Trojské trumfy. pražským školám V LABORATOŘI. Didaktický balíček č. 10. projekt CZ.2.17/3.1.00/32718 EVROPSKÝ SOCIÁLNÍ FOND

Transkript

1 EVROPSKÝ SOCIÁLNÍ FOND PRAHA & EU INVESTUJEME DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI Didaktický balíček č. 10 Trojské trumfy pražským školám projekt CZ.2.17/3.1.00/32718 V LABORATOŘI

2 A B? doplňte domácí úkol napište?! nápověda laboratorní práce prezentace úkol na výběr vyfoťte DB = didaktický balíček PL = pracovní list PM = pracovní materiály Členové realizačního týmu projektu: Manažer projektu Hlavní metodička Metodičky Metodik Odborné garantky Odborný garant Výtvarnice projektu Mgr. Radim Jendřejas (Trojské gymnázium) Mgr. Zuzana Venclíková (Trojské gymnázium) Mgr. Ivana Motýlová (Trojské gymnázium) Mgr. Ada Hrstková (Trojské gymnázium) Mgr. Tereza Chýlová (Trojské gymnázium) Ing. Ludmila Horká (Trojské gymnázium) Ing. Lukáš Marek (Trojské gymnázium) Mgr. Věra Bidlová (Botanická zahrada hl. m. Prahy) PhDr. Eva Vítová (Botanická zahrada hl. m. Prahy) RNDr. Milena Peterová (Zoo Praha) Mgr. František Tymr (Zoo Praha) Bc.A. Eva Göndörová (Zoo Praha)

3 DB Č. 10 V LABORATOŘI ŘEŠENÍ PL Č. 1 Tuky a lipidy Pracovní list pro práci ve škole CHEMIE LABORATORNÍ PRÁCE Určeno pro individuální i skupinovou práci Nebezpečné tuky! Speciální müsli tyčinka XX odbourává tuky. Trans-tuky jsou další příčinou vysokého krevního tlaku. V čem jsou problematické živočišné tuky sádlo, máslo, smetana, šlehačka? Ovocný prášek XX spaluje tuky, přináší pocit sytosti a tím celkově napomáhá hubnutí. Tuk, alkohol a džusy vánoční nebezpečí Stránky novin jsou plné článků, které varují před nebezpečím tuků. V čem jsou tuky naopak potřebné? 1. Napište minimálně 3 funkce tuků v lidském organismu. zásoba energie, tepelná izolace, ochrana orgánů, rozpouštědlo pro některé vitamíny (např. A, D, E, K), stavební složka (např. fosfolipidy v buněčných membránách) 2. Tuky ukládá nejen člověk a ostatní živočichové, ale i rostliny. Napište, k čemu slouží jim. zásoba energie, ochrana před vysokými ztrátami vody odpařováním (vosková kutikula), ochrana před vstupem nežádoucích látek do rostliny z jejího okolí. 3. Zakroužkujte správné odpovědi. 1. Která definice tuků je správná? Tuky jsou a) estery vyšších mastných kyselin a trojsytného alkoholu glycerolu b) makromolekuly složené z aminokyselin c) oxidační deriváty vícesytných alkoholů 2. Které vitamíny jsou rozpustné v tucích? a) A d) B b) C e) K c) D 3. Mezi tuky nepatří a) glycin b) cholesterol c) lanolín d) vosky e) glycerol 4. Tuky jsou zásobní látky a) pouze v rostlinách (oleje) b) pouze u živočichů (sádlo) c) rostlin i živočichů 5. Tuky chrání některé orgány v těle před chladem, nárazem či tlakem. Tukem jsou chráněny např.: a) ledviny b) oční bulvy c) mozek 6. Tuky v těle slouží jako tepelná izolace např. pro a) ledviny b) plíce c) střeva 4. Rozdělte se do skupin a porovnejte obsah tuku v různých potravinách. K dispozici je video. 1. Odvažte cca 5 g bramborových lupínků (B), čokolády (Č), slunečnicových semínek (S) a arašídů (A). Mezi 2 vrstvami PE fólie je rozmačkejte (rozdrťte válečkem, kladivem...). 2. Zvažte čtyři prázdné 50ml kádinky, označte si je lihovým fixem (B, Č, S, A) a jejich hmotnost zapište do tabulky. Potřebné pomůcky bramborové lupínky, čokoláda, slunečnicová semínka, arašídy papírové utěrky, kapesníky či filtrační papír aceton dimethylketon (CH 3 -CO-CH 3, organické rozpouštědlo, které dobře rozpouští tuky) kladívko nebo váleček pro drcení materiálu, odměrný válec, 4 kádinky, 4 (Petriho) misky, váhy, kahan (vařič), PE fólie, fix (samolepka) 1

4 3. Do kádinky označené B nasypte rozdrcené bramborové lupínky a kádinku i s obsahem opět zvažte. Hmotnost zapište do tabulky. Obdobně postupujte s Č, S i A. 4. Do kádinky přilijte 10 ml acetonu. 5. Obsahem nádoby míchejte (v digestoři nebo na dobře větratelném místě) asi 1 minutu. 6. Tekutinu z kádinky opatrně přelijte do Petriho (nebo porcelánové) misky tak, aby pevný podíl zůstal v kádince. 7. Na směs nalijte dalších 10 ml acetonu a zopakujte kroky 5 a Aceton v miskách i kádinkách nechte do druhého dne odpařit v digestoři nebo na dobře větratelném místě. 9. Na Petriho miskách si všimněte skupenství tuku. Určete, které vzorky obsahují nasycené (tuhý podíl) a které nenasycené mastné kyseliny (kapalný podíl). Zdůvodnění zapište do rámečku pod tabulkou. 10. Kádinky s pevným podílem zvažte. Údaje zapište do tabulky. Vypočítejte procenta extrahovaného tuku a výsledky porovnejte s údaji uvedenými na obalech. Do rámečku pod tabulkou zapište závěr svého pozorování. vzorek B Č S A hmotnost prázdné kádinky 29,7 30,0 30,1 27,3 hmotnost kádinky s potravinou 35,4 35,2 35,4 33,1 hmotnost Petriho misky 39,1 36, ,1 hmotnost potraviny 5,7 5,2 5,3 5,8 hmotnost kádinky s vysušenou potravinou 33,6 33,7 33,8 31,4 úbytek hmotnosti potraviny 1,8 1,5 1,6 1,7 hmotnost Petriho misky s extrahovaným tukem 41,4 37,9 46,7 67,0 % extrahovaného tuku 31,5 28,8 30,2 29,3 % tuku dle údajů z obalu 40,0 34,5 48,0 49,0 nasycené / nenasycené mastné kyseliny NE NA NE NE?! % extrahovaného tuku = 100 x úbytek hmotnosti potraviny hmotnost potraviny 5. Vyrobte mýdlo z rostlinného nebo živočišného tuku. Příprava mýdla z rostlinného oleje K dispozici je video pro obě varianty. Příprava mýdla z živočišného tuku Do zkumavky nalijte 3 ml rostlinného oleje. Přidejte 5 ml 10% ethanolového roztoku KOH. Vložte na min. do vroucí vodní lázně. Přidejte 5 ml vody a pokračujte v temperování tak dlouho, dokud se ethanol neodpaří. Výsledek popište. Ve zkumavce vznikla opalescentní směs mýdla. Potřebné pomůcky rostlinný olej (vepřové sádlo) 10% ethanolový roztok KOH kádinka na vodní lázeň 2 Do kádinky vložte 1 cm 3 vepřového sádla. Přidejte 10 ml 10% ethanolového roztoku KOH; zahřívejte 45 min. na vodní lázni. Vysráží se mýdlo. Výsledek popište. Ve zkumavce vznikla opalescentní směs mýdla.

5 6. Doplňte rovnici reakce a napište, co je chemicky mýdlo v tomto pokusu. mýdlo je sodná sůl vyšších mastných kyselin OCOR OH CH OCOR + 3KOH CH OH + 3RCOOK OCOR OH tricylglycerol glycerol mýdlo 7. Přečtěte si text a odpovězte na otázky pod rámečkem. Oleje a tuky mají podobnou chemickou strukturu, ale liší se v množství uložené energie. Chemicky jsou to všechno acylglyceroly 1 tvořené nejčastěji třemi zbytky glycerolu (odtud triacylglyceroly) a na ně navázanými mastnými kyselinami. Vlastnosti každého acylglycerolu jsou dány zejména počtem uhlíkových atomů v každém řetězci mastné kyseliny a typem vazby mezi jednotlivými uhlíky. Ta může být buď jednoduchá, nebo dvojná. A právě s typem vazby souvisejí pojmy nasycené a nenasycené tuky, se kterými se tak často setkáváme na obalech potravin. U nasycených tuků jsou všechny vazby v řetězcích mastných kyselin jednoduché, zatímco u nenasycených tuků je jedna nebo více vazeb dvojných. Čím delší jsou řetězce mastných kyselin a čím méně je v nich dvojných vazeb, tím lépe k sobě molekuly triacylglycerolů lnou a tím mají vyšší teplotu tání. Čokoláda je bohatá na nasycené tuky a při 20 C je tuhá, zatímco rostlinné oleje s obsahem nenasycených mastných kyselin jsou při stejné i nižší teplotě tekuté. Acylglyceroly, které jsou při pokojové teplotě tuhé, obvykle označujeme jako tuky, ty tekuté jako oleje, přičemž obojí mohou být rostlinného i živočišného původu. Z olejů lze vyrobit tuky přeměnou dvojných vazeb na jednoduché adicí vodíku. Vazby jsou nasyceny vodíkem, a proto se ztuženým olejům říká také hydrogenované. V nasycených tucích je uloženo větší množství energie, což je možná důvod, proč má většina z nás v zimě častěji než jindy chuť na vepřo knedlo zelo a čokoládový dort. Proč semena některých rostlin obsahují více nenasycených a jiná více nasycených tuků? Odpověď je třeba hledat v jejich zeměpisném rozšíření: čím nižší teploty panují v oblasti výskytu dané rostliny v době klíčení semen, tím vyšší je podíl nenasycených triacylglycerolů v jejích semenech. Při nízkých teplotách by totiž rostliny se zásobami v podobě nasycených tuků měly potíže vyklíčit, protože většina biochemických reakcí probíhá v tekutém prostředí. vzorec triacylglycerolu: CH k. palmitová k. stearová k. olejová OCOR OCOR OCOR kde R je některá z mastných kyselin, nejčastěji 1 z následujících 5: CH 3 ( ) 14 COOH CH 3 ( ) 16 COOH CH 3 ( ) 7 CH k. linolová s 2 dvojnými vazbami CH( ) 7 COOH k. linolenová s 3 dvojnými vazbami Které z uvedených mastných kyselin jsou nenasycené? kyselina olejová, linolová a linolenová Kterou z kyselin obsahuje tuk s nejvyšší teplotou tání? kyselinu stearovou Až půjdete do zoo nebo do botanické zahrady, zjistěte, kteří živočichové mají velké tukové zásoby a které rostliny mají povoskované listy. Jak to souvisí s podmínkami prostředí, které ve volné přírodě obývají? Vedlejším produktem oxidace mastných kyselin je voda. To umožňuje některým živočichům přežít v extrémních podmínkách. Například velbloudovi zajišťuje aerobní odbourávání tuků v jeho hrbu dostatek energie i vody pro dlouhé období hladu i sucha. 1 dříve u nás nazývané glyceridy 3

6 TUKY A LIPIDY DOPORUČENÍ PRO UČITELE PL je určen pro práci ve škole s možnými doplňujícími domácími úkoly (samostatnými či skupinovými). PL začíná otázkami určeno pro jednotlivce, dvojice i skupiny, při nedostatku času je vhodné práci zadat na doma. Práce ve škole je v rozsahu 2 vyučovacích hodin. Pokud je k dispozici pouze 1 hodina, je vhodné, aby teorie (otázky) byly zpracovány předem za domácí úkol. Pokus se zjištěním (a porovnáním) obsahu tuku v jednotlivých potravinách je možné rozdělit pro 2 skupiny každá skupina provádí pokus se dvěma potravinami. Skupiny pak se svými výsledky seznámí ostatní a společně se další den (vyučovací hodinu) vyvodí závěry. Aceton se z misek odpaří do dalšího dne, kdy je možné vizuálně zjistit tekutost tuku a odvodit složení obsah (ne)nasycených mastných kyselin. Hodnoty uváděné v tabulkách v řešení jsou jen orientační, každému vyjdou trochu jiné. Příprava mýdla z rostlinného oleje (sádla) je spíše demonstrativní. Průkaznější výsledky jsou viditelné po delší době temperace; ideální jsou 2 vyučovací hodiny, popř. se výsledky pokusu ukáží žákům další den. Důkaz glycerolu je jednoduchý, časově nenáročný; je vhodné ho (pro nepříjemný zápach) zařadit až na závěr. Závěr PL je věnován seznámení se s dalšími informacemi a doplňujícím otázkám a vyhledání informací (domácí úkol). Jsou zde i úkoly pro případnou budoucí návštěvu zoo nebo botanické zahrady. K dispozici je video. 4