные трехатомным спиртом глицерином с насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами, например стеариновой, пальмитиновой и олеиновой . Мы уже разлагали их щелочами и получали при этом мыла .
Нам известно и то, что жиры являются важнейшими продуктами питания. Кислорода в них гораздо меньше, чем в углеводах. Поэтому жиры обладают значительно большей теплотой сгорания.
Однако было бы неразумно, исходя из этого, стремиться обеспечить свой организм только жирами, которые богаты энергией, но трудно усваиваются. При этом организм изнашивался бы так же, как обычная домашняя печка, если бы ее вместо дров топили гораздо более калорийным каменным углем или тем более антрацитом.
По происхождению жиры подразделяются на растительные и животные . Они не растворяются в воде и благодаря своей низкой плотности плавают на ее поверхности. Но зато они хорошо растворимы в тетрахлорметане (тетрахлориде углерода ), трихлорметане (хлороформе ), эфире и других органических растворителях.
Поэтому их можно экстрагировать (извлечь) из измельченных семян растений или из животных продуктов указанными растворителями при нагревании.
Ограничимся тем, что обнаружим жиры в ядрах орехов, семенах мака, подсолнуха или других растений. Малое количество исследуемого образца нужно размолоть, поместить в пробирку, добавить несколько миллилитров тетрахлорида углерода (тетрахлорметана ) и нагревать несколько минут.
(Пары тетрахлорметана вредны для здоровья и их нельзя вдыхать! Проводить опыт только на открытом воздухе или в вытяжном шкафу! Ввиду опасности пожара ни в коем случае не применять горючие растворители, например эфир или ацетон! ) Нанесем несколько капель полученного раствора на кусок фильтровальной бумаги и получим прекрасное - столь неприятное на одежде, но необходимое в нашем опыте - жировое пятно ! Если нагреть бумагу над кухонной плитой, то пятно останется - в отличие от пятен эфирных масел, которые в таких условиях улетучиваются.
Другой своеобразный способ обнаружения жира основан на том, что он растекается тонким слоем на поверхности воды . Если на поверхность воды, не содержащей жира, нанести очень маленькие частицы камфоры, то они начинают кружиться - как будто танцуют. Как только в воду попадают хотя бы малейшие следы жира, этот танец сразу же прекращается.
Кроме того, мы можем поместить в пробирку малое количество масла или кусочек жира и быстро нагреть на сильном пламени бунзеновской горелки. При этом образуется желтовато-белый дым.
Если осторожно понюхать пробирку, то мы почувствуем в носу раздражение, а на глазах - слезы. Это объясняется тем, что при разложении глицерина образуется ненасыщенный алканаль (альдегид) акролеин , имеющий формулу СН 2 =СН-СН=О. Его запах слишком хорошо знаком многим хозяйкам, у которых пригорало жаркое. Акролеин проявляет слезоточивое действие и довольно ядовит.
В быту часто - иногда в чрезмерном изобилии - применяются многие жиры - для варки, поджаривания, печения и приготовления бутербродов. В последнем случае годятся только твердые или полутвердые, преимущественно животные жиры , например масло и топленый жир. Некоторые растительные жиры, например кокосовый, чересчур тверды для намазывания на хлеб, а жидкие масла для этого, разумеется, тоже не годятся.
Немецкому химику Норманну мы обязаны тем, что в настоящее время жидкие жиры можно превращать в твердые, перерабатывая их в маргарин .
Жидкие растительные масла содержат непредельные жирные кислоты , главным образом, олеиновую (октадеценовую). Последняя отличается от насыщенной стеариновой (октадекановой) кислоты, входящей в состав твердых жиров, только отсутствием в молекуле двух атомов водорода. Олеиновая кислота содержит двойную связь - между девятым и десятым атомами углерода:
CH 3 -(СН 2) 7 -СН=СН-(СН 2) 7 -СООН
В 1906 г. Норманну удалось присоединить к олеиновой кислоте водород и тем самым превратить ее в стеариновую. Эта реакция гидрирования ускоряется в присутствии катализаторов - мелко раздробленной платины, палладия или никеля. Попробуем самостоятельно провести гидрирование малого количества жира.

Отверждение жиров - не так уж это просто!

Подвергнем отверждению 2 г чистого оливкового или подсолнечного масла.
Нам понадобится катализатор. Приготовим его следующим образом. От 0,5 до 1 г метаната (формиата ) никеля, получение которого было описано ранее, поместим в пробирку из тугоплавкого стекла и будем прокаливать в течение 15 минут в высокотемпературной зоне пламени бунзеновской горелки.
При этом соль разлагается, и образуется металлический никель в виде очень тонкого порошка.
Дадим пробирке остыть, причем в это время ее нельзя двигать, чтобы по возможности уменьшить контакт никеля с воздухом. Лучше всего после прокаливания сразу же закрыть пробирку, вставив в нее пинцетом кусок асбестового картона.
После охлаждения нальем в пробирку 5 мл чистого спирта (денатурат не годится ) или эфира . Затем добавим раствор 2 г масла в 15 мл чистого спирта.
Соединим пробирку, которая служит реактором, с прибором для получения водорода . Конец отводной трубки, по которой в пробирку поступает водород, должен быть оттянут, чтобы газ выделялся в виде мелких пузырьков.
Водород, выходящий из прибора для выделения газа, прежде чем попасть в пробирку, должен быть очень хорошо очищен, чтобы не отравлять катализатор (В условиях лаборатории самый чистый водород получается при электролизе воды. Однако вполне годится для гидрирования и водород, полученный при взаимодействии алюминия с раствором щелочи. Такой способ получения в данном случае предпочтительнее, чем из цинка и разбавленной (1 М) серной кислоты. - Прим. перев.).
Для этого пропустим его еще через две промывные склянки. В первую нальем раствор перманганата калия, а во вторую - концентрированный раствор едкого натра или едкого кали. Воздух не должен попасть в реактор. Поэтому водород вначале нужно пропускать только через систему, где он получается и очищается, и тем самым вытеснить из нее воздух . Только после этого соединим эту систему с реактором и будем пропускать водород через реакционную смесь по крайней мере час.
Из реакционной пробирки газ должен выходить через отводную трубку. Если он даст отрицательную пробу на гремучий газ , его можно поджечь. А если его не поджигать, то опыт можно проводить только в вытяжном шкафу или на открытом воздухе, причем, разумеется, поблизости не должно быть источников тепла и тем более - открытого огня .
После того как пропускание газа прекращено, в пробирке выпадают хлопья, которые из-за присутствия катализатора окрашены в серый цвет. Растворим их в нагретом тетрахлорметане и отделим катализатор фильтрованием через двойной слой как можно более плотной фильтровальной бумаги. При испарении растворителя остается малое количество белого "сала".
Это сало, конечно, еще не маргарин. Но именно оно служит сырьем для промышленного изготовления маргарина.
Гидрирование жиров осуществляется в ГДР на заводе в Родлебене и в соответствии с планом из года в год расширяется. Отверждению подвергаются ценные растительные масла, например арахисовое и подсолнечное, хлопковое и рапсовое. Путем смешивания кокосового и пальмового жира получают лучшие сорта маргарина - кондитерский и сливочный. Кроме того, при изготовлении маргарина к жирам добавляют обезжиренное молоко, яичный желток, лецитин и витамины.
Таким образом, мы видим, что маргарин - ценный продукт питания, который изготавливается из растительных масел и других пищевых добавок в результате их "облагораживания" путем химической обработки.

БЕЛОК НЕ ТОЛЬКО В ЯЙЦЕ

Жизнь - это способ существования сложных белковых тел. Белки являются важной составной частью протоплазмы всех растительных и животных клеток. Они содержатся и в клеточном соке растений, и в мускулах животных, и в их нервных волокнах, и в клетках мозга.
Белки представляют собой сложнейшие химические соединения. Составные же части их имеют простое строение. Немецкий химик Фишер, основоположник химии белков, в результате многолетних сложных исследований доказал, что белки построены из аминокислот.
Простейшая аминокислота - глицин , или аминоэтановая (аминоуксусная) кислота. Ей соответствует формула NH 2 -СН 2 -СООН.
Характерно, что молекула глицина включает в себя группу NH 2 наряду с группой СООН, присущей карбоновым кислотам. Некоторые аминокислоты, кроме того, содержат серу (В составе групп -SH и -S-S-. - Прим. перев.).
В молекулах аминокислот встречаются не только простые углеродные цепи, но и ароматические кольца, в том числе с гетероатомами. Всего к настоящему времени выделено из белков и исследовано около 30 аминокислот. Из них по меньшей мере десять незаменимы для питания человека. Организм нуждается в них для построения своих белков и сам не может их синтезировать.
Белки животного и особенно растительного происхождения обычно содержат не все необходимые для жизнедеятельности аминокислоты в достаточном количестве, поэтому белковое питание человека должно быть по возможности разнообразным. Выходит, что наша склонность к разнообразной пище научно обоснована.
Для всех аминокислот характерна способность к образованию пептидных связей. При этом группа NН 2 одной молекулы аминокислоты реагирует с группой СООН другой молекулы. B результате отщепляется вода и получаются продукты сложного состава, называемые пептидами .
Например, если таким образом соединяются друг с другом две молекулы глицина, то возникает простейший пептид - глицил-глицин :

NH 2 -СН 2 -CO-NH-СН 2 - СООН

Если же соединяются не две, а очень много молекул различных аминокислот, то образуются более сложные молекулы белков . Эти гигантские молекулы, содержащие тысячи или даже миллионы атомов углерода, закручены в клубок или имеют строение типа спирали.
В последние годы достигнуты замечательные успехи в синтезе белков. Появились даже планы производства синтетических белков в крупном промышленном масштабе в качестве ценных кормов для животных (Проблема создания синтетической пищи не только для животных, но и для человека - одна из главнейших в современной органической химии. Важнее всего научиться получать именно белки, потому что углеводами нас обеспечивает сельское хозяйство, а увеличить запас пищевых жиров можно хотя бы за счет отказа от использования их для технических целей. В нашей стране в этом направлении работал, в частности, академик А. Н. Несмеянов с сотрудниками. Им уже удалось получить синтетическую черную икру, более дешевую, чем природная, и не уступающую ей по качеству. - Прим. перев.).
С каждым днем наука узнает все больше об этих важнейших веществах. Недавно удалось разгадать еще одну тайну природы - раскрыть секрет "чертежей", по которым построены молекулы многих белков. Шаг за шагом исследователи упорно продвигаются вперед, раскрывая сущность тех химических процессов, которые происходят в организме при решающем участии белков.
Конечно, предстоит еще немало потрудиться, чтобы преодолеть долгий путь, ведущий нас к полному пониманию этих процессов и синтезу простейших форм жизни.

В предстоящих нам опытах ограничимся простыми качественными реакциями, которые позволят нам понять характерные свойства белков.
Одну из групп белков составляют альбумины , которые растворяются в воде, но свертываются при длительном нагревании полученных растворов. Альбумины содержатся в белке куриного яйца, в плазме крови, в молоке, в мышечных белках и вообще во всех животных и растительных тканях. В качестве водного раствора белка лучше всего взять для опытов белок куриного яйца.
Можно использовать и сыворотку коровьей или свиной крови. Осторожно нагреем раствор белка до кипения, растворим в нем несколько кристалликов поваренной соли и добавим немного разбавленной уксусной кислоты. Из раствора выпадают хлопья свернувшегося белка.
К нейтральному или, лучше, к подкисленному раствору белка добавим равный объем спирта (денатурата). При этом тоже осаждается белок.
К пробам раствора белка добавим немного раствора сульфата меди, хлорида железа, нитрата свинца или соли другого тяжелого металла. Образующиеся осадки свидетельствуют о том, что соли тяжелых металлов в больших количествах ядовиты для организма.
Сильные минеральные кислоты, за исключением ортофосфорной, осаждают растворенный белок уже при комнатной температуре. На этом основана очень чувствительная проба Теллера , выполняемая следующим образом. Нальем в пробирку азотную кислоту и пипеткой осторожно добавим по стенке пробирки раствор белка так, чтобы оба раствора не перемешивались. На границе слоев появляется белое кольцо выпавшего белка.
Другую группу белков образуют глобулины , которые не растворяются в воде, но легче растворяются в присутствии солей. Их особенно много в мышцах, в молоке и во многих частях растений. Глобулины растений растворяются также в 70%-ном спирте.
В заключение упомянем еще одну группу белков - склеропротеины , которые растворяются только при обработке сильными кислотами и при этом претерпевают частичное разложение. Из них состоят, в основном, опорные ткани организмов животных, то есть это белки роговицы глаз, костей, волос, шерсти, ногтей и рогов.

Большинство белков можно распознать с помощью следующих цветных реакций .
Ксантопротеиновая реакция заключается в том, что проба, содержащая белок, при нагревании концентрированной азотной кислотой приобретает лимонно-желтую окраску, которая после осторожной нейтрализации разбавленным раствором щелочи переходит в оранжевую (Эта реакция обнаруживается на коже рук при неосторожном обращении с азотной кислотой. - Прим. перев.).
Эта реакция основана на образовании ароматических нитросоединений из аминокислот тирозина и триптофана . Правда, подобную окраску могут давать и другие ароматические соединения.

При проведении биуретовой реакции к раствору белка добавляют разбавленный раствор гидроксида калия или натрия (едкого кали или едкого натра) и затем по каплям раствор сульфата меди. Появляется вначале красноватая окраска, которая переходит в красно-фиолетовую и далее в сине-фиолетовую.
Подобно полисахаридам, белки при длительном кипячении кислотами расщепляются сначала до низших пептидов, а затем до аминокислот. Последние придают многим блюдам характерный вкус. Поэтому кислотный гидролиз белков применяется в пищевой промышленности для изготовления заправок для супов.

В широкогорлую колбу Эрленмейера на 250 мл поместим 50 г высушенных и измельченных кусочков говядины или творога. Затем нальем туда концентрированной соляной кислоты, чтобы весь белок полностью пропитался (около 30 мл). Содержимое колбы будем греть на кипящей водяной бане ровно час. За это время белок частично расщепится и образуется густой темно-коричневый бульон.
При необходимости после нагревания в течение получаса можно добавить 15 мл вдвое разбавленной концентрированной соляной кислоты. Всего кислоты желательно взять ровно столько, сколько понадобится для гидролиза белка, потому что если ее будет слишком много, то после нейтрализации в бульоне окажется много соли.
Во второй колбе или в глиняном горшочке смешаем мелко нарезанные или растертые овощи и пряности, например 20 г сельдерея, 15 г репчатого лука или лука-порея, немного мускатного ореха и черного или красного перца, с 50 мл 10%-ной соляной кислоты. Последнюю приготовим, разбавив 1 объем концентрированной кислоты 2,5 объемами воды. Эту смесь тоже станем греть на водяной бане, пока не появится коричневая окраска (обычно это происходит приблизительно через 20 минут).
Затем обе смеси поместим в термостойкий стеклянный кристаллизатор или большую фарфоровую выпарительную чашку и тщательно перемешаем. Прильем 50 мл воды и нейтрализуем кислоту, постепенно добавляя гидрокарбонат натрия (питьевую соду). Делать это надо постепенно, малыми порциями, деревянной или пластмассовой ложкой. Смесь нужно все время тщательно перемешивать.
При этом выделится много углекислого газа, а из соляной кислоты образуется хлорид натрия, а проще говоря - поваренная соль, которая и останется в бульоне. Благодаря соли бульон лучше сохраняется. Конец нейтрализации легко заметить по прекращению образования пены при добавлении очередной малой порции питьевой соды. Ее нужно добавить столько, чтобы готовая смесь обнаруживала очень слабокислую реакцию при испытании лакмусовой бумажкой.
Конечно, полученный концентрат можно использовать для приготовления супа только в том случае, если для гидролиза белка была взята совершенно чистая соляная кислота, т. е. чистая для анализа или используемая для медицинских целей (Последнюю можно приобрести в аптеке. - Прим. перев.), потому что техническая кислота может содержать примеси ядовитых соединений мышьяка (!) .
Качество и вкус этого супа могут оказаться разными - в зависимости от того, из каких продуктов мы его приготовили. Однако при совершенно точном соблюдении приведенной прописи его вполне можно употреблять в пищу.
В промышленности в пищевые концентраты супов вводят белковые гидролизаты , полученные аналогичным образом из пшеничных отрубей (Часто для этого используют другие белки, в основном растительного происхождения, - из отходов переработки семян масличных культур, а также белок молока - казеин . Получаемые гидролизаты обладают приятным мясным или грибным вкусом. Можно даже получить гидролизат, не уступающий по вкусу куриному бульону. - Прим. перев.).
В последние годы в качестве добавки, улучшающей вкус пищи, а также укрепляющего средства стали применять одну из аминокислот - глютаминовую , которая в изобилии содержится в глобулинах. Она используется в свободном состоянии или в виде натриевой соли - глютамата натрия . Добавим к нашему концентрату немного чистого глютамата натрия или самой глютаминовой кислоты, таблетки которой можно купить в аптеке. Благодаря этому концентрат приобретет более сильный вкус. Сама по себе глютаминовая кислота имеет лишь слабый вкус, но она возбуждает вкусовые рецепторы и таким образом усиливает характерный вкус пищи.

ЧТО ВО ЧТО ПРЕВРАЩАЕТСЯ?

Представляете ли вы, как выглядит гигантский химический завод? Огромные трубы выбрасывают в воздух клубы черного, ядовито-желтого или бурого дыма. Своеобразные очертания химическому предприятию придают огромные ректификационные колонны, холодильные установки, газгольдеры и крупные производственные здания.
Если мы познакомимся с заводом ближе, нас увлечет напряженный ритм его непрерывной работы. Мы остановимся перед огромными котлами, пройдем вдоль трубопроводов, услышим шум компрессоров и резкий, вначале пугающий звук, с которым пар вырывается из предохранительных клапанов.
Однако есть и такие химические заводы, которые не чадят и не шумят, где нет никаких аппаратов и где изо дня в день старые цеха уничтожаются, уступая место новым. Такими химическими предприятиями являются живые организмы.

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

"Сгорание" пищи в организме осуществляется в клетках. Требуемый для этого кислород обеспечивается за счет дыхания и у многих живых организмов переносится особой жидкостью - кровью. У высших животных кровь состоит из плазмы и взвешенных в ней красных и белых кровяных телец.
Красные кровяные тельца эритроциты, придающие крови ее окраску, состоят на 79% из сложного белка гемоглобина . В состав этого белка входит красный краситель гем , присоединенный к бесцветному белку глобину , из группы глобулинов .
Состав гемоглобина у различных животных сильно различается, но строение гема всегда одинаково. Из гема можно получить другое соединение - гемин .
Анатому Тейхману впервые удалось выделить кристаллы гемина и тем самым найти надежный метод распознавания крови. Эта реакция позволяет обнаружить малейшие следы крови и успешно применяется в судебной экспертизе при расследовании преступлений. Стеклянной палочкой нанесем на предметное стекло капельку крови, размажем ее и высушим на воздухе. Затем нанесем на это стекло, тонким слоем измельченную до мельчайшего порошка поваренную соль, добавим 1-2 капли ледяной уксусной кислоты (в крайнем случае можно взять вместо нее уксусную кислоту высокой концентрации) и наложим сверху покровное стекло. Нагреем предметное стекло слабым (!) пламенем до образования первых пузырьков (ледяная уксусная кислота кипит при 118,1 °С).
Затем при осторожном нагревании полностью выпарим уксусную кислоту. После охлаждения рассмотрим пробу под микроскопом с увеличением в 300 раз. Мы увидим красно-коричневые ромбические таблички (призмы ). Если такие кристаллы не образовались, то снова нанесем уксусную кислоту на границу соприкосновения стекол, дадим ей просочиться внутрь и снова нагреем предметное стекло.
Эта реакция позволяет обнаружить следы высохшей крови и на ткани. Для этого обработаем такое пятно водой, содержащей углекислый газ, например минеральной водой, профильтруем вытяжку, фильтрат упарим на предметном стекле и далее обработаем пробу так же, как указано выше.
Впервые синтезировать и расщепить гемин удалось немецкому химику Гансу Фишеру в 1928 г. Сравнение формулы гемина (или гема) с формулой зеленого пигмента растений хлорофилла свидетельствует об удивительном сходстве этих соединений: Бензидиновая проба тоже позволяет обнаружить незначительное количество крови. Вначале приготовим реактив. Для этого 0,5 г бензидина растворим в 10 мл концентрированной уксусной кислоты и разбавим раствор водой до 100 мл. К 1 мл полученного раствора прильем 3 мл 3%-ного раствора пероксида (перекиси) водорода и тотчас смешаем с очень разбавленной водной вытяжкой крови. Мы увидим зеленое окрашивание, которое быстро переходит в синее.
В 5 л крови, содержащейся в организме человека, находится 25 биллионов красных кровяных телец, а в них - от 600 до 800 г гемоглобина.
К 1 г чистого гемоглобина может присоединиться около 1,3 мл кислорода. Однако к гемоглобину может присоединяться не только кислород. Его сродство к оксиду углерода (угарному газу) в 425 раз больше, чем к кислороду.
Образование более прочного соединения оксида углерода с гемоглобином приводит к тому, что кровь теряет способность переносить кислород, и отравленный человек задыхается. Поэтому будем осторожны с бытовым газом и другими газами, содержащими оксид углерода !
Теперь мы знаем, что при обмене веществ кровь играет важнейшую роль транспортного средства. Перенос газов, удаление чужеродных веществ, заживление ран, транспортировка питательных веществ, продуктов обмена, ферментов и гормонов являются главными функциями крови. Вся пища, которую человек съедает, подвергается в желудке и кишечнике химической переработке. Эти превращения осуществляются под действием особых пищеварительных соков - слюны, желудочного сока, желчи, поджелудочного и кишечного сока.
Активным началом пищеварительных соков являются главным образом биологические катализаторы - так называемые ферменты , или энзимы .
Например, ферменты пепсин , трипсин и эрепсин , а также сычужный фермент химозин , действуя на белки, расщепляют их на простейшие фрагменты - аминокислоты , из которых организм может строить свои собственные белки. Ферменты амилаза, мальтаза, лактаза, целлюлаза участвуют в расщеплении углеводов, тогда как желчь и ферменты группы липаз способствуют перевариванию жиров. Влияние желчи на переваривание жиров можно подтвердить следующим опытом. В две одинаковые склянки или колбы Эрленмейера вставим стеклянные воронки. В каждой из воронок слегка увлажним полоску фильтровальной бумаги водой.
Затем в одной из воронок пропитаем бумагу желчью (коровьей, свиной или гусиной) и в обе воронки нальем по несколько миллилитров пищевого растительного масла.
Мы увидим, что масло проникает только в ту полоску бумаги, которая была обработана желчью. Дело в том, что желчные кислоты вызывают эмульгирование жиров, дробление их на мельчайшие частицы. Поэтому желчь помогает в организме ферментам, способствующим перевариванию жиров. Особенно наглядно это проявляется в следующем опыте. Если удастся найти свиной желудок, его нужно вывернуть, промыть водой и тупым ножом соскоблить слизистую оболочку в химический стакан. Туда же нальем четырехкратное количество 5%-ного этанола и оставим стакан на 2 дня.
Полученную водно-спиртовую вытяжку профильтруем через кусок ткани. Фильтрование можно существенно ускорить с помощью отсасывания на нутч-фильтре водоструйным насосом.
Вместо приготовления такой вытяжки можно купить в аптеке пепсин в порошке и растворить его в 250 мл воды.
В заключение натрем на терке белок куриного яйца , сваренного вкрутую (кипятить 10 минут), и смешаем его в химическом стакане со 100 мл воды, 0,5 мл концентрированной соляной кислоты и приготовленной вытяжкой, содержащей пепсин , или же с 50 мл раствора продажного пепсина.
Соляную кислоту нужно добавить потому, что пепсин действует только в кислой среде - при рН от 1,4 до 2. Величина рН желудочного сока благодаря присутствию в нем соляной кислоты находится в пределах от 0,9 до 1,5.
Стакан выдержим несколько часов при температуре приблизительно 40 °С в теплом месте - дома около плиты или печи либо в лаборатории в сушильном шкафу. В течение первой четверти каждого часа содержимое стакана будем перемешивать стеклянной палочкой.
Уже через 2 часа мы заметим, что количество белка существенно уменьшилось. Через 6-8 часов весь белок растворится и образуется малое количество белой со слабым желтоватым оттенком кожицы. При этом яичный белок, имеющий сложное строение, гидролизуется водой и превращается в смесь соединений более простого строения - яичный пептон . То, чего химик может добиться только с помощью концентрированных кислот, нам в нашем искусственном желудке удалось осуществить при исключительно мягких условиях.
Неприятный кислый запах содержимого стакана близок к запаху неполностью переваренной пищи. Теперь проведем самостоятельно еще несколько пробирочных опытов, связанных с исследованием переваривания пищи. Некоторые из них заслуживают краткого пояснения.
Расщепление крахмала можно провести в пробирке при действии слюны на жидкий крахмальный клейстер (37 °С, 30 минут -1 час). Образующийся сахар обнаруживается с помощью реактива Фелинга. Тот же результат можно получить при нагревании 10 мл крахмального клейстера с 5 мл вытяжки коровьей поджелудочной железы в течение 15 минут на водяной бане при 40 0С. Вытяжку готовят путем растирания поджелудочной железы с малым количеством пропантриола (глицерина).
Такая кашица из поджелудочной железы пригодится и для исследования переваривания жиров. С этой целью в пробирку, наполовину заполненную цельным молоком, добавим 0,5%-ный раствор соды (карбоната натрия) до появления красного окрашивания с фенолфталеином. Если теперь добавить кашицу из поджелудочной железы и нагреть на водяной бане до 40 °С, то красное окрашивание снова исчезнет. При этом из жира натурального молока образуются свободные жирные кислоты.
В заключение, используя сычужный фермент (сычужную закваску) или полоску очищенной слизистой оболочки телячьего желудка, мы можем выделить из сырого молока белок казеин . Химики и биологи открыли сотни интересных реакций, позволяющих обнаружить самые разнообразные вещества, содержащиеся в организме. С некоторыми из этих реакций мы познакомимся. Холестерин присутствует во всех органах, но больше всего его содержится в мозгу, в желчи и в яичниках. Это важнейшее вещество относится к группе полициклических спиртов стеринов , к которой принадлежат также некоторые половые гормоны. Кроме, того, холестерин весьма близок по строению к эргостерину - промежуточному веществу, из которого получается витамин D.
Первоначально холестерин был найден в желчных камнях и поэтому назван "твердой желчью". Позднее были открыты стерины растительного происхождения. Ранее холестерин был найден только у позвоночных животных, в том числе у человека. Поэтому его присутствие считалось признаком высокого уровня развития живых существ. Однако ученым ГДР впервые удалось обнаружить холестерин в бактериях.
Из яичного желтка извлечем холестерин диэтиловым эфиром.
Затем смешаем 0,5 мл ледяной уксусной кислоты и 2 мл концентрированной серной кислоты, подвергнем нагреванию в течение 1 минуты и в заключение тщательно охладим. В пробирке под слой вытяжки яичного желтка осторожно введем охлажденную смесь кислот - так, чтобы содержимое не перемешивалось. Оставим пробирку на некоторое время. Через некоторое время в ней образуется несколько зон с разной окраской.
Над слоем бесцветной кислоты мы увидим красный, а над ним - синий слой. Еще выше находится желтоватая вытяжка, а над ней - зеленый слой. Эта красивая игра красок, вероятно, понравится читателям. Проведенная реакция называется реакцией Либермана.
(Часто холестерин определяют с помощью красивой цветной реакции Либермана - Бурхарда. К раствору 5 мг холестерина в 2 мл хлороформа добавляют 1 мл уксусного ангидрида и 1 каплю концентрированной серной кислоты. При встряхивании образуется розовое окрашивание, быстро изменяющееся до красного, затем синего и, наконец зеленого. - Прим. перев.).
Можно обнаружить холестерин и с помощью другой цветной реакции - по методу Сальковского. В этом случае несколько миллилитров вытяжки смешивают с равным объемом разбавленной (приблизительно 10%-ной) серной кислоты. Слой кислоты флуоресцирует зеленым цветом, а вытяжка приобретает окраску от желтой до интенсивно-красной.
(Обе реакции-Либермана и Сальковского - могут не получиться с первого раза, если неудачно выбраны соотношения реагентов. Легче получается проба Сальковского. Если, например, вытяжка получена разбавлением 6 мл желтка до 50 мл эфиром, то лучше всего к 1 мл такой вытяжки добавить 2 мл 10 %-ной серной кислоты. - Прим. перев.).
Красивую цветную реакцию получают также при обнаружении желчного пигмента в моче. Для этого в пробирку, наполовину заполненную мочой, по стенке осторожно добавляют по каплям азотную кислоту. В результате в нижней части пробирки образуется зеленая зона, которая переходит в синюю, фиолетовую и красную.
Присутствие желчного пигмента в моче свидетельствует о заболевании человека. Вообще при распознавании некоторых болезней надежные выводы можно получить благодаря анализу мочи и кала - конечных продуктов обмена веществ в живом организме. Это шлаки, которые не нужны организму и поэтому должны выключаться из обмена веществ. Однако мы знаем, что эти вещества не пропадают бесполезно, а в качестве необходимого звена включаются в круговорот веществ в природе.

«Биология 11» - Более подробное рассмотрение на уроках материала, включенного в содержание КИМ по биологии в 9-11 классах Изучение понятий, не вошедших в рамки учебника Работа с терминологией. Вариативность форм подготовки к ЕГЭ по биологии. 1.Рассмотрите рисунок рефлекторной дуги. Воспроизведение теоретического материала курсов 6-8 кл. (ботаники, микологии, микробиологии, морфологии, зоологии, анатомии, физиологии и др.); Самостоятельная работа учащихся с ресурсами Интернет (выполнение онлайн – тестов, поиск информации), электронной базой кабинета биологии;

«Биология 10-11 класс» - Фокусируют внимание на предмете дискуссии. Программа А.П.Пуговкина предпологает достижение следующих целей: Дайте достаточно времени для ответа. Придумать биологическую задачку по теме. Учитель никогда не говорит «нет». Многоуровневость, возможность организации работы с личностно-ориентированным подходом.

«Темы по биологии 8 класс» - Одни и те же мышцы могут выполняти динамическую и статическую работу. Работа мышц при поднятии тяжестей. Механизм работы. Сердечная ткань. Внутренней средой организма человека является тканевая жидкость. Полости предверия. Орган слуха. Лимфотические сосуды. Формы костей. Кровь. Кости скелета. Возникающее возбуждение.

«10 Биология» - Впервые попытался создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира. Клеточная теория. Труды Л. Пастера и И. Мечникова определили появление иммунологии. «История развития биологии». 10 класс. У мертвых артерии всегда были пусты. Сокращаясь, сердце приводит в движение кровь. Голландский естествоиспытатель Антоний Левенгук.

«Пособия по биологии» - М.: «Высшая школа», 1984. Темы рефератов и сообщений: Теоретическая часть. Методические пособия для учителя: Клонирование миф или реальность? Нарушения расхождения Х- хромосом. Частота встречаемости: 1:500. Хелевин Н.В., Лобанов А.И., Колесова О.В. Задачник по общей и медицинской генетике. Во втором, рассматриваются молекулярные основы наследственности (4 часа).

«Биология 8 класс» - Снабжен гиперссылками на другие компоненты ОК. Биология. Интерактивные рисунки – 115 объектов, отражающих строение человека. Отличная подборка тематических мини-игр. Дыхание. Схема описания обучающих программных продуктов: Проектная деятельность. Своими глазами. Также можно перейти к содержанию диска с помощью поиска.

«Контрольная закупка – чипсы »

Учитель химии

Инструкция для проведения исследований

Опыт 1. Качественное определение жиров

Оборудование: чипсы, фильтровальная бумага, линейка.

Ход работы.

1. Положите большой чипс на фильтроваль­ную бумагу и согните ее пополам.

2. Раздавите испытуемый образец на сгибе бумаги.

3. Удали­те кусочки чипса с фильтровальной бумаги и посмотрите бумагу на свет.

4. Определите размер жирного пятна.

Вывод : чем, больше размер пропускающего свет пятна, тем больше жира содержит продукт.

Опыт 2. Определение качества растительного масла в исследуемом образце чипса.

Оборудование и реактивы: фильтровальная бумага с жирным пятном, раствор перманганата калия – КМnО4 (марганцовки).

Ход работы.

1. На жирное пятно поместите несколько капель раствора перманганата калия (КМnО4).

2. Наблюдайте изменение окраски раствора на образцах.

3. Результат запишите в таблицу.

Вывод: обесцвечивание раствора перманганата калия говорит о наличии в продукте непредельных карбоновых кислот, являющихся показателем качества растительного масла, на котором обжаривали данные чипсы. Чем лучше обесцвечивание раствора, тем выше качество масла.

Опыт 3. Приготовление водной вытяжки и определение реакции среды

Оборудование: стакан со смесью чипса, воронка, фильтровальная бумага, чистый стакан, универсальный индикатор

Ход работы.

1. Профильтруйте смесь.

2. Фильтрат соберите и используйте для проведения последующих испытаний

3. Изучите фильтр (чистый или на фильтре есть нерастворимые компоненты чипса)

4. Проверьте реакцию среды с помощью индикатора.

5. Результат запишите в таблицу.

Вывод: наличие в водной вытяжке растворимых компонентов свидетельствует высокая прозрачность фильтрата. Присутствие в вытяжке нерастворимых компонентов говорит наличие на поверхности фильтра твердого остатка.

Опыт 4. Качественное определение крахмала.

Оборудование и реактивы: вытяжка, чистая пробирка, раствор йода

Ход работы.

1. Налейте в пробирку 1-2 мл водной вытяж­ки и добавьте 2-3 капли 3 % спиртового раствора йода.

2. Для сравнения капните раствором йода на сухой чипс.

3. Отметьте разницу в наблюдае­мых эффектах при проведении реакции в водном растворе и в твердой фазе.

Вывод: при нанесении капли йода на сухие чипсы наблюдается изменение окраски раствора йода на синюю, что указывает на наличие крахмала в чипсах. Чем интенсивнее окраска, тем больше содержимые крахмала.

Опыт 5. Качественное определение анионов хлора (Cl ̶̶)

Оборудование и реактивы: вытяжка, чистая пробирка, раствор нитрата серебра.

Ход работы.

1. Налейте в пробирку 1-2 мл водной вытяж­ки и добавьте 2 -4 капли раствор нитрата серебра.

2. Отметьте изменения в смеси.

Вывод: появление беловатого осадка указывает на наличие ионов хлора в растворе.

DIV_ADBLOCK304">

оставшиеся реактивы без разрешения учителя

Осторожно :

Едкие вещества Ядовитые вещества

Не забудь :

При попадании на кожу химического вещества промыть

данное место водой!

Эталонная шкала для рН

кислая среда щелочная

____________________________________________________________________

Эталонная шкала для рН

кислая среда щелочная

________________________________________________________________________

Эталонная шкала для рН

кислая среда щелочная

Опыт 6. Действие водной вытяжки исследуемых продуктов на белок

Следующий эксперимент был посвящен изучению действия вытяжки из исследуемых объектов на куриный белок. Для этого в определенному объему вытяжки добавлялся определенный объем белка и засекалось время начала денатурации. Результаты эксперимента представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Действие водной вытяжки исследуемых чипсов на белок

Вывод: Быстрее всех денатурация прошла в «Estrella. Что заставляет задуматься о степени воздействия этого продукта на белок в желудке человека…

Опыт 7. Определение калорийности продукта

Методика проведения исследования:

1. С помощью мерного цилиндра отмерьте 10 мл воды и налейте ее в широкую пробир­ку.

2. Измерьте исходную температуру воды, а затем зажмите под углом пробирку с водой в штативе.

3. Взвесьте большой чипс и подож­гите его, держа под пробиркой с водой. (Если чипс потухнет, зажгите его снова).

4. Измерьте температуру воды после опыта и рассчитай­те калорийность продукта по формуле:

Q = (С (воды) m(воды) + С(стекла) х m(стекла)) ( t2 – t1),

Где Q - калорийность чипса установленной вами массы; С - удельная теплоемкость ве­ществ (вода и стекло); t1 и t2 - начальная и конечная температуры тел, С (воды) = 4200 Дж/(кг-0С); С (стекла) = 840 Дж/(кг °С).

5. Сравните полученные результаты.

Проектно-исследовательская работа

«Домашняя лаборатория. Опыты с жирами»

Эксперименты:

1. «Обнаружение жиров в продуктах питания»,

2. «Растворимость жиров в различных растворителях»,

3. «Удаление жировых пятен с одежды»,

4. «Омыление жиров»,

5. «Доказательство непредельного характера растительных масел».

Эксперимент №1 «Обнаружение жиров в продуктах питания»

Методика исследования:

Жиры можно обнаружить по жирному пятну на фильтровальной бумаге, которое оставляет исследуемый продукт. Для этого его помещают между слоями фильтровальной бумаги и раздавливают. Эфирные масла дают сходный след, но, в отличие от жировых пятен, они исчезают после высыхания.

Наблюдения:

Для получения более четких пятен лучше использовать не стандартную фильтровальную бумагу, применяемую в кабинетах химии, а тонкие бумажные платочки.

Результат:

Пищевые продукты с содержанием жиров (в расчете на 100 г продукта)

Количество жиров, г

Масло (растительное, топленое, сливочное), маргарины, жиры кулинарные, шпик свиной

Сметана 20%-ной (и выше) жирности, сыр, свинина, утки, гуси, колбасы полукопченые и вареные, пирожные, халва и шоколад

Творог жирный, сливочное мороженое, сливки, баранина, говядина и куры 1-й категории, яйца, сардельки говяжьи, колбаса чайная, семга, осетр, сайра, сельдь жирная, икра

Молоко, кефир жирный, творог полужирный, молочное мороженое, баранина, говядина и куры 2-й категории, горбуша, скумбрия, ставрида, сдоба, конфеты

Творог и кефир обезжиренные, судак, треска, щука, хек, крупы, хлеб

Жиры хорошо впитываются волокнистыми материалами, именно на этом свойстве основано использование бумажных и полотняных салфеток при приеме пищи.

Аналогичным способом можно обнаружить масла в семенах растений, где они накапливаются как запасные питательные вещества. Данная методика описана в учебниках ботаники. Нами были обнаружены масла в семенах подсолнечника, в грецких и кедровых орехах.

Обнаружение жиров в семенах растений методом экстракции.

Материалы и оборудование:

Семена и орехи различных растений, фарфоровая ступка с пестиком, шпатель, пробирки с пробками, органический растворитель (бензин или уайт-спирит), пипетка, фильтровальная бумага.

Методика исследования:

1. Истолочь семена в фарфоровой ступке,

2. поместить в пробирку, добавить 1-2 мл растворителя, закрыть пробкой и несколько раз встряхнуть.

3. Через 10-15 минут, после отстаивания, поместить каплю полученного экстракта с помощью пипетки на фильтровальную бумагу. Результат оценить после высыхания.

Результат:

После испарения растворителя на фильтровальной бумаге остается жирное пятно.

Данный опыт основан на хорошей растворимости жиров в неполярных органических растворителях. Содержащиеся в семенах растительные масла экстрагируются бензином или уайт-спиритом.

Эксперимент № 2 «Растворимость жиров в различных растворителях»

Материалы и оборудование:

пробирки с пробками, различные растворители, подсолнечное масло или жир.

Методика исследования:

Налить в пробирки по 2 - 3 мл различных растворителей:

2. Этиловый спирт

3. Уайт-спирит

В каждую пробирку прилить по 0,5-1 мл растительного масла или поместить по небольшому кусочку жира (лучше топленого сала). Закрыть пробирки пробками т несколько раз встряхнуть.

Результаты:

1. В воде жиры не растворяются. Образующаяся после встряхивания эмульсия очень быстро расслаивается, слой масла над водой, следовательно, оно легче воды.

2. В этиловом спирте масло практически не растворяется, но образующаяся после встряхивания эмульсия более тонкая и держится дольше (на фото видна в виде помутнения в пробирке №2). Слой масла – на дне пробирки, следовательно, подсолнечное масло тяжелее этанола.

3. В уйат-спирите и бензине подсолнечное масло растворяется практически мгновенно, в ацетоне – несколько медленнее.

Жиры являются гидрофобными органическими веществами, т.е. нерастворимыми в воде. Этанол является слабополярным органическим растворителем, жиры в нем растворяются плохо. Лучшими растворителями для жиров являются неполярные органические растворители: бензин, уайт-спирит как смеси жидких предельных углеводородов («Подобное растворяется в подобном»). Данные вещества можно использовать для выведения жировых пятен с одежды.

Эксперимент № 3 «Удаление жировых пятен с одежды»

Мы попытались удалить жировые пятна с различных тканей, воспользовавшись практическими советами «Химчистки на дому».

1. Удаление жирового пятна с помощью фильтровальной бумаги и горячего утюга.

Методика:

Свежие жировые и масляные пятна с любой ткани выводят, проглаживая ткань утюгом (100 °С) через несколько слоев промокательной бумаги, приложенной с внутренней и с лицевой сторон ткани.

Результат:

Салфетки (фильтровальная бумага) становятся жирными, а ткань очищается.

Данный способ основан на способности жиров впитываться различными волокнистыми материалами. Он не требует использования растворителей и стирки, экономичен. Недостатком является НЕПОЛНАЯ очистка, даже после многократного повторения операции жировое пятно не удается свести полностью.

2. Удаление жирового пятна с помощью органических растворителей:

· уайт-спирита,

· бензина,

· ацетона.

Методика:

Перед работой необходимо проверить, как действуют растворители на данную ткань, так как возможно её разрушение или изменение окраски. Для пробы наносят немного растворителя на пробный кусочек ткани или, при его отсутствии, на участок кармана или шва с изнаночной стороны.

Убедившись в отсутствии нежелательных побочных явлений, приступают к чистке. Подложить под пятно чистую ткань или салфетки (бумажные платочки) и протирать пятно ваткой, смоченной в растворители. Тереть нужно от краев пятна к его центру.

При данной работе необходимо соблюдать технику безопасности: так как органические растворители являются легковоспламеняющимися жидкостями, необходимо работать вдали от нагревательных приборов и открытого пламени, лучше на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении. Избегать длительного вдыхания паров растворителя!!!

Очистка с помощью уайт-спирита

Очистка с помощью бензина

Очистка с помощью ацетона

Результат: пятно удается вывести практически полностью.

Данный способ основан на способности жиров растворяться в органических растворителях. Недостатком являются все вышеописанные тонкости с предварительной пробой и техникой безопасности.

3. Удаление жирового пятна с помощью мела.

Методика:

Пятна с атласной ткани можно вывести благодаря мелу, который надо хорошенько растереть по площади проблемной зоны, и затем, стряхнув его, промыть вещь под теплой водой.

Результат: пятно выводится довольно хорошо, но полного результата достичь не удалось.

Мел является довольно хорошим сорбентом и не разрушает ткань.

4. Удаление жировых пятен с помощью моющих средств.

Методика:

Постирать одежду с помощью моющих средств, предварительно нанеся их непосредственно на пятно.

Результат: если пятно свежее, а не застарелое, оно легко отстирывается данным способом.

Моющие средства являются хорошими поверхностно-активными веществами. Проникая длинными липофильными углеводородными «хвостами» в частицы жира, они тем самым не дают им слипаться и прилипать к поверхности ткани. Обработанные таким образом частицы жира легко смываются водой. Этим и объясняется моющее действие мыла.

Особенно хорошо отстирывают жировые пятна синтетические моющие средства (СМС), особенно средства для мытья посуды – Fary, Pril, «Биолан» и др.

5. Удаление жировых пятен с помощью специальных средств.

При использовании таких средств необходимо строго следовать прилагаемой инструкции. Результат обычно хороший, но данный способ весьма дорог.

И в заключение несколько советов по выведению жировых пятен с различных сайтов Интернета:

Ø Пятна от жира на тканях, которые не стирают, можно почистить так: нагревают до высокой температуры картофельную муку и густо посыпают ею пятно, под которое помещают белую чистую тряпочку. Через 20-25 минут муку стряхивают и заменяют новой порцией, тоже нагретой. Это повторяют до тех пор, пока пятно не исчезнет, после чего муку стряхивают, а одежду тщательно выбивают и вычищают щёткой.

Ø Старые жировые пятна на светлой шерстяной ткани можно почистить густой кашкой из разведенной в воде картофельной муки, наложив её на несколько часов на пятно. Если на ткани остались следы жира, их удаляют смоченным в бензине кусочком ткани, а затем вытирают корочкой черствого хлеба.

Ø Чтобы вывести пятно с шелковой ткани, погружают загрязненный участок на 5–10 мин в раствор, состоящий из нашатырного спирта, глицерина и воды. Затем изделие промывают в теплой воде.

Ø Свежие жировые пятна на бархате можно вычистить теплым мякишем белой булки. wmbook.com ›home/?page_id=127

Ø Пятно от жира или масла на одежде из плотных синтетических тканей посыпьте картофельным крахмалом и разотрите влажным полотенцем. Повторите несколько раз до полного удаления.

Ø От засаленности. Засаленные места на воротниках чистите тампоном, смоченным в растворе из поваренной соли и нашатырного спирта (1/2 ч. ложки поваренной соли, 3 ст. ложки нашатырного спирта). После этого воротник почистите щеткой, смоченной в мыльной воде. Промойте воротник чистой водой, высушите в проветриваемом месте. womantula.ru ›hobbi/homework/10184.html

Общие правила при выведении пятен

Используя тот или иной растворитель, важно запомнить, что:

ü Спирты и кислоты разрушают некоторые краски.

ü Ацетон и уксусная кислота разрушают ткани из ацетатного шелка.

ü Хлорная известь разрушают хлопчатобумажные ткани.

ü Щелочи и отбеливающие вещества применяются только для обработки белых тканей.

ü Перед обработкой пятна, обязательно тщательно вычистить вещь от пыли.

ü Перед обработкой пятен проверять устойчивость окраски – обязательно. Можно воспользоваться лоскутком, пришитым к вещи. А если он срезан и потерян – на скрытой детали.

ü Обрабатывать пятно надо по направлению от краев к середине.

ü К пятну подкладывают с изнанки чистую белую тряпку, сложенную в несколько слоев.

ü Чтобы не появились разводы и ореол, ткань вокруг пятна надо смочить водой, бензином или присыпать тальком, крахмалом.

ü Пятновыводители на небольшие пятна удобно наносить пипеткой или деревянной палочкой. При чистке пользуются ватой, тканью, жесткой кистью или щеткой. zhitiemoe.com ›6-poleznie-soveti/domovodstvo...pyaten

Эксперимент № 4 «Омыление жиров».

Материалы и оборудование:

Топленое свиное сало или гусиный жир, 20%-ный водный или 15%-ный спиртовой раствор щелочи гидроксида натрия, поваренная соль, вода, фарфоровая чашка, стеклянная палочка, стакан, спиртовка, штатив с кольцом, прибор для фильтрования.

Методика проведения эксперимента:

1. В фарфоровую чашку поместить 3 г жира, прилить 7-8 мл 20%-ного раствора щелочи. Для ускорения реакции добавить 1-2 мл этанола.

2. Смесь кипятить 15-20 минут, помешивая стеклянной палочкой и добавляя воду до исходного уровня.

3. Проверка полноты омыления: поместить в стакан с горячей водой 2-3 капли смеси. Если капли жира на поверхности воды не плавают, значит, процесс омыления завершен.

4. Высаливание мыла: после окончания реакции омыления к полученной массе добавить 0,5 г хлорида натрия и кипятить еще 1-2 минуты или после остывания смеси прилить насыщенный раствор поваренной соли.

5. Сушка мыла: собрать всплывшее на поверхность мыло в виде белых хлопьев и высушить в складчатом фильтре.

6. Проверка моющего действия полученного мыла: поместить немного мыла в стакан с теплой водой и энергично взболтать.

7. Обнаружение глицерина как второго продукта омыления: к раствору гидроксида натрия добавить несколько капель раствора медного купороса (сульфата меди) и к выпавшему голубому осадку прилить1 мл фильтрата (п.5).

Результат:

4. После проведения опыта на поверхности смеси всплывает мыло в виде белых хлопьев.

5. Сушка продолжалась около суток, мыло получилось в виде влажной хлопьевидной массы, которую мы спрессовали между листами фильтровальной бумаги.

6. Помешенное в стакан с водой мыло растворилось, образовался мутный пенящийся раствор.

7. После добавления фильтрата к гидроксиду меди появляется синее окрашивание. Данная качественная реакция доказывает, что полученный глицерин является многоатомным (трехатомным) спиртом.

1. Реакция омыления – это щелочной гидролиз жиров как сложных эфиров. В результате образуются натриевые соли высших карбоновых кислот – мыла (например, стеарат натрия) и глицерин: Этот процесс известен с древних времен, когда для получения мыла животные жиры кипятили с водой и древесной золой, содержащей карбонат калия. Существует легенда, что с горы Сапо (Sapo) в Италии, где совершались жертвоприношения, зола и животный жир, вытопившийся при сжигании животных на костре, смывались дождевой водой в реку Тибр. Женщины, приходившие на берег реки стирать бельё, заметили, что в тех местах, где в воду попадали горные стоки, вода становилась пенистой, а бельё легче отстирывалось. Таким образом, согласно легенде, люди узнали мыло. От названия горы и происходит слово «мыло». По-итальянски «sapone» значит «мыло».

2. Мыло нерастворимо в насыщенном растворе поваренной соли. Этим свойством и пользуются для выделения мыла, которое называют ядровым.

3. Мыла являются поверхностно-активными веществами, так как их частицы-анионы имеют длинный гидрофобный углеводородный «хвост» и гидрофильную карбоксильную «голову». Этим и объясняется моющее действие мыла.

В настоящее время в средствах массовой информации появились методики описания изготовления мыла в домашних условиях. В качестве основы используют или готовое детское мыло, или специальную жировую массу и щелочь. Удивительно, что полноту проводимого омыления предлагается проводить наперекор всем правил техники безопасности: нанеся каплю массы на палец или кончик языка!!! Мол, если щиплет, значит, процесс еще не завершен! Далее подробно описывается, какие отдушки и красители можно вводить, как делать мраморное, многослойное мыло или мыло с различными надписями. Данную информацию можно найти на сайтах: treeland.ru ›article/eko/soaphome/..., www.mirsovetov.ru, MoneyMakerFactory.ru›index.php...

Эксперимент № 5 «Доказательство непредельного характера растительных масел»

Методика исследования:

В пробирки поместить по 2 мл различных растительных масел, 1 г топленого свиного сала или гусиного жира (предварительно нагреть до расплавления жира).

1. Облепиховое масло

2. Пихтовое масло

3. Подсолнечное масло

4. Топленое свиное сало (на отдельном фото рядом с подсолнечным маслом)

В каждую пробирку добавить разбавленного раствора перманганата калия (розового цвета), закрыть пробирки пробками и встряхнуть.

Наблюдения и результаты:

В пробирках с растительными маслами раствор перманганата калия обесцвечивается, а в пробирке с топленым свиным салом его розовая окраска сохраняется.

1. Растительные масла окисляются водным раствором перманганата калия (реакция Вагнера), следовательно, они являются НЕПРЕДЕЛЬНЫМИ соединениями, содержащими кратные углерод-углеродные связи – двойные и (или) тройные. В состав растительных масел как сложных эфиров входят остатки таких непредельных кислот, как олеиновая С17Н33СООН (в молекуле одна двойная связь С=С), линолевая С17Н31СООН (в молекуле две двойные связи С=С), линоленовая С17Н29СООН (в молекуле три двойных связи С=С).

Уравнение реакции Вагнера с использованием олеиновой кислоты следующее:

3СН3 – (СН2)7 – СН = СН – (СН2)7 – СООН + 2KMnO4 + 4H2O →

3СН3 – (СН2)7 – СНOH – СНOH – (СН2)7 – СООН + 2MnO2↓ + 2KOH

В результате реакции двойная связь разрывается, и оба атома углерода присоединяют по гидроксильной группе –ОН. Соединения такого класса называют гликолями.

2. Твердые животные жиры НЕ окисляются водным раствором перманганата калия, так как содержат остатки ПРЕДЕЛЬНЫХ карбоновых кислот, таких как стеариновая С17Н35СООН, пальмитиновая С15Н31СООН, имеющих только одинарные углерод-углеродные связи С – С.

Источники информации:

1. Цветков Л.А. Органическая химия. Учебник для 10 класса средней школы. М., Просвещение, 1988

2. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Органическая химия. 11 класс. Базовый уровень: Учебник для общеобразовательных учреждений. – 2-е изд. – М.: ООО «ТИД «Русское слово – РС», 2008.

4. Школа 1226! Химия. Опыты. Свойства жиров. s1226.net.ru ›chemistry/zir.htm

Цветковое растение начинает свою жизнь с семени. Семена растений различаются по форме, окраске, размерам, весу, но все они имеют сходное строение.

Зерновка пшеницы является не семенем, а плодом. Ткани плода в зерновке представлены лишь плёнчатым наружным слоем, получившим название плодовой оболочки. Вся остальная часть зерновки — семя.

Строение семени однодольных хорошо можно рассмотреть на примере пшеницы. У пшеницы зёрна представляют собой плоды — зерновки, содержащие только одно семя. Большую часть в зерне занимает эндосперм — особая запасающая ткань, содержащая органические вещества. Сбоку от эндосперма расположен зародыш. В нём различают зародышевый корешок, зародышевый стебелёк, зародышевую почечку и видоизменённую семядолю, расположенную на границе с эндоспермом. Эта семядоля при проращивании семени содействует поступлению питательных веществ из эндосперма к зародышу.

Строение семени однодольного растения (пшеница)

Строение семени двудольного растения

Строение семени двудольного растения легче рассматривать на примере фасоли состоящее из зародыша и семенной кожуры. После снятия семенной кожуры обнажается зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, двух массивных семядолей и заключённой между ними почечки. Семядоли — это первые видоизменённые листья зародыша. У фасоли и многих других растений они содержат запас питательных веществ, которые затем расходуются на питание проростка, а также выполняют защитную функцию по отношению к почечке.

Строение семени двудольного растения (фасоль)

Определение неорганических веществ в семени

Цель: выявить неорганические вещества в семени.

Что делаем: положим на дно пробирки немного сухих семян (пшеница) и нагреем их над огнём. Условие: держать пробирку над огнём необходимо горизонтально, чтобы её верхняя часть оставалась холодной.

Что наблюдаем: вскоре на внутренних стенках в холодной части пробирки можно заметить капли воды.

Результат: капли воды — это результат охлаждения водяных паров, выделившихся из семян.

Что делаем: продолжаем нагревать пробирку.

Что наблюдаем: появляются бурые газы. Семена обуглились.

Результат: при полном сгорании семян остаётся лишь немного золы. Её в семенах не много — от 1,5 до 5 % сухой массы.

Вывод: семена содержат горючие органические и негорючие минеральные (золу).

Определение органических веществ в семени

Известно, что муку получают, размалывая на мельнице зёрна пшеницы.

Цель: выясним состав органических веществ входящих в семена пшеницы.

Что делаем: возьмём немного пшеничной муки, добавим в неё воды и сделаем небольшой комочек теста. Завернём комочек теста в марлю и тщательно промоем в сосуде с водой.

Что наблюдаем: вода в сосуде стала мутной, а в марле остался небольшой клейкий комочек.

Что делаем: капнем 1-2 капли раствора йода в стакан с водой.

Что наблюдаем: жидкость в сосуде посинела.

Результат: испытуемая воды посинела — значит, там есть крахмал.

На марле, в которой было тесто, осталась тягучая клейкая масса — клейковина, или растительный белок.

Вывод: в семенах содержатся растительный белок и крахмал — это органические вещества. В семенах в основном откладываются органические вещества. У разных растений они имеются в разных количествах.

Определение растительных жиров в семенах растений

Кроме белка и крахмала из органических веществ в семенах есть ещё растительные жиры.

Цель: доказать, что в семенах содержатся растительные жиры.

Что делаем: семя подсолнечника положить между двумя листами белой бумаги (рис. 1). Затем надавить на семя тупым концом карандашом (рис. 2).

Что наблюдаем: на бумаге появилось жирное пятно (рис.3).

Общий вывод: органические вещества образуются в организме и при нагревании обугливаются, а затем сгорают, превращаясь в газообразные вещества. Неорганические вещества, входящие в состав семени, не горят и не обугливаются.

Жизненные процессы прорастающего семени

Всхожесть семян

Всхожесть семян — важный показатель их качества самих семян. Определить её не сложно.

Цель: научиться определять всхожесть семян.

Что делают: отсчитывают, из семенного материала, 100 семян подряд, без выбора, раскладывают их на мокрой фильтровальной бумаге или на смоченном песке (можно на мокрой тряпочке).

Что наблюдаем: через 3-4 дня подсчитывают число проросших семян и смотрят, насколько дружно прорастают семена.

Через 7-10 дней вновь подсчитывают число проросших семян и смотрят окончательную всхожесть.

Всхожесть оценивают в процентах, подсчитывая количество проросших процентов из 100 посеянных.

Вывод: чем выше число проросших семян, тем качественнее данный семенной материал.

Прорастание семян

Есть семена, которые при прорастании выносят семядольные листья на поверхность почвы (фасоль, огурец, тыква, свекла, берёза, клён, астра, бархатцы) — это надземное прорастание семени.

У других растений при прорастании семядоли не выходят на поверхность почвы (горох, настурция, конские бобы, дуб, каштан), их относят к растениям с подземным прорастанием.

Условия необходимые для прорастания семян

Для этого можно провести небольшой опыт.

Цель: какие же условия необходимы, чтобы семена начали прорастать?

Что делаем: возьмём три стакана и положим на дно каждого по нескольку зёрен пшеницы. В первом - оставим семена, как есть (в нём будет только воздух). Во второй — нальём воды столько, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Третий стакан наполним до половины. Все три стакана накроем стеклом и оставим на свету. Это начало нашего опыта.

Примерно через 4-5 дней проанализируем полученный результат.

Что наблюдаем: в первом — семена остались без изменения, во втором набухли и проросли, а в третьем только набухли, но не проросли.

Результат: опыт показывает, что семена легко впитывают воду и набухают, увеличиваясь в объёме. При этом органические вещества (белки и крахмал) становятся растворимыми. Таким образом, семя из покоящегося состояния приступает к активной жизни. Однако если, как это в третьем стакане, воздух не имеет доступа к семенам, то они хотя и набухли, но не проросли. Семена проросли только во втором стакане, где к ним был доступ и воды и воздуха. В первом стакане не было изменений, так как к семенам не поступила влага.

Вывод: для прорастания семян необходима влага и воздух.

Влияние температуры на прорастание семени

Цель: подтвердим опытным путём, что помимо влаги и кислорода на прорастание семян влияют и температурные условия.

Что делаем: в два стакана положим несколько семян фасоли (равное количество) и нальём воды, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Накроем стаканы стеклом. Один стакан оставим в комнате при температуре +18-19ºС, а другой выставим на холод (холодильник), где температура не выше +3-4ºС.

Через 4-5 дней, проверим результаты.

Результат: семена проросли только в том стакане, который стоял в комнате.

Вывод: следовательно, для прорастания семян необходима ещё и определённая температура окружающей среды.

Дыхание семян

Необходимость воздуха объясняется тем, что семена дышат, то есть они поглощают кислород из воздуха, а в окружающую среду выделяют углекислый газ.

Цель: опытным путём доказать, что растения поглощают кислород из воздуха, а выделяют углекислый газ.

Что делаем: возьмём две стеклянных колбы. В одну поместим небольшое количество набухших семян гороха, а другую оставим пустой. Обе колбы закроем стеклом.

Через сутки, возьмём горящую лучинку и внесём её в пустую колбу.

Что наблюдаем: лучинка продолжает гореть. Опустим в колбу с семенами. Лучинка погасла.

Научно доказано, что кислород воздуха поддерживает горение и поглощается при дыхании. Углекислый же газ — не поддерживает горение и выделяется при дыхании.

Вывод: опыт показал, что прорастающие семена (как живой организм) поглотили кислород (O 2) из воздуха, который был в колбе, а выделили углекислый газ (CO 2). Убедились, что семена дышат.

Сухие семена, если они живые, тоже дышат, но у них этот процесс идёт очень слабо.

Превращение веществ в прорастающем семени

Прорастание семян сопровождается сложными биохимическими и анатомо-физиологическими процессами. Как только в семена начинает поступать вода, в них резко усиливается дыхание и активизируются ферменты. Под их влиянием запасные питательные вещества гидролизуются, превращаясь в подвижную, легко усвояемую форму. Жиры и крахмал превращаются в органические кислоты и сахара, белки — в аминокислоты. Перемещаясь в зародыш из запасающих органов, питательные вещества становятся субстратом для начинающихся в нём процессов синтеза, в первую очередь новых нуклеиновых кислот и ферментативных белков, необходимых для начала роста. Общее количество азотных веществ остаётся на одном уровне даже тогда, когда происходит энергетический распад белков, потому что при этом накапливаются аминокислоты и аспаргин.

Резко уменьшается содержание крахмала, но количество растворимых сахаров не повышается. Сахар расходуется на процесс дыхания, который в прорастающем семени происходит очень энергично. В результате дыхания образуются богатые энергией соединения — АДФ и АТФ, выделяются углекислый газ, вода и тепловая энергия. Часть сахаров расходуется на образование клетчатки и гемицеллюлоз, необходимых для построения оболочек новых клеток.

Значительное количество минеральных веществ, имеющихся в семени, при прорастании остаётся постоянным. Находящиеся в семенах катионы регулируют коллоидно-химические процессы и осмотическое давление в новых клетках.

Влияние запасов питательных веществ в семени на развитие проростков

Рост зародыша и превращение его в проросток происходит за счёт деления и роста его клеток. Чем крупнее семена, тем больше в них запасных веществ и тем лучше растут проростки.

Цель: определить опытным путем влияет ли размер семян на рост проростков.

Что делаем: в одну ёмкость с землёй посеять самые крупные семена гороха, а в другую — мелкие. Через некоторое время сравнить проростки.

Результат очевиден.

Вывод: из крупных семян развиваются более мощные растения, которые дают наиболее высокий урожай. Клеток становится всё больше и больше, так как они получают питательные вещества, растут и снова делятся.

Цель: опытным путём проверим утверждение, что для роста, особенно в первое время, проростки используют вещества, запасённые в самих семенах.

Что делаем: берём одинаковые по величине набухшие семена фасоли и удаляем у одного семени одну семядолю (1), у другого — 1,5 семядоли (2), а у третьего оставить обе семядоли (3) для контроля.

Все их помещаем в ёмкости, как показано на рисунке.

Через 8-10 дней.

Что наблюдаем: заметно, что проросток семени с двумя семядолями оказался более крупным, сильным, чем проросток с одной семядолей или проросток с половинкой семядоли.

Вывод: таким образом, высокое качество семян — необходимое условие для получения хорошего урожая.

Период покоя растения

Период покоя — необходимое условие для прорастания семян. Покой может быть вынужденный, связанный с отсутствием необходимых для прорастания условий (температуры, влажности). Пример покоя семян — сухие семена.

Органический покой определяется свойствами самого семени. Термин «покой» при этом имеет условное значение. В большинстве случаев в таких семенах протекают метаболические процессы (дыхание, иногда рост зародыша), но прорастание заторможено. Семена, находящиеся в органическом покое, даже в условиях, благоприятных для прорастания, не прорастают совсем или прорастают плохо.

Способность семян находиться в вынужденном или органическом покое выработалась у растений в процессе эволюции как средство переживания неблагоприятного для роста проростка времени года. Таким путём создаётся запас семян в почве.

Основные причины, препятствующие прорастанию семян:

• водонепроницаемость кожуры, обусловленная наличием в ней палисадного слоя толстостенных клеток, кутикулы (водонепроницаемой воскообразной плёнки);
• наличие в околоплоднике веществ, ингибирующих (затормаживающих) прорастание;
• недоразвитие зародыша;
• физиологический механизм торможения прорастания.

Время посева и глубина заделки семян

Глубина заделки семян зависит от их размера. Чем семена крупнее, тем их сеют глубже. У крупных семян больше запасных питательных веществ и их хватает для развития и роста проростков, пока они пробиваются с большой глубины.

Мелкие семена сеют на глубину от — до 2 см, средние — от 2 до 4 см, а крупные семена — от 4 до 6 см.

Глубина заделки семян зависит и от свойств почвы. В песчаные почвы семена заделывают глубже, чем в глинистые. Верхние слои рыхлых песчаных почв быстро пересыхают, и при мелкой посадке семена не получают достаточно влаги. На плотных глинистых почвах влаги в верхних слоях достаточно, но зато в нижних слоях мало воздуха. При глубокой посадке — семена задыхаются, так как им не хватает кислорода.