1. Chemie a společnost
1.03 Důkaz tuků ve stravě. Projekt Trojlístek
úroveň
1–2–3
Důkaz tuků ve stravě Trojlístek
1. Předmět výuky Metodika je určena pro vzdělávací obsah vzdělávacího předmětu Chemie Chemie.
2. Cílová skupina Metodika je určena pro žáky 2. stupně ZŠ (8. a 9. třída) a nižší 2. stupeň ZŠ (8. a 9. třída) ročníky osmiletých gymnázií (tercie a kvarta). Osmiletá gymnázia (tercie a kvarta)
3. Abstrakt Tuky jsou především potravinami. Ve farmacii se využívají zejména jako krycí a dráždicí prostředky pro kůži, tvoří základ mastí, svým hydrofobním charakterem podporují vstřebávání některých látek. Často také tuky samy o sobě obsahují některé příměsi, jako jsou steroly, lecitiny, vitamíny rozpustné v tucích a jiné látky. Nesmíme opomenout obrovský technický význam tuků, zejména při výrobě barviv, laků a mýdel.
4. Startovní znalosti žáků Předpokládáme znalosti načerpané v 1. a 2. stupni ZŠ v předmětech Prvouka, Vlastivěda, Přírodopis, Chemie a rovněž obecné znalosti jevů každodenního života z oblasti člověk a příroda. Mezi okruhy zájmu patří problematika chemických látek, jejich směsí a chemických reakcí.
Co mají žáci znát: • základní složení potravin (voda, cukr, tuky …); • představu o velikosti atomů a molekul různých látek.
5. Cílové znalosti žáků, nabyté vědomosti, přínos Individuální provedení experimentu přispěje k pochopení složení/struktury látek a jejich fyzikálně-chemických vlastností.
Co se žáci dozví: • Základní informace o tucích. • Závislost fyzikálně-chemických vlastností na velikosti molekuly.
Trojlístek podpora výuky přírodopisu, biologie, fyziky a chemie žáků ve věku 11 až 15 let
2
Důkaz tuků ve stravě Trojlístek
6. Chemikálie, pomůcky a vybavení 6.1 Použité potraviny/chemikálie
DŮLEŽITÉ: Co budu potřebovat, co si mám nachystat, připravit, nakoupit! Na co nesmím zapomenout!
Chléb Salám Sýr Máslo Jablko Mouka
6.2 Pomůcky a laboratorní vybavení Ubrousky (6 kusů) Zdroj tepla (radiátor, fén …)
6.3 Přístrojové vybavení Provedení experimentu měřicích přístrojů.
nevyžaduje
použití
laboratorních
7. Časový harmonogram 7.1 Příprava experimentu
Do doby přípravy experimentu je nutno zahrnout sestavení experimentu z výše uvedených pomůcek. Časy: ČASY: Shromáždění pomůcek, nádobí a chemikálií odhadujeme na maximálně 5 minut. 5 minut
7.2 Realizace experimentu
Provedení tohoto pokusu je velice jednoduché a je možno pozorovat průběh reakcí (pokud k nim dojde) v reálném čase. Časy: Dobu experimentu odhadujeme na cca 15 minut.
15 minut
8. Laboratorní postup Na každý ubrousek dáme jednu potravinu; následně ubrousek přehneme a přitiskneme k potravině. Potravinu vyndáme po jedné minutě z ubrousku a poté ubrousky položíme na 5 minut na topení (k vysušení případně použijeme jiný zdroj tepla, např. fén). Trojlístek podpora výuky přírodopisu, biologie, fyziky a chemie žáků ve věku 11 až 15 let
3
Důkaz tuků ve stravě Trojlístek
9. Princip experimentu Z chemického hlediska jsou tuky estery vyšších karboxylových Tuky jsou estery (tzv. mastných) kyselin s trojsytným alkoholem glycerolem. Řadí se mezi jednoduché lipidy. Zpravidla jsou esterifikovány všechny tři hydroxyskupiny glycerolu, proto jde o triacylglyceroly. Triacylglyceroly mohou obsahovat tři shodné acylové zbytky nebo může být každá hydroxyskupina esterifikována rozdílnou kyselinou.
Příklad strukturního vzorce tuku; tento obsahuje tři různé mastné kyseliny: palmitovou, olejovou a α-linolenovou. Podle skupenství rozlišujeme pevné tuky, u nichž převažují zejména nasycené mastné kyseliny, a oleje, jejichž skupenství je kapalné a které obsahují větší množství nenasycených mastných kyselin. Tuky mohou být původu rostlinného i živočišného. Jako esenciální látky jsou přítomny ve větším či menším množství v každé rostlině. Rostlinné tuky jsou složeny hlavně z nenasycených mastných Rostlinné tuky kyselin. Velký podíl tvoří polynenasycené mastné kyseliny řady n-9 i n-3, nasycených kyselin je málo. Výjimkou jsou olivový a palmový olej a zejména kokosový a palmojádrový tuk. Živočišné tuky obsahují více nasycených mastných kyselin. Živočišné tuky Výjimkou je však rybí olej, obsahující velké množství n-3 polynenasycených mastných kyselin. Tuky umožňují vstřebávání tzv. lipofilních vitamínů (A, D, E, K), Vitamíny rozpustné v tucích a jako zdroj energie pro lidský organismus poskytují energii v dvojnásobném rozsahu než sacharidy nebo bílkoviny. Na ubrousku se objeví mastná skvrna, která po 5 minutách nezmizí, ale zůstane na ubrousku (skvrna vody na ubrousku se po 5 minutách vypaří). Vypařování je skupenská přeměna, při které se kapalina mění na plyn pouze z povrchu (ne z celého objemu jako při varu). Kapalina při vypařování odebírá teplo z okolí. Podle kinetické teorie se z kapaliny vypařují ty molekuly, jejichž Trojlístek podpora výuky přírodopisu, biologie, fyziky a chemie žáků ve věku 11 až 15 let
4
Důkaz tuků ve stravě Trojlístek
energie je dostatečná k překonání kohezních sil a jejichž pohyb směřuje k volnému povrchu kapaliny, takže projdou povrchovou vrstvou a opustí kapalinu. Kapalinu tedy opouštějí molekuly s největší energií. Množství tepla, které je při dané teplotě potřebné k přeměně jednoho kilogramu kapalné látky v plynnou fázi, se nazývá skupenské teplo výparné (vypařovací). Porovnáním velikosti molekul vody a tuku můžeme lehce odvodit, že voda potřebuje na odpaření daleko méně energie než tuk.
10. Bezpečnost práce Použité látky jsou běžně používány. Kromě dodržování zásad bezpečné práce a hygieny práce není třeba věnovat zvýšenou pozornost chemickým rizikům.
11. Poznámky ke strategii výuky Experiment je jednoduchý a časově nenáročný. Rovněž se vyznačuje malou potřebou „laboratorního“ nádobí a nízkou spotřebou „chemikálií“. Při vyhodnocení experimentu by se studenti měli zaměřit na tyto otázky: Co při pokusu pozorujeme, když potravina obsahuje tuk? Ve kterých ze zkoumaných potravin jsme dokázali tuk?
12. Přínos Základním přínosem experimentu z chemického hlediska je porovnání molekul dvou látek a jejich fyzikálně-chemického chování. Z praktického hlediska pokus ukazuje potřebu použití detergentů při odstraňování mastných nečistot, protože se tuky na rozdíl od vody za běžných podmínek neodpaří. Neméně důležitá je osvěta ohledně tuků v potravinách a jejich účinků na lidský organismus.
13. Fotografie Experiment můžeme dokumentovat pořízením fotografií. Trojlístek podpora výuky přírodopisu, biologie, fyziky a chemie žáků ve věku 11 až 15 let
5
