Kimyo · Organik kimyo · 7-sinf

Tanamizdagi kimyo

Tanamiz qaysi elementlardan iborat va bir lagan palov qancha energiya beradi?

Vaziyat

Bayram kuni dasturxonda bir lagan palov, issiq non, qatiq va bir savat olma. Buvijon: «Olma ye, qoning ko‘payadi — unda temir ko‘p», deydilar. Pishmagan olma nordon, pishgani shirin; kesib qo‘yilgan olma esa tezda qorayib qoladi. Palov bizga qancha energiya beradi, olmada haqiqatan temir ko‘pmi va tanamiz aslida qaysi kimyoviy elementlardan qurilgan?

Mavzu

Tanamizdagi kimyo: elementlar, oziq moddalar va vitaminlar. Palov va olma: oqsil, yog‘, uglevod, vitamin va minerallar — tanamiz qaysi elementlardan iborat

Asosiy tushunchalar

Biogen elementlar
Oqsil, yog‘, uglevod
Vitaminlar va minerallar

Formulalar

E = 17 m_{oqsil} + 37 m_{yog‘} + 17 m_{uglevod}

Oziq-ovqat energiyasi, kJ ( $m$ — grammda): oqsil va uglevod ≈ 17 kJ/g (4 kkal/g), yog‘ ≈ 37 kJ/g (9 kkal/g); 1 kkal = 4,184 kJ.

C_{6} H_{12} O_{6} + 6 O_{2} \overset{}{\to} 6 CO_{2} + 6 H_{2} O

Hujayrada glyukoza «yonadi»: ≈ 2 800 kJ/mol, ya’ni ≈ 15,6 kJ/g energiya ajraladi.

m (element) = ω \cdot m (tana)

Tanadagi element massasi: masalan, kalsiy ulushi ≈ 1,4 % — 45 kg li o‘quvchida ≈ 0,64 kg.

C_{6} H_{8} O_{6} + I_{2} \overset{}{\to} C_{6} H_{6} O_{6} + 2 HI

C vitamini (askorbin kislota) yodni rangsizlantiradi — shu bilan uning miqdori aniqlanadi.

m (C vit.) = n (I_{2}) \cdot M (C_{6} H_{8} O_{6})

Probirkadagi 0,004 mmol yod 0,004 · 176,1 = 0,70 mg C vitaminini «ushlaydi»: shuncha vitamin bor sharbat hajmini o‘lchaymiz.

Nazariya

Tanamiz qaysi elementlardan iborat

Kattalar tanasi massasining ≈ 96 % i to‘rtta elementdan: kislorod (≈ 64 %), uglerod (≈ 19 %), vodorod (≈ 10 %) va azot (≈ 2,6 %). Kislorod va vodorodning ko‘pi suvda — u tana massasining ≈ 60 % i. Keyin kalsiy (≈ 1,4 %), fosfor (≈ 1,1 %), kaliy, oltingugurt, natriy, xlor, magniy keladi — bular makroelementlar. Temir, rux, ftor, mis, yod, selen kabilar juda oz — mikroelementlar (70 kg odamda temir ≈ 4 g, yod ≈ 20 mg), lekin ularsiz hayot bo‘lmaydi. C, H, O, N, P, S — biogen elementlar (organogenlar): oqsil, yog‘, uglevod va nuklein kislotalar ulardan quriladi. (Raqamlar — 70 kg li kattalar uchun taxminiy o‘rtacha; manbalarda biroz farq qiladi, masalan kislorod 61–65 %, uglerod 18–23 %; har odamda ham farq qiladi.)

Oqsillar, yog‘lar, uglevodlar

Oqsillar — aminokislotalardan tuzilgan uzun molekulalar; ularda albatta azot bor (o‘rtacha ≈ 16 %). Muskul, ferment, gormon va antitanalar — oqsil. Yog‘lar — glitserin va yog‘ kislotalarning murakkab efirlari; energiya zaxirasi: 37 kJ/g. Uglevodlar: glyukoza $C_{6} H_{12} O_{6}$ , saxaroza (shakar), kraxmal (guruch, non, kartoshka) va kletchatka (sellyuloza). Oqsil va uglevod 17 kJ/g beradi. Bu qiymatlar Yevropa Ittifoqining oziq-ovqat yorliqlari qoidasidan (1169/2011). Palov: retseptdan hisoblaganda 100 g da ≈ 5,6 g oqsil, 10 g yog‘ va 21 g uglevod — ≈ 820 kJ (≈ 200 kkal); energiyaning qariyb yarmi yog‘dan. JSST tavsiyasi: yog‘ kunlik energiyaning 30 % idan oshmasin, tuz — kuniga 5 g dan kam.

Vitaminlar

Vitaminlar — oz miqdorda kerak bo‘ladigan organik moddalar; tana ularni o‘zi yetarli ishlab chiqara olmaydi. Suvda eriydiganlar (C, B guruhi) va yog‘da eriydiganlar (A, D, E, K). C vitamini — askorbin kislota $C_{6} H_{8} O_{6}$ : biriktiruvchi to‘qima (kollagen) uchun kerak, antioksidant, o‘simlik temirining so‘rilishini oshiradi; yetishmasa — singa (milklar qonaydi). 9–13 yoshdagilarga kuniga ≈ 45 mg (AQSh me’yorlari), kattalarga 75–90 mg. U issiqlik va havoda parchalanadi — uzoq qaynatilgan ovqatda kam qoladi. Boy manbalar (100 g da): qora smorodina ≈ 180 mg, qizil bulg‘or qalampiri ≈ 128 mg, limon va apelsin ≈ 53 mg, karam ≈ 37 mg; olmada atigi ≈ 4,6 mg. Sabzidagi β-karotin (A provitamini) yog‘da eriydi — palovda yog‘ bilan yaxshi so‘riladi.

Minerallar va «olmadagi temir»

Kalsiy — suyak va tishlar ( $Ca_{10} (PO_{4})_{6} (OH)_{2}$ ), 9–13 yoshda kuniga 1300 mg: sut, qatiq, pishloq. Temir — gemoglobin tarkibida, qonda kislorod tashiydi; 9–13 yoshda kuniga 8 mg; yetishmasa — kamqonlik. Go‘sht va jigardagi «gem» temir yaxshi so‘riladi, o‘simliklardagisi — yomonroq (ismaloqdagi oksalatlar xalaqit beradi), C vitamini esa yordam beradi. Olmada temir juda kam: 100 g da ≈ 0,12 mg — kunlik me’yor uchun 6–7 kg olma kerak bo‘lardi! Kesilgan olmaning qorayishi ham temirdan emas (pastga qarang). Yod — qalqonsimon bez gormonlari uchun; yodlangan tuz ishlatiladi (JSST: 1 kg tuzga 20–40 mg yod). Ftor — tish emali.

Amaliy mashg‘ulot: olma tarkibini aniqlash

Kraxmal: yod eritmasi kraxmal bilan ko‘k-qora rang beradi. Pishmagan olmada kraxmal ko‘p, pishganda u qandga aylanadi — yod sariq-jigarrangligicha qoladi; kartoshkada kraxmal juda ko‘p. Kislota: olma sharbatining pH i ≈ 3,3–4 (asosan olma kislotasi), limonniki ≈ 2–2,6 — universal indikator buni ko‘rsatadi. C vitamini: yod–kraxmal eritmasi (ko‘k) ga sharbat tomizamiz; vitamin yodni qaytaradi va ko‘k rang yo‘qoladi. Sarflangan hajmdan: $c = n (I_{2}) \cdot 176,1 / V$ . Qorayish: kesilgan olmada polifenoloksidaza fermenti havodagi kislorod bilan polifenollarni oksidlaydi — jigarrang moddalar hosil bo‘ladi. Limon sharbati (C vitamini va kislota) buni sekinlashtiradi. Xavfsizlik: yod eritmasi kiyim va terini bo‘yaydi; laboratoriyada hech narsani tatib ko‘rmang; pichoq bilan ehtiyot bo‘ling.

Model va manbalar

Oziq moddalar va vitaminlar — AQSh USDA FoodData Central (SR Legacy) jadvallaridan yaxlitlab olingan; noning temir va kalsiyi boyitilmagan un uchun taxminiy. Palov tarkibi retseptdan hisoblangan (guruch 1 kg, qo‘y go‘shti 1 kg, sabzi 1 kg, piyoz 0,3 kg, paxta yog‘i 0,23 kg → ≈ 4,5 kg palov), vitamin C uzoq pishirishda yo‘qolgan deb olingan. Kunlik me’yorlar — AQSh Milliy akademiyalari (9–13 yosh); energiya uchun 8 400 kJ — kattalar yorlig‘idagi namunaviy qiymat; har bir odamning ehtiyoji yoshi, jinsi va harakatiga bog‘liq — bu tibbiy maslahat emas. Sharbatlar pH i — tipik o‘lchangan oraliqlar (AQSh FDA). Yod bilan titrlashda sharbatdagi boshqa qaytaruvchilar hisobga olinmagan; qorayish tezligi va kraxmal ranglari sxematik; olma laboratoriyasida vaqt 60 marta tezlashtirilgan.

Bilasizmi?

Inson tanasi massasining taxminan 96 % ini to‘rtta element — kislorod, uglerod, vodorod va azot tashkil etadi; kislorodning katta qismi suv tarkibida.
C vitamini yetishmasligidan kelib chiqadigan singa uzoq dengiz safarlarida ko‘plab dengizchilarning o‘limiga sabab bo‘lgan; 1747-yilda shotland shifokori Jeyms Lind apelsin va limon bu kasallikni davolashini tajribada ko‘rsatgan.

Tajribada nima bor

Tajriba hayotiy vaziyatdan boshlanadi: natijani taxmin qilasiz, boshqaruvlarni o‘zgartirib tajriba o‘tkazasiz va xulosa chiqarasiz. Ichida topshiriqlar, nazariya, test va ekskursiya bor — kamera o‘zi harakatlanib, eng muhim joylarni tushuntiradi.

Shu bo‘limdagi boshqa tajribalar

Organik kimyo: tuzilish — 10-sinf
Izomerlar va nomenklatura — 10-sinf
Alkanlar va sikloalkanlar — 10-sinf
Alkenlar va alkadiyenlar — 10-sinf
Polimerlar, kauchuk, tolalar — 10-sinf
Alkinlar, benzol va stirol — 10-sinf
Tabiiy gaz, neft va toshko‘mir — 10-sinf
Spirtlar va oddiy efirlar — 10-sinf
Fenol, aldegid va ketonlar — 10-sinf
Kislotalar, efirlar va sovun — 10-sinf