HIILEN KEMIA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.

Esitys aiheesta: "HIILEN KEMIA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1."— Esityksen transkriptio:

1 HIILEN KEMIA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 ORGAANINEN KEMIA Sidokset: Ionisidos, kovalenttinen sidos, metallisidos Hiilivedyt: Alkaanit, alkeenit, alkyynit Alkoholit Karboksyylihapot Esterit Hiilihydraatit Proteiinit Rasvat 2 2 2 2

3 KEMIALLISISTA SIDOKSISTA
Kysymys: Kuinka monta erilaista kahden kirjaimen sanaa saadaan aikaan kirjaimilla A ja B. Vastaus: Neljä; AA, AB, BA, BB 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

4 ALKUAINEIDEN VÄLISET SIDOKSET
Alkuaineet voidaan jakaa kolmeen ryhmään. Metallit: Sijaitsevat jaksollisen järjestelmän vasemalla puolella (katsojan mukaan) ja luovuttavat mielellään ulkoelektroninsa saadakseen oktetin. Epämetallit: Sijaitsevat jaksollisen järjestelmän oikealla puolella ja pyrkivät vetämään itselleen elektroneja saadakseen oktetin Puolimetallit: Muutama alkuaine metallien ja epämetallien välissä. Ei käsitellä tarkemmin. 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

5 ALKUAINEIDEN VÄLISET SIDOKSET
Tarkastellaan vain metalleja ja epämetalleja. Tällöin voi syntyä vain kolme sidostyyppiä. Metallisidos: Metalliatomi sitoutuu toisen metalliatomin kanssa. Ionisidos: Metalliatomi sitoutuu epämetalliatomin kanssa. Sidosta sanotaan ionisidokseksi Kovalenttinen sidos: Epämetalliatomi sitoutuu toiseen epämetalliatomiin. Syntynyt sidos on kovalenttinen 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

6 KEMIALLISISTA SIDOKSISTA
Kemiallisen sidoksen tyyppi riippuu atomin elektronikuorien rakenteesta. Elektronikuoria on useita. Ensimmäiselle kuorelle mahtuu kaksi elektronia, toiselle kahdeksan ja kolmannelle kuorelle kahdeksantoista. Elektronioktetilla tarkoitetaan tilannetta, jossa ulommaisimmalla elektronikuorella on kahdeksan (vedyn ja litiumin tapauksessa kaksi) elektronia. Atomien välisissä sidoksissa atomit pyrkivät saamaan elektronioktetin eli kahdeksan elektronia uloimmalle kuorelle. Alkuaineen atomin ulommaisen kuoren elektronien määrä saadaan selville sarakkeesta, jossa se sijaitsee jaksollisessa järjestelmässä. 6 6 6 6

7 KYSYMYKSIÄ Montako ulkoelektronia on hapella.
Miten sidoksessa happi saa oktetin Montako ulkoelektronia on fluorilla Miten sidoksessa fluori saa oktetin Montako ulkoelektronia on typellä Miten sidoksessa typpi saa oktetin Montako ulkoelektronia on boorilla Miten sidoksessa boori saa oktetin 7 7 7 7

8 IONISIDOS Metallit sitoutuvat epämetallien kansaa. Metalli luovuttaa epämetallille elektronin/elektroneja ja molemmat saavuttavat oktetin. Metallin luovuttaessa elektronin se saa plusvarauksen (syntyy plusmerkkinen ioni) ja epämetallin ottaessa vastaan elektronin se saa miinusvarauksen (syntyy miinusmerkkinen ioni). Koska varaukset ovat vastakkaismerkkisiä, ne vetävät toisiaan puoleensa ja syntyneet ionit sitoutuvat toisiinsa sähköisin voimin. Yhdistettä kutsutaan ioniyhdisteeksi 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8

9 IONISIDOKSISTEN AINEIDEN NIMISTÄ
Kun epämetalli-atomeja on sidoksessa yksi, nimi päättyy -di päätteeseen. Jos sidoksessa on useita epämetalleja nimi päättyy -aatti tai -iitti-päätteisiin Esim. NaCl=Natriumkloridi: Metalliatomi sitoutuu toiseen epämetalliatomiin. Na3S =natriumsulfidi: Kolme metalliatomia sitoutuu epämetalliatomiin. AgNO3= natriumnitraatti; Hopea-atomi sitoutuu neljään epämetalliatomiin. 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

10 KOVALENTTISIDOS Epämetalliatomi sitoutuu toisen epämetalliatomin kanssa. Koska molemmat pyrkivät vetämään ulkoelektroneja puoleensa, ne joutuvat jakamaan elektroneja päästäkseen oktettiin. Itse sitoutuminen tapahtuu näiden yhteisten elektronien avulla. Syntyy molekyyliyhdiste Esim. H2= vetymolekyyli, H2O=vesimolekyyli. Hiili sitoutuu orgaanisissa molekyyleissä toiseen kovalentilla sidoksella 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

11 METALLISIDOS Metallit pyrkivät oktettiin luovuttamalla elektroneja
Koska kumpikaa atomi ei halua ottaa vastaa luovutettuja elektroneja, ne jäävät vapaaksi ja voivat liikkua vapaasti ympäri ainetta. Nämä vapaasti liikkuvat elektronit sitovat metalliatomit toisiinsa. 11 11 11 11

12 KYSYMYKSIÄ Millainen sidos syntyy natriumin ja fluorin kesken. Piirrä siitä kaavakuva, jossa näkyy uloin elektronikuori Millainen sidos syntyy kahden happiatomin kesken. Piirrä siitä kaavakuva, jossa näkyy uloin elektronikuori Millainen sidos syntyy kahden kaliumatomin kesken. Millainen sidos syntyy kalsiumin ja hapen kesken. Piirrä siitä kaavakuva, jossa näkyy uloin elektronikuori 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12

13 KYSYMYKSIÄ Millainen yhdiste (yhdisteen kaava) syntyy yhden magnesiumatomin ja fluorin kesken. Piirrä kuva Millainen yhdiste (yhdisteen kaava) syntyy yhden hiilen ja hapen välille. Piirrä kaavakuva. 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13

14 KYSYMYKSIÄ Kloori ja magnesium muodostavat yhdisteen. Arvioi oktettisäännön perusteella, millainen yhdisteen kaava voisi olla. Yksi hiiliatomi ja vetyatomeja muodostavat yhdisteen. Millainen yhdisteen kaava voisi olla. Vety ja happi muodostavat yhdisteen. Millainen yhdisteen kaava voisi olla. Kaksi hiiliatomia ja vetyatomeja muodostaa yhdisteen. Mikä on yhdisteen kaava 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14

15 HIILEN ALLOTROPIAT Grafiitti: yleisin muoto, muodostuu verkkomaisista tasoista. Timantti: Kolmiulotteinen pyramidimainen rakenne Fullereeni: pallomainen molekyyli Grafeeni: grafiitista erotettu yksittäinen taso 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15

16 HIILEN ALLOTROPIAT 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16

17 HIILEN SIDOS Hiili muodostaa muiden epämetallien kanssa kovalenttisia sidoksia. Orgaanisissa molekyyleissä hiilen jokainen ulkoelektroni osallistuu sidoksiin. = 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17

18 ORGAANISET YHDISTEET Sisältävät pääosin hiiltä ja vetyä ja pieniä määriä muita alkuaineita Koostuvat useista erilaisista hiilivedyistä. Kestävät huonosti kuumentamista Samaa molekyylikaavaa voi vastata useita eri rakennekaavoja (isomeria) Hiiliketju usein pitkä Molekyyliyhdisteitä eli sidokset ovat kovalenttisia Liukenevat huonosti veteen 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18

19 HIILIVETYJEN RYHMITTELY
Koostuvat hiilestä ja vedystä Hiilivedyt voidaan jakaa Yhdisteen rakenteen perusteella Avoketjuiset Alisykliset yhdisteet Aromaattiset eli bentseenirenkaiset Hiili-hiili sidoksen sidoslukumäärän perusteella Yksinkertaisia sidoksia sisältävät yhdisteet Kaksinkertaisia sidoksia sisältävä yhdisteet Kolmikertaisia sidoksia sisältävät yhdisteet 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19

20 AVOKETJUISET HIILIVEDYT
Suora hiiliketju: Haaraantunut hiiliketju 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

21 ALISYKLISET (ALIFAATTISET) HIILIVEDYT
Hiiliketju muodostaa renkaan: Nimessä syklo-etuliite. Esim syklopentaani Aromaattiset: Sisältä- vät bentseenirenkaan 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21

22 HIILI-HIILI SIDOSTEN LUKUMÄÄRÄ
Yksinkertainen sidos: Sidos muodostuu kun molemmat hiiliatomit antavat yhden elektronin sidokseen. Kaksoissidos: Sidos muodostuu, kun molemmat hiiliatomit antavat kaksi elektroni sidokseen. Kolmoissidos: Sidos muodostuu, kun molemmat hiiliatomit antavat kolme elektronia sidokseen. 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22

23 HIILIVETYJEN OMINAISUUKSIA
Palavat hyvin Liukenevat heikosti veteen Käytetään energian lähteenä ja kemian teollisuuden raaka-aineena tai liuottimena Lyhyet hiilivedyt ovat kaasuja (1- 4 hiiltä), pitemmät nesteitä tai kiinteitä. Luonnossa esimerkiksi maaöljyssä ja maakaasussa. 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23

24 HIILIVEDYT JA NIIDEN NIMEÄMINEN
Orgaanisen yhdisteen runkona on usein hiilivety Hiilivedyt jaetaan sidoslukumäärän mukaan seuraavasti Alkaanit Alkeenit Alkyynit 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24

25 Sisältävät vain yksinkertaisia sidoksia
ALKAANIT Sisältävät vain yksinkertaisia sidoksia Nimessä -aanipääte; Esim. Metaani, etaani, propaani, butaani, pentaani, heksaani, heptaani, oktaani Ovat tyydyttyneitä 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

26 YKSINKERTAISET HIILIVEDYT
26 26 26 26 26 26 26 26 26 26

27 NIMEÄ CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH3 CH4
27 27 27 27 27 27 27 27 27 27

28 PIIRRÄ RAKENNE KAAVA SEURAAVILLE YHDISTEILLE
Heksaani Metaani Propaani Butaani 28 28 28 28 28 28 28 28 28

29 ALKEENIT Sisältävät kaksoisidoksia
Nimessä -eeni pääte. Esim penteeni, hepteeni jne. Ovat tyydyttymättömiä, koska sisältävät useampikertaisia sidoksia. Kaksoissidoksen paikka ilmaistaan numerolla (mahdollisimman pienellä numerolla hiiliketjun päästä laskien). Esim 2-penteeni (CH3-CH2=CH2- CH2-CH3 ) 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29

30 ALKYYNIT Sisältävät kolmoissidoksia
Nimessä -yyni pääte. Esim pentyyni, heptyyni jne. Ovat tyydyttymättömiä, koska sisältävät useampikertaisia sidoksia Kolmoissidoksen paikka ilmaistaan numerolla samaan tapaan kuin kaksoissidoksella 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

31 HARJOITUKSIA Ovatko seuraavat yhdisteet tyydyttymättömiä vai tyydyttyneitä. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH1=CH1-CH3 CH3-CH2=CH2-CH2=CH2-CH3 CH3-CH2-CH3 CH3-C≡C-CH3 31 31

32 TYYDYTTYMÄTTÖMÄT HIILIVEDYT
32 32 32 32 32 32 32 32 32 32

33 NIMEÄ Nimeä CH2=CH1-CH2-CH3 CH3-CH2-CH1=CH1-CH3 CH2=CH1-CH3
33 33 33 33 33 33 33 33 33 33

34 NIMEÄ Nimeä CH≡CH1-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-C≡C-CH3 CH≡C-CH2
34 34 34 34 34 34 34 34 34 34

35 PIIRRÄ RAKENNE KAAVA SEURAAVILLE YHDISTEILLE
Hekseeni Eteeni pentaani butaani 3-hepteeni 2-hekseeni propeeni 35 35 35 35 35 35 35 35 35

36 PÄÄTTELE Päättele kaavan perusteella onko yhdisteessä kaksois- tai kolmoissidoksia ja nimeä yhdiste sen jälkeen CH2CH1CH2CH3 CH3CH2CH2CCH CH2CH1CH3 CH3CCCH2CH3 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36

37 NIMEÄ Nimeä 37 37 37 37

38 PIIRRÄ RAKENNE KAAVA SEURAAVILLE YHDISTEILLE
Propyyni 2-butyyni 3-hepteeni 2-hekseeni 38 38 38 38 38 38 38 38 38

39 HAARAUTUNEIDEN HIILIVETYJEN NIMEÄMINEN
Pisin mahdollinen hiiliketju muodostaa nimen rungon. Haarautunut osa loppuu -yyli päätteeseen. Esimerkiksi metyyli, etyyli, propyyli jne. Haarautuneen osan sijainti ilmoitetaan numerolla lähimmästä rungon päästä. 39 39 39 39 39 39 39 39 39 39

40 ESIMERKKI 3-metyylipentaani 4-propyyliheptaani 40 40 40 40

41 NIMEÄ b a d c 41 41 41 41

42 PIIRRÄ RAKENNE KAAVA SEURAAVILLE YHDISTEILLE
2-metyyliheptaani 4-propyylinonaani 3-etyyliheptaani 42 42 42 42 42 42 42 42 42

43 PIIRRÄ NIMEN AVULLA RAKENNE JA PÄÄTTELE SEN PERUSTEELLA ONKO NIMI HYVIN MUODOSTETTU
2-propyyliheptaani 3-metyyliheksaani 3-butyyliheptaani 3-etyylioktaani 43 43 43 43 43 43 43 43 43

44 YHTEENVETO HIILIVETYJEN NIMISTÄ
Pisin hiiliketju antaa nimen hiilivedyn rungolle Jos hiiliketju sisältää kolmoissidoksia nimi päättyy yyni-päätteeseen. Esimerkiksi heksyyni Jos hiiliketju sisältää kaksoissidoksia nimi päättyy eeni-päätteeseen. Esimerkiksi propeeni Jos hiiliketju ei sisällä kaksois- eikä kolmoissidoksia, nimi päättyy aani-päätteeseen. Jos hiiliketju sisältää sivuhaaroja niiden nimet päättyvät yyli-päätteeseen. Esimerkiksi propyyli 44

45 ALKOHOLIT Funtionaalinen ryhmällä tarkoitetaan orgaanisen molekyylin atomiryhmää, joka reagoi kemiallisessa reaktiossa. Alkoholin funktionaalinen ryhmä on hydroksyyliryhmä -OH. Alkoholien nimeäminen: Hiiliketjunimi+oli pääte (oikeastaan -anoli). 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45

46 ALKOHOLIMOLEKYYLEJÄ butanoli 2- heksanoli

47 NIMEÄ a b c e d 47 47 47 47

48 PIIRRÄ RAKENNE pentanoli 2-butanoli 3-heksanoli etanoli 48 48 48 48

49 ALKOHOLIEN OMINAISUUKSIA
Lyhytketjuiset neutraaleja nesteitä Pitkäketjuiset kiinteitä Pienet liukenevat veteen. liukenevuus paranee, OH- ryhmien lisääntyessä Liuottimia. Liuottavat mm. rasvoja 49 49 49 49 49 49 49 49 49 49 49 49 49

50 Työ: Tutkitaan erilaisten alkoholien ph-arvoja, liukoisuutta veteen ja ruokaöljyyn, suolan liukenemista ja alkoholin palamista. Tulokset kirjataan taulukkoon. AINE pH LIUKOISUUS: VESI LIUKOISUUS: RUOKAÖLJY SUOLAN LIUKENEMINEN PALAMINEN

51 YKSIARVOISIA ALKOHOLEJA
Yksiarvoisessa alkoholissa on yksi OH-ryhmä. Etanoli (C2H5OH): Alkoholijuomissa. Valmistetaan käymisreaktiossa. Vahvat alkoholit tislataan miedoista alkoholeista. Liuottaa aivosoluja. Käytetään myös polttoaineena. Metanoli (CH3OH): Myrkyllinen. Liuotin ja muovien raaka-aine 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51

52 MONIARVOISIA ALKOHOLEJA
Moniarvoisessa alkoholissa on useita OH-ryhmiä Glykoli (C2H4(OH)2) : Myrkyllinen. Jäänestoaineena jäähdyttimissä. 52 52 52 52 52 52 52 52 52 52 52 52 52

53 GLYSEROLI Glyseroli (C3H5(OH)3): Ei ole myrkyllinen. Käytetään liuottimena, ja kosteuden säilyttäjänä. Rasvan tärkeä osa 53 53 53 53 53 53 53 53

54 KSYLITOLI JA SORBITOLI
Ksylitoli ja sorbitoli: makeutusaineina ja elintarvikkeiden rakenteen säätelijöinä. Ksylitoli Sorbitoli 54 54 54 54 54 54 54 54

55 ALKOHOLIEN REAKTIOTA Valmistus (etanoli):
C6H12O6 --> 2 C2H5OH + 2CO2 Palaminen: C2H5OH + 3O2 --> 2CO2 + H2O + energiaa 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55

56 KARBOKSYYLIHAPOT Sisältävät karboksyyliryhmän -COOH.
Ovat heikkoja happoja CH3COOH -> CH3COO- + H+ Valmistetaan ”hapettamalla” alkoholeja esim. kromitrioksidin avulla (CrO3) C2H5OH → CH3COOH Lyhytketjuiset nesteitä, pitkäketjuiset kiinteitä Nimeäminen: Hiiliketjunimen loppuun lisätään happo-pääte 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56

57 Tehtäviä 1 Nimeä CH3CH2CH2COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2CH2COOH CH3COOH 57

58 Tehtäviä 2 Piirrä rakenne Butaanihappo Pentaanihappo Metaanihappo
propaanihappo 58 58 58 58 58 58

59 KARBOKSYYLIHAPPOJEN ESIINTYMINEN
Esiintyy marjoissa, hedelmissä raparperissa. Muurahaishappo eli metaanihappo (HCOOH): Nokkosissa ja muurahaisissa Etikkahappo eli etaanihappo (CH3COOH): Säilöntäaine, Propionihappo eli propaanihappo (C2H5COOH): Syntyy juuston valmistuksessa, Säilöntäaine, Voihappo eli butaanihappo (C3H7COOH): Syntyy voin härskiintyessä 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59

60 MUITA KARBOKSYYLIHAPPOJA
Oksaalihappo: Raparperien lehdissä, sitoo kalsiumia Maitohappo: Jugurteissa, piimässä, syntyy lihaksissa kovan harjoittelun seurauksena Askorbiinihappo: C-vitamiini: Hyviä lähteitä ovat kaali, mustaherukka. Asetyylisalisyylihappo: Aspiriinissa Bentsoehappo: Säilöntäaineita Viinihappo, Sitruunahappo: Happamuudensäätöaine 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60

61 ESTERIT Sisältää esteri ryhmän eli COO-ryhmä Valmistaminen:
Karboksyylihappo + alkoholi → esteri + vesi C2H5COOH + CH3OH → C2H5COOCH3 + H2O Nimeäminen:Hapon nimi + alkoholia vastaavan hiilivedyn nimi + ”esteri” 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61

62 ESTERIT Lyhytketjuisina käytetään haju- ja makuaineina
Pitkäketjuisina esiintyy vahoina (mehiläisvaha) tai muoveina (polyesteri) 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62

63 Tehtäviä 3 Nimeä aine CH3COOCH3 CH3COOCH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2COOCH2CH3
63 63 63 63 63 63

64 Tehtäviä 4 Piirrä rakenne
Butaanihapon etyyliesteri Pentaanihapon metyyliesteri Metaanihapon butyyliesteri Propaanihapon pentyyliesteri Sinun on valmistettava yllä olevia aineita. Kirjoita niihin sopiva reaktioyhtälö. Kuhunkin sekä sanallisesti että kaavan muodossa 64 64 64 64 64 64

65 ESTERIEN VALMISTUS Mittaa koeputkeen 1 3 ml propanolia ja 3 ml etaanihappoa Mittaa koeputkeen 2 1 ml pentanolia ja 3 ml etaanihappoa. Lisää molempiin koeputkiin rikkihappoa (5-10 tippaa) katalyytiksi Kuumenna koeputkia vesihauteessa n. viisi minuuttia. (Vesihaudetta lämmitetään kaasu-polttimella ). Anna koeputkien jäähtyä. Ota kahteen keitinlasiin ohut kerros kylmää vettä. Kaada koeputkien sisältö omaan keitinlasiinsa. Haistele höyryjä. Miltä ne haisevat 65 65 65 65 65 65

66 HIILIHYDRAATIT Kaikki hiilihydraatit koostuvat perussokereista eli monosakkarideista, joita ovat esimerkiksi fruktoosi (hedelmäsokeri), glukoosi (rypälesokeri) ja galaktoosi. Voidaan jakaa monosakkarideihin, disakkarideihin ja polysakkarideihin Monosakkaridit koostuvat yhdestä perussokeri-molekyylistä Monosakkaridit ovat siis sokereita. Disakkaridit koostuvat kahdesta perussokeri-molekyylistä. Esim sakkaroosi (glukoosi-fruktoosi), maltoosi (glukoosi- glukoosi) ja laktoosi (glukoosi-galaktoosi) Polysakkaridit koostuvat useista sokerimolekyyleistä. Esim Tärkkelys, pektiini, selluloosa jne. 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66

67 GLUKOOSI, FRUKTOOSI JA SAKKAROOSI
67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67

68 FRUKTOOSIN JA GLUKOOSIN OSOITTAMINEN
Puoli lusikallista fruktoosia ja glukoosia eri koeputkiin. Lisätään vettä sen verran että sokerit liukenevat. Lisätään kolmanteen koeputkeen pelkkää vettä. Lisätään kaikkiin koeputkiin 5-10 pisaraa kuparisulfaattia (CUSO4 ) ja sen verran natriumhydroksidia, että liuos muuttuu siniseksi. Kuumenna koeputkia vesihauteessa muutama minuutti. Ei saa kiehua. Mitä tapahtuu. 68 68 68 68 68 68

69 HIILIHYDRAATIT: TÄRKKELYS
Koostuu tuhansista glukoosiyksiköistä Haaroittunut molekyyli on amylopektiini Suora on amyloosi 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69

70 TÄRKKELYKSEN OSOITTAMINEN
Ota tutkittava näyte. Tiputa sille pari pisaraa jodiliuosta. Liuos muuttuu tumman siniseksi jos siinä on tärkkelystä Tee koe perunalle, leivälle, juustolle, omenalle, muroille, riisille ja rusinalle. 70 70 70 70 70 70

71 HIILIHYDRAATTIEN MERKITYS RAVINNOSSA
Kasvaminen Aineenvaihdunta Energialähteenä. Lämmön ylläpito Ravintokuituna ruuansulatuksessa 71 71 71 71

72 VALKUAISAINEET 72 72 72 72

73 VALKUAISAINEET Kutsutaan myös proteiineiksi Koostuvat aminohapoista
Aminohapot Ovat valkuaisaineiden rakenneosia Ovat aineita, joissa samaan hiili- atomiin on liittyneenä aina sekä aminoryhmä NH2 että karboksyyliryhmä COOH Ovat sekä happoja että emäksiä 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73

74 PROTEIININ OSOITTAMINEN
Koeputkeen 2 ml munanvalkuaista/perunajauhoa. Lisää putkeen 5-10 tippaa natriumhydroksidia NaOH Lisää putkeen 5-10 tippaa kuparisulfaattiliuosta CUSO4. Ravistele. Jos liuos on sinertävää näyte ei sisällä proteiinia, Jos taas liuos on violettia, lilaa, vaaleanpunaista tai punaista on näytteessä proteiinia. 74 74 74 74 74 74

75 VALKUAISAINEET Ovat rakenteeltaan aminohapoista koostuvia rihmastoja, jotka ovat kihartuvat, taittuneet ja laskostuneet. Esiintyvät soluissa vesiliukoisina pieninä keräsinä, joita ylläpitää heikot sidokset. Ovat 20 erilaisen aminohapon muodostamia polypeptidiketjuja, joissa aminohappoja yhdistää peptidisidos. 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75

76 VALKUAISAINEIDEN RAKENNE
76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76

77 VALKUAISAINEIDEN TUHOUTUMINEN
Koagulointi: Ensimmäisessä vaiheessa valkuaisaine denaturoituu (tuhoutuu), jolloin sen kemiallinen rakenne muuttuu ja kierteisyys avautuu Toisessa vaiheessa avautuneiden molekyylien välille muodostuu ristisidoksia ja valkuaisaine hyytyy (saostuu). 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77

78 VALKUAISAINEIDEN MERKITYS RAVINNOSSA
Solujen kuivamasta proteiinia n. 50% Ihminen tarvitsee valkuaisaineita mm. Solujen rakennusaineeksi (lihasten kasvu) Nestetasapainon tasapainon ylläpitämiseen Immuunipuolustuksen. Solujen väliseen signaalien välitykseen Entsyymit toimivat reaktioiden ohjaajina 78 78 78 78 78 78

79 ENTSYYMIT Entsyymit ovat proteiineja
Entsyymit katalysoivat tiettyjä reaktioita Entsyymit toimivat avain-lukko periaatteella eli tietty entsyymi katalysoi vain tiettyä reaktiota. Entsyymien nimi päättyy usein -aasi päätteeseen 79 79 79 79 79

80 PERUNA KATALYYTTINÄ Otetaan raaka ja keitetty peruna.
Tiputetaan perunapalojen päälle vetyperoksidia. Raa´an perunan pinnalla peroksidi kuohuu. Raa´n perunan entsyymi nopeuttaa vetyperoksidin hajoamista. Keitettäessä entsyymit tuhoutuvat. 80 80 80 80 80 80

81 RASVAT Rakenteeltaan estereitä
Muodostuvat glyserolista ja kolmesta karboksyylihaposta (rasvahaposta) Rakenne 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81

82 RASVAT Eläinrasvat Kasvirasvat
Tyydyttyneitä (= Rasvahappo-osassa ei ole kaksoissidoksia hiilien välillä) Kovia ja kiinteitä Kasvirasvat Tyydyttymättömiä (= Rasvahappo-osassa on yksi tai useampi kaksoissidos) Pehmeitä tai nestemäisiä. Mitä enemmän kaksoissidoksia sitä juoksevampaa. 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82

83 RASVAT Ovat välttämättömiä ihmiselle Eivät liukene veteen
Vararavintona Tärkeä osa rasvaliukoisten vitamiinien (A-vitamiini) imeytymisessä Sisältävät elimistöllä hyödyllisiä rasvahappoja (karboksyylihappoja) kuten välttämättömät linolihappo ja alfalinoleenihappo. Eivät liukene veteen 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83

84 KOLESTEROLI Rasvan kaltainen aine
LDL-kolesteroli: Paha kolesteroli: Kuljettaa kolesterolin verestä soluihin HDL-kolesteroli: Hyvä kolesteroli; Kuljettaa kolesterolin soluista maksaan hajotettavaksi 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84

85 TENSIDIT Kemiallisia yhdisteitä, joissa toinen pää on hydrofiilinen (vesihakuinen) ja toinen on rasvaliukoinen ja samalla hydrofobinen (vesipakoinen) Tunkeutuvat vesiliuoksessa vesimolekyylien väleihin pienentäen pintajännitystä Rasvaliukoinen pää tunkeutuu rasvalikaan ja tarttuu siihen. Hydrofiilinen pää vetää rasvamolekyylin vesiliuokseen Saippua on eräs tensidi 85 85 85 85

86 PESUTAPAHTUMA 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86

87 HIILI POLTTOAINEENA Kivihiili: Muodostuu geosyklissä turpeessa
Puuhiili:Kuivatislataan puuta Raakaöljy: Öljystä tislataan useita tuotteita. 87 87 87 87 87 87 87 87 87 87 87 87 87

88 Öljyn tislaus 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88

89 RAAKAÖLJYN JALOSTUS Raakaöljyn jalostustuotteet painon mukaan
Nestekaasu Bensiini Petroli Kevyt polttoöljy eli diesel Raskas polttoöljy Bitumi: asfaltin raaka-aine 89 89 89 89 89 89 89 89 89 89 89 89 89

90 MUOVIT Muovattavia Keveitä, lujia ja kestäviä ja ovat sähköeristeitä.
Kestävät korroosiota => luontoon heitettyinä eivät häviä Muovit voidaan jakaa Kertamuoveihin: Kestomuoveihin: Elastomeerit (kumit): Materiaaleja voidaan venyttää vähintään kaksinkertaiseen pituuteen. 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90

91 MUOVIEN LIITTÄMINEN Liittämisen päätyypit:
Mekaaninen liittäminen: Kierteet, niitit, snappiliitos, ahdistusliitos Liimaus Hitsaus: Sulatetaan liitettävät osat ja lisäaine lämmön avulla ja paineella sekoitetaan sulat toisiinsa. Annetaan jäähtyä. Muovit, joiden sulamislämpötila-alue on kapea, ovat helpompia hitsata. On varottava muovin palamista ja epäpuhtauksia. 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91

92 KERTAMUOVIT Muodostuvat polymeeriverkoista.
Rakenne rikkoutuu kuumennettaessa eli voidaan muovata vain kerran. Hyvät mekaaniset ominaisuudet ja säilyttää hyvin muotonsa. Lämmön- ja kosteudenkesto ovat hyviä. Käytetään esim. kalvoihin, pulloihin (polyesteri), pinnoitteisiin,lasi- hiili- ja aramidi komposiittimateriaaleihin, veneisiin (epoksit) ja Johteet, eristelevyt ja -vaahdot, kulutuspinnat, kaapelien vaipat, ketjupyörät, vaahtomuovi (polyuretaani) 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92

93 KESTOMUOVIT Rakenne ei rikkoudu kuumennettaessa (voidaan muovata uudelleen useita kertoja) Muodostuvat pitkistä polymeeriketjuista, jotka sitoutuvat toisiinsa heikoilla sidoksilla. Lämmitettäessä polymeeriketjut pääsevät liikkumaan toistensa lomitse. Rakenne on järjestäytymätön eli amorfinen, jolloin polymeerin molekyyliketjut ovat sotkeentuneet toisiinsa ilman järjestystä. Ei ole tarkkaa sulamispistettä, vaan ne pehmittyvät vähitellen lämpötilan kohotessa. Kestomuoveja ovat mm. polyeteeni PE-LD, PE-HD, akryyli PMMA, Polystyreeni PS, polyvinyylikloridi PVC, polyamidi PA, PET jne. 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93

94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94

95 KESTOMUOVIT Amorfiset kestomuovit,
Läpinäkyviä, hyvä jäykkyys ja virumisen kesto kuormituksessa, pieni muottikutistuma, hyvä muotopysyvyys, heikko kemikaalien kesto, huono kulumiskestävyys, huonot liukuominaisuudet, jännityssäröilyherkkyys Osittain kiteiset muovit Läpinäkymättömiä, hyvät liukuominaisuudet, hyvä kulumiskestävyys, suuri muottikutistuma, hyvä liuottimien ja kemikaalien kesto, pienempi taipumus jännityssäröilyyn 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95

96 TEKNISET MUOVIT Teknisiksi muoveiksi kutsutaan niitä muovilaatuja (useimmiten kestomuoveja), joilla on käyttöä koneenrakennuksessa konstruktiomateriaaleina. Lujia, läpinäkyviä, kemiallisesti kestäviä. Usein pieni kitka, Teknisiä muoveja ovat mm polyamidi PA (koneenosat, vaatteet), akryyli PMMA (maalit), polyoksimetyyli POM (hammaspyörät, liukulaakerit), polytetrafluoretyleeni PTFE (tiivisteet, kalvot, teflon) ja polykarbonaatti PC ja ABS (kotelot, putket, profiilit, veneet). 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96

97 MUOVIEN KÄYTTÖ Sähköteollisuudessa: pistorasiat, sähkölaitteiden kotelot Rakennusteollisuudessa muovi on yleistynyt muun muassa putkituksissa, vesikouruissa, hormeissa, lattiamateriaaleissa, lämmön- ja vedeneristeissä, tiivisteissä ja tapeteissa. Huonekaluteollisuudessa käytetään muovia tuotteiden rakenteissa, verhoiluissa ja laminaateissa. Autoteollisuudessa muovin käyttö on levinnyt sähkölaitteiden ja verhoilun lisäksi tuulettimissa ja putkistoissa puskureissa ja jäähdyttimissä. 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97