Naravoslovje Gradivo za interno rabo

1. letnik

Pripravila: Jana Rešeta, prof. kem. in biol.

Litija, 2017

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

2

1. POGLED V SVET SNOVI

Vse okoli nas, živa in neživa narava, je iz snovi. Snov je vse, kar ima maso in prostornino. Snov je zrak, voda, kamnine (apnenec, glina), kovine, les, papir, iz snovi je hrana, živa bitja, rastline, živali, človek, itn. Zrak je sestavljen iz mešanice brezbarvnih plinov. Poznamo tudi obarvane pline. Na prvi sliki je v bučki zrak, ki je zmes pretežno iz dušika in kisika. V drugi bučki je vijolična para joda, v tretji bučki pa je oranžna para broma. Brom in jod sta čisti snovi. Plinasti brom in plinasti jod sta primera obarvanih plinov.

zrak (zmes plinov) brom (čista snov) jod (čista snov)

Snovi pa se ne ločijo samo v barvi, pač pa še v številnih drugih lastnostih. Pri segrevanju nekatere snovi spremenijo barvo, druge zagorijo, tretje se stalijo, nekatere pa preidejo v plinasto obliko. Ene snovi se v vodi raztapljajo, druge ne. Ene prevajajo električni tok, druge spet ne, nekatere imajo magnetne lastnosti,.... Vse te in še druge razlike v lastnostih izkoriščamo, da lahko ločimo snovi iz zmesi.

Naravne snovi najdemo v neokrnjeni živi in neživi naravi (voda, kamnine, kapniki v kraških jamah, les, sol, premog, nafta, glina).

Pridobljene snovi pridobivamo iz uporabnih naravnih snovi (železo, aluminij, silicij, žgano apno). Med pridobljene snovi uvrščamo tudi alkohol za razkuževanje ran, zdravila, ki jih lahko pripravijo v laboratorijih ali izolirajo iz rastlin in številni izdelki, narejeni iz plastike (polimeri), kot so polieten, polipropen, teflon.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

3

Shema: Delitev snovi

Snovi so zgrajene iz delcev. Najmanjši delec snovi, ki ga s kemijsko reakcijo ne moremo več razstaviti, je atom. Atomi se lahko med seboj povežejo in tvorijo molekule. Če imajo vsi delci v snovi enake lastnosti, govorimo o čistih snoveh. Čiste snovi so elementi in spojine. Čisto snov, v kateri so vsi atomi enaki, imenujemo element (baker, krom, zlato, ogljik, žveplo, jod). Čisto snov, v kateri so atomi različnih vrst, imenujemo spojina (kuhinjska sol, sladkor, modra galica, kremen, marmor, voda, ogljikov dioksid).

Če se delci v snovi med seboj razlikujejo po svojih lastnostih, govorimo o zmeseh. Zmes je homogena (zrak, zmes kisika in smejalnega plina za anestezijo pri operacijah), raztopina modre galice, raztopina soli, raztopina alkohola v vodi), če je s prostim očesom videti enotna, in heterogena, če je že s prostim očesom videti neenotna. V naravi prevladujejo zmesi.

Po videzu težko sklepamo, ali je snov čista snov ali zmes. Raztopina sladkorja v vodi je na primer homogena zmes. Delci sladkorja so pomešani med delci vode. S poskusom lahko ugotovimo, da pri segrevanju raztopine sladkorja voda izhlapi, ostanejo pa kristali sladkorja. Primer heterogene zmesi je zemlja (prst), saj v njej lahko vidimo kamenje, pesek, vodo. Zlitine so homogene zmesi elementov. Vsebujejo delce različnih kovin, ki se med seboj razlikujejo. Amalgamska plomba je zlitina živega srebra z različnimi kovinami. Bronast kip je narejen iz zlitine bakra in kositra. Bron ima značilen kovinski sijaj, kadar je očiščen, je po barvi podoben bakru.

Vse kovine (razen živega srebra) so v trdnem agregatnem stanju. Imajo kovinski sijaj, visoka vrelišča in tališča, so dobri prevodniki toplote, lahko jih kujemo in vlečemo v žice. V kovinah so prosto gibljivi elektroni, ki se zlahka gibljejo, zato so kovine najboljši električni prevodniki, na primer srebro in baker.

Nekovine, kot so žveplo, fosfor, jod nimajo prostih elektronov, zato električnega toka ne prevajajo. Pravimo jim neprevodniki ali izolatorji. Izjema je ogljik v obliki grafita, ki prevaja električni tok. Nekovin ne moremo kovati ali vleči v žico.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

4

Nekatere kovine, ki so zelo reaktivne, jih v elementarni obliki ne najdemo v naravi, temveč

le v obliki spojin. Hranimo jih v petroleju ali v nereaktivnem žlahtnem plinu. Ioni teh kovin

so za delovanje našega živčevja pomembni, zato jih moramo dobiti s hrano. Nahajajo se

tudi v morski vodi, pridobivajo pa jih v solinah.

Kovinski oksidi nastanejo, ko kovina reagira s kisikom iz zraka. Aluminij hitreje reagira s

kisikom iz zraka kot železo. Pri tem nastane aluminijev oksid, ki se tesno oprime površine

in jo tako ščiti pred nadaljnjim vplivom plinov iz zraka. Zaradi nastalega aluminijevega

oksida je površina predmetov iz aluminija sivkasta. Kovinski sijaj dobi aluminij, če ga

očistimo.

Kovine tudi različno reagirajo z vodo. Pri reakciji nekaterih kovin z vodo nastane

raztopina kovinskega hidroksida, kar dokažemo z indikatorjem fenolftaleinom. Opazimo

tudi mehurčke plina, ki ga dokažemo z gorečo trsko. Nastali plin vodik eksplozivno reagira

s kisikom iz zraka, kar slišimo kot glasni pok. To je dokaz za vodik. Alkalijske kovine so

zelo reaktivne. Natrij je bolj reaktiven od litija, kalij je bolj reaktiven od natrija, ki se v vodi

celo vžge. Natrij in kalij hranimo v petroleju.

Pri reakciji kovine s kislino lahko izhajajo mehurčki plina vodika in nastane v vodi topna

sol kovine.

Reaktivnost kovin lahko ocenimo tudi po tem, kako hitro posamezna kovina reagira s

kisikom. Natrij zelo hitro reagira, saj je zelo reaktivna kovina. Platina zelo počasi reagira s

kisikom, zato je nereaktivna kovina. Na levi strani periodnega sistema so reaktivne kovine.

Alkalijske, zemeljskoalkalijske kovine (razen berilija) in aluminij hitro reagirajo s kisikom,

nekatere prehodne kovine, npr. zlato in platina, zelo počasi.

Lestvica reaktivnosti kovin:

alkalijske kovine > zemeljskoalkalijske kovine > prehodne kovine > žlahtne/plemenite

kovine

Slika: Periodni sistem elementov

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

5

1.1 VARNA UPORABA SNOVI

V vsakdanjem življenju se srečujemo z nevarnimi snovmi, kot so čistila, barvila, premazi,

lepila, sredstva za zatiranje žuželk, kozmetični izdelki, baterije in podobno. Vemo, da

moramo s temi snovmi skrbno ravnati. Tudi, ko jih ne potrebujemo več, jih moramo odlagati

kot posebne odpadke. Pomembno je, da se podučimo, v katerih izdelkih so nevarne

kemikalije, katere nevarnosti so povezane z njimi. Pomembno je tudi, da se znamo

pravilno zaščititi in pravilno ukrepati, če pride do nesreče. Če izdelki vsebujejo snovi, ki so

nevarne za okolje ali za naše zdravje, morajo biti posebej označeni. Najprej opazimo

grafični simbol (piktogram), ki nas takoj opozori na neko nevarnost. V letu 2009 je začel

veljati nov sistem označevanja nevarnih snovi. Nevarna snov je tista, ki ima vsaj eno od

naslednjih nevarnih lastnosti: nevarne fizikalne in kemijske lastnosti, nevarne lastnosti za

okolje, nevarne lastnosti za zdravje. Piktogram nas sicer opozori na neko vrsto nevarnosti,

ne pove pa nam, kako s temi snovmi ustrezno rokovati. Zato so ob piktogramu zapisani še

ustrezni Stavki: stavki o nevarnosti in previdnostni stavki. Previdnostni stavki so

pravzaprav navodila za pravilno ravnanje z nevarno snovjo oz. pravilno ravnanje v primeru

nesreče. Primer stavkov o nevarnosti: v stiku z vodo se sproščajo vnetljivi plini ali lahko

je jedko za kovine. Primer previdnostnih stavkov − preprečevanje: hraniti zunaj dosega

otrok, zaščititi pred vlago ali hraniti na hladnem. Primer previdnostnih stavkov − odziv: s

krtačo odstraniti razsute delce s kože, kožo izprati z vodo/prho ali izprati usta.

Stari simboli:

vnetljivo zdravju škodljivo

eksplozivno oksidativno

strupeno Jedko okolju

nevarno

Novi simboli:

vnetljivo akutna

nevarnost eksplozivno oksidativno

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

6

akutna

strupenost jedko

okolju nevarno

plin pod tlakom

Nov piktogram, ki ga ne najdemo med starimi simboli, označuje vsebnost

nevarnih snovi: za vdihavanje, ki vplivajo na sposobnost razmnoževanja, ki

povzročajo raka, ki povzročajo dedne spremembe (mutagene snovi).

Primer označevanja nevarne snovi, ki jo lahko vidimo na etiketi embalaže čistila.

Kadar delamo s kemikalijami v šoli, se moramo primerno zaščititi, saj je večina kemikalij,

s katerimi delamo, nevarnih. Za zaščito telesa uporabljamo zaščitni plašč, za zaščito rok

uporabljamo zaščitne rokavice, za zaščito oči pa očala. Strupene snovi lahko vstopajo v

našo telo skozi dihala, ki jih lahko zaščitimo z raznimi maskami. Eksperimente pa lahko

izvajamo v digestoriju. To je posebna omara, v kateri lahko delamo eksperimente skozi

odprtino v stekleni steni. Ventilator pa nevarne snovi odstranjuje v zunanji zrak in tako

preprečuje, da bi se snovi širile v prostor učilnice.

Slika: Digestorij

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

7

Pri delu v laboratoriju uporabljamo laboratorijske pripomočke. Za raztapljanje snovi, segrevanje raztopin in izvajanje kemijskih reakcij v raztopinah v laboratoriju uporabljamo različne steklene pripomočke, npr. epruvete, bučke, čaše in erlenmajerice.

Za določanje prostornine ali volumna raztopin uporabljamo umerjeno steklovino, npr. merilne valje, merilne bučke, pipete in birete.

V laboratoriju uporabljamo tudi različne vrste lijev. Navadni lij uporabljamo za filtracijo trdnega preostanka iz reakcijske zmesi. Različico navadnega lija s kratkim vratom imenujemo kristalizacijski lij in ga uporabljamo za filtracijo vročih raztopin, iz katerih v hladnem izkristalizirajo produkti. Lij ločnik uporabljamo za ločevanje zmesi tekočin, ki se ne mešajo. Ob ločevanju tako dobimo dve plasti - spodnjo z večjo in zgornjo z manjšo gostoto. Za filtriranje kristalov po kristalizaciji uporabljamo Buechnerjev lij ali nučo, ki je izdelana iz porcelana ali posebnega stekla.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

8

Za zajemanje trdnih snovi v laboratoriju uporabljamo lopatke in spatule. Za dodajanje manjših količin tekočin pa uporabimo različne izvedbe kapalk, lahko tudi puhalko.

Mnoge kemijske reakcije ne potekajo pri sobni temperaturi, zato je treba reakcijo izvajati

pri povišani temperaturi. Segrevamo lahko z gorilnikom (s stojalom) ali z grelno ploščo.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

9

Za mešanje reakcijskih zmesi v laboratoriju uporabljamo steklene palčke, za spremljanje

temperature pa uporabljamo termometre z različnim razponom skale. Zadnje čase so

pogosto v uporabi digitalni termometri.

Terilnica in izparilnica sta porcelanasti posodi. Terilnico uporabljamo za drobljenje trdnih

snovi s pestilom. Izparilnico pa uporabimo, kadar reakcijske zmesi segrevamo do visokih

temperatur, npr. pri izparevanju topila.

Hladilnik uporabljamo za kondenzacijo par pri segrevanju reakcijskih zmesi, npr. pri

destilaciji.

Ko sestavljamo aparature, buče, hladilnike, lije in drugo steklovino pritrjujemo na ustrezna

stojala s kovinskimi mufami, prižemami in obroči.

Prižeme so na mestu stika s steklovino običajno obložene s pluto ali gumo, da je

onemogočen neposreden stik stekla in kovine, saj na tem mestu steklo rado poči.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

10

Mufa

Prižema

Obroč

1.2 POLIMERI

Na vsakem koraku se srečujemo z izdelki iz materialov plastike ali polimerov. Polimeri je

molekula, ki je zgrajena iz veliko manjših molekul – monomerov.

Besedi monomer in polimer izhajata iz grščine:

monomer (gr. iz enega dela): mono (ena) + meros (del)

polimer (gr. iz mnogo delov): polys (mnogo) + meros (del)

Kemijski reakciji, kjer se združujejo majhne molekule, pravimo polimerizacija.Poznamo

različne vrste polimerizacij. Če je monomer nenasičena spojina, poteče adicijska

polimerizacija. Pri tem se cela molekula monomera doda (adira) na en konec nastajajoče

molekule polimera.

Naravni polimeri so izredno razširjeni in raznoliki. Gradijo telesa živih organizmov,

omogočajo njihovo delovanje ter prenos snovi po telesu. Organizme ščitijo pred plenilci

in okoljskimi vplivi, hkrati pa živa bitja z njihovo pomočjo lovijo plen. Primer naravnih

polimerov so ogljikovi hidrati (celuloza - sestavni del lesa, hitin - gradi ogrodja insektov,

rakov, škrob – zaloga energije) in beljakovine (nepogrešljive sestavine žive snovi).

Danes obstaja nepregledna množica umetnih polimerov ali sinteznih polimerov, ki jih

poznamo tudi kot umetne mase oz. „plastika“ (npr. polivinil, stiropor, najlon,...). Zaradi

široke uporaba pa povzročajo polimeri hudo obremenitev za okolje, ker so praktično

nerazgradljivi. Težave so že tolikšne, da v nekaterih državah (tudi v Sloveniji), kljub

organiziranemu zbiranju in recikliranju plastike, razmišljajo, da bi popolnoma prepovedali

uporabo plastičnih vrečk. Zaradi okoljskih problemov poskušajo danes znanstveniki

izdelati takšne sintezne polimere, ki bi bili v naravi razgradljivi ter neškodljivi.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

11

PRIMERI SINTEZNIH POLIMEROV

Polieten je eden izmed najbolj znanih polimerov. Uporablja se za izdelavo vrečk, plastenk

in druge embalaže, ovojev za kable, igrač ... Izdelki iz polietena so označeni z oznako PE.

Polipropen je trden polimer in se uporablja za izdelavo posod, embalaže, vrvi, oblačil,

igrač ... Izdelki iz polipropena nosijo oznako PP.

Teflon ali poli(tetrafluoroeten) odlikujejo izredna odpornost na mraz in vročino, hkrati pa

je odporen tudi na delovanje kislin in baz ter je bolj spolzek kot led. Poleg premazov za

kuhinjske posode se uporablja še za izdelavo elektronskih komponent, tesnil, umetnih

arterij ... Izdelke iz teflona prepoznate po kratici PTFE.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

12

Polistiren ali poli(fenileten) je med ljudmi bolj poznan kot stiropor. Uporablja se ga

večinoma za izdelavo embalaže in v gradbeništvu kot izolacijski material, saj je odličen

toplotni izolator. Njegova oznaka je PS.

Oznaka Vrsta plastike Primeri najpogostejše uporabe

Polietilen tereftalat Plastenke, plastični kozarci

Polieten (visoka gostota) Plastične vrečke, embalaža za detergente, šampone, plastične cevi

Polivinilklorid Cevi, izolacijski material za električne kable, gramofonske plošče

Polieten (visoka gostota) Plastične vrečke, igrače, embalaža

Polipropen Plastična kuhinjska posoda in jedilni pribor, jogurtovi lončki

Polistiren Izolacijski material, plastični jedilni pribor, lončki in krožniki za enkratno uporabo

Druge plastične snovi (pogosto polikarbonati)

CD, leče za očala, avtomobilski žarometi, ohišja električnih aparatov

Vir: Wikipedia.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

13

2. VODNE RAZTOPINE

2. 1 RAZTOPINA

Raztopina je homogena zmes. Snov, ki jo raztapljamo, imenujemo topljenec. Snov, v kateri raztapljamo topljenec, je topilo.

Najpogosteje imamo opravka z raztopinami, ki imajo raztopljeno trdno snov v tekočini, kot je primer raztopina soli v vodi, raztopina sladkorja v vodi. Primer raztopine, kjer je raztopljena tekoča snov v tekočini, je raztopina alkohola v vodi. Primeri raztopin, kjer je raztopljen plin v tekočini snovi, so gazirane pijače. Te vsebujejo raztopljen ogljikov dioksid, delno v obliki ogljikove kisline, ki daje pijači značilen okus.

Masni delež topljenca nam pove, kolikšen delež celotne raztopine predstavlja masa topljenca. Je brez enote. Vrednost masnega deleža je med 0 in 1. Včasih ga izražamo v odstotkih. Takrat je njegova vrednost med 0 in 100 %.

m(topljenec) m(topljenec) W (tpljenec) = ___________ = __________________ m(raztopina) m(topljenec) + m(topila)

Naloga1: Izračunajmo masni delež natrijevega klorida (NaCl) v raztopini, če 40 g natrijevega klorida raztopimo v 180 g vode.

masa topljenca = masa natrijevega klorida = m(NaCl) = 40 g masa topila = masa vode = m(H2O) = 180 g

1. Izračunajmo maso raztopine:

m(raztopine) = m(topljenca) + m(topila) m(raztopine) = masa (natrijevega klorida) + masa (vode) m(raztopine) = 40 g + 180 g = 220 g

2. Uporabimo enačbo za izračun masnega deleža topljenca:

w(topljenca) = m(topljenca) / m(raztopine) =40 g / 220 g =0,18 w(NaCl) = 0,18

Naloga2: Pripraviti želimo 200 g raztopine, ki bo vsebovala toliko NaCl (topljenca), da bo masni delež topljenca v raztopini 0,35.

1. Izračunamo maso topljenca (NaCl), ki jo moramo zatehtati:

m(NaCl) = w(NaCl) · m(raztopine) m(NaCl) = 0,35 · 200 g = 70 g Zatehtati moramo 70 g NaCl.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

14

2. Izračunajmo maso vode, ki jo moramo dodati 70 g NaCl.

m(vode) = m(raztopine) − m(NaCl) m(vode) = 200 g − 70 g = 130 g Ker je gostota vode približno enaka 1 g/mL, je 130 g hkrati 130 mL vode.

3. 70 g NaCl v čaši dodamo 130 mL vode, ki smo jo izmerili z merilnim valjem, in tako dobimo 200 g raztopine NaCl.

2. 2 KISLINE, BAZE IN SOLI

V vsakdanjem življenju se pogosto srečujemo s snovmi, ki imajo kisle oziroma bazične lastnosti. Med snovi, ki vsebujejo kisline, prištevamo jabolčni kis, limonov sok, kislo mleko, nekatere vrste sadja in zelenjave ...

Jabolčni kis

Sadje

Med snovi, ki vsebujejo bazične snovi, prištevamo zobno pasto, pecilni prašek, čistila za odstranjevanje maščob, pralni prašek ... Vodne raztopine kislin in vodne raztopine baz prevajajo električni tok zaradi prosto gibjivih delcev z nabojem. Vodne raztopine snovi so kisle zaradi prisotnosti oksonijevih ionov (H3O+), bazične pa zaradi prisotnosti hidroksidnih ionov (OH-). Ali je neka vodna raztopina kisla ali bazična, lahko ugotovimo s posebnimi snovmi, ki jih imenujemo indikatorji. Indikatorji spremenijo svojo barvo v kislih ali bazičnih vodnih raztopinah. Tako lahko ločimo med kislimi ali bazičnimi vodnimi raztopinami, lahko pa tudi določimo, kako močno kisle oz. bazične so. Z univerzalnim indikatorjem lahko določimo pH-vrednost vodne raztopine neke snovi.

Kisle raztopine: raztopine, ki imajo pH - vrednosti med 0 in 7

Bazične raztopine: raztopine, ki imajo pH - vrednosti med 7 in 14

Nevtralne raztopine: raztopine, ki imajo pH - vrednosti enako 7

Čim bolj je raztopina kisla – tem manjša je njena pH - vrednost

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

15

Čim bolj je raztopina bazična– tem večja je njena pH - vrednost

S kislinami se pogosto srečamo v naši prehrani. Pozimi se skušamo varovati pred prehladnimi obolenji tako, da pojemo veliko citrusov, ki vsebujejo citronsko kislino.

V nekaterih pijačah prav tako najdemo kisline; v sadnih sokovih je prisotna askorbinska kislina (vitamin C), fosforjevo kislino vsebuje kokakola. Tudi skisano mleko in jogurt vsebujeta kislino, ki jo imenujemo mlečna kislina.

Oksalno kislino najdemo v rabarbarinih listih, vinsko kislino v grozdju. Jedilni kis vsebuje ocetno ali etanojsko kislino.

Mravljinčno kislino, ki je v naravi zelo razširjena, najdemo v žlezah mravelj, čebeljem želu, koprivah, smrekovih iglicah itn.

Vnetje sklepov pri revmatičnih obolenjih se pojavi pri nekaterih ljudeh s stalno visoko ravnijo sečne kisline v krvi. Proces prebavljanja hrane v našem želodcu poteka v prisotnosti kisline. V želodcu imamo približno liter razredčene klorovodikove kisline, HCl, ki pomaga razgraditi zaužito hrano. Če se raven kisline v želodcu poveča, zaznamo v ustih neprijetno kiselkast okus, ki ga spremlja bolečina v želodcu. Raven klorovodikove kisline HCl zmanjšamo z uživanjem zdravila za zmanjšanje količine želodčne kisline, ki je bazična snov.

Nekatere kisline uporabljajo pri proizvodnji različnih snovi in materialov, zato jih industrijsko pridobivajo v velikih količinah. Dušikovo kislino (HNO3) uporabljajo predvsem za proizvodnjo umetnih gnojil, pa tudi razstreliv. Industrijsko najpomembnejša je žveplova

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

16

kislina (H2SO4), ki je močna in zelo jedka. Uporablja se za pridobivanje umetnih gnojil, barv, detergentov, plastike, zdravil in vrste drugih snovi.

Tudi bazične snovi so pogoste v našem življenju. Najdemo jih

v izdelkih za osebno higieno in izdelkih, ki jih uporabljamo v

gospodinjstvu. Pecilni prašek, ki ga uporabljamo za pripravo

peciva in kruha, vsebuje bazične snovi. Zobna krema vsebuje

bazične snovi, nekatera mila prav tako. V izdelkih za čiščenje

mastnih oblog v pečici in izdelkih za čiščenje odtokov najdemo

bazične snovi. Tudi v pralnih praških so bazične snovi.

Bazične snovi pa lahko najdemo tudi v nekaterih rastlinah in živalih.

Nekatere snovi, ki jih uvrščamo med hude strupe, imenovane alkaloidi, so prav tako bazične. Mednje prištevamo kofein, nikotin, morfij, kokain in atropin.

Rastlina koka, ki v listih vsebuje alkaloid kokain, iz katerega

pridelujejo zelo nevarno vrsto droge.

Tudi baze se uporabljajo pri različnih industrijskih postopkih. Natrijev hidroksid (NaOH) se uporablja pri proizvodnji papirja, pri proizvodnji mil pa poleg natrijevega tudi kalijev hidroksid (KOH). Kalcijev hidroksid (Ca(OH)2) ali gašeno apno uporabljamo v gradbeništvu ter v poljedelstvu za apnjenje zemlje. Natrijev karbonat (Na2CO3) ali pralna soda se uporablja za mehčanje vode tako v industriji kot v gospodinjstvih.

3. KEMIJA V PREHRANI Hrana vsebuje različne koristne snovi, ki jih imenujemo hranila. Makrohranila so hranila,

ki jih potrebujemo v velikih količinah in nam dajejo energijo. Rabimo jih za rast,

metabolizem in druge telesne funkcije. To so: ogljikovi hidrati, beljakovine, maščobe in

voda. Mikrohranila hranila, pa so hranila, ki jih potrebujemo v manjših količinah kot so

minerali in vitamini.

3.1 OGLJIKOVI HIDRATI

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

17

Ogljikovi hidrati so organske kisikove spojine. So glavni vir energije za naše telo. V naravi

so razširjeni v obliki sladkorjev (sadje, med, sladkorni trs, sladkorna pesa), škroba

(krompir, žita, stročnice) in celuloze (trava, les, slama, bombaž, zelenjava).

Slika: Ogljikovi hidrati v prehrani

3.2 DELITEV OGLJIKOVIH HIDRATOV

- monosaharidi so enostavni sladkorji (glukoza, fruktoza),

- disaharidi so sestavljeni iz dveh monosaharidov. Nastanejo kot produkt razgradnje

polisaharidov (saharoza-namizni sladkor, laktoza, maltoza) in

- polisaharidi so sestavljeni iz velikega števila monosaharidov (škrob, celuloza,

hitin).

3.3 POMEN OGLJIKOVIH HIDRATOV

Glukozo ali grozdni sladkor najdemo v grozdnem soku in v krvi, kjer igra vlogo

pomembnega hranila v telesih ljudi in živali. Za nemoteno delovanje organizma mora biti

koncentracija glukoze v krvi ravno pravšnja. Če koncentracija pade, nastopita nezavest in

smrt. Po drugi strani pa previsoka vsebnost glukoze v krvi povzroča okvare telesnih tkiv in

organov. Za pravilno koncentracijo glukoze v krvi skrbi telo s svojimi regulacijskimi

mehanizmi, pri katerih igra pomembno vlogo hormon insulin, ki ga izloča trebušna

slinavka. Če se regulacijski mehanizmi telesa iz kakršnegakoli vzroka pokvarijo, nastane

obolenje sladkorna bolezen ali diabetes. Zanjo je značilna povišana koncentracija glukoze

v krvi, ki pa močno niha.

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

18

3.4 AMINOKISLINE IN BELJAKOVINE

V našem telesu je dvajset različnih aminokislin. Nekatere so esencialne aminokisline, ki

so za organizem nepogrešljive in jih sam ne more sintetizirati, v organizem jih vnašamo s

hrano, neesencialne aminokisline pa telo tvori sam.

3.5 ZGRADBA AMINOKISLIN

Aminokisline so organske spojine, ki imajo na isti ogljikov atom vezano tako bazično amino

skupino (-NH2) kot tudi kislo karboksilno skupino (-COOH). Radikal (-R) vpliva na lastnosti

posamezne aminokisline. Najenostavnejša aminokislina je glicin, radikal je vodik.

Splošna formula aminokisline je:

3.6 BELJAKOVINE

Beljakovine ali proteini so naravni polimeri, v katerih so povezane različne aminokisline.

Beljakovine srečamo v vseh živih organizmih. Naša koža, lasje, nohti, mišice, kite, vse to

gradijo beljakovine. Najdemo jih v mleku, jajcih, pa tudi v rastlinah in njihovih delih. S

povišanjem temperature se spremeni prostorska oblika beljakovinske molekule.

Beljakovine koagulirajo.

3.7 POMEN BELJAKOVIN

Če vsebuje prehrana premalo beljakovin in še posebej, če v njej prevladuje eno živilo,

lahko pride do hudega pomanjkanja nekaterih esencialnih aminokislin. To je posebno

pomembno pri otrocih, saj rabijo več beljakovin kot odrasli, ker svoje telo še gradijo. Taki

otroci so telesno in tudi duševno ne razvijejo tako kot njihovi pravilno hranjeni vrstniki.

Obolenja zaradi nezadostne prehrane so pogosta v revnih deželah, v skupnostih, kjer se

NARAVOSLOVJE – Gradivo za interno rabo

19

ljudje hranijo le s tistim, kar pridelajo sami. Če so letine, na primer zaradi suše slabe, je

hrane premalo. Še posebej pa v taki hrani primanjkuje kakovostnih beljakovin.

3.8 MAŠČOBE

Maščobe sestavljajo zaestrene maščobne kisline, ki jih v manjših količinah spremljajo še

vitamini, fosfatidi, steroli in voski. Lastnosti maščob so odvisne od strukture maščobnih

kislin v maščobah. V maščobah so lahko vezane nasičene in nenasičene maščobne

kisline. V nenasičenih maščobnih kislinah so med ogljikovimi atomi poleg enojnih tudi

dvojne in trojne vezi. V oljih prevladujejo nenasičene, v masteh pa nasičene maščobne

kisline. Najmanj zaželene so nasičene maščobne kisline, ker pospešujejo nastajanje in

razvijanje civilizacijskih bolezni – zvišujejo holesterol v krvi in s tem nevarnost bolezni srca

in ožilja ter nekaterih drugih bolezni. Nenasičene maščobne kisline pa so najbolj zaželene.

V priporočenih količinah zmanjšujejo nevarnost obolenja srca in ožilja, ker znižujejo

nevarni holesterol (HDL) v telesu. So zelo stabilne, veliko jih je v ekstra deviškem oljčnem

olju, v sončničnem olju z visoko vsebnostjo oleinske kisline, v repičnem olju, v olju

makadamije.

3.9 ADITIVI

Aditivi so kemični dodatki, ki jih dodajamo živilam z določenim namenov. Z njimi želimo

doseči želene fizikalne lastnosti (npr. z raznimi gostili, emulgatorji), izboljšati prehransko

vrednost (npr. dodajamo vitamine, minerale), izboljšati obstojnost živila (npr. dodajamo

konzervanse, ki preprečujejo razvoj mikroorganizmov v živilih), doseči primerno kislost ali

bazičnost živila zaradi boljšega okusa (npr. dodajamo kisline, sladila, sol), izboljšati barvo

ali vonj živila (npr. dodajamo razne dišave in barvila, ki pripomorejo k boljšemu videzu in

privlačnosti živil).