Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Термохімічні розрахунки для оцінювання калорійності продуктів харчування
|
|
Калорі́ йність ї́ жі або енергети́ чна ці́ нність харчови́ х проду́ ктів — кількість енергії, яка утворюється при окисненні жирів, білків, вуглеводів, що міститься у продуктах харчування, і витрачається на фізіологічні функції організму.
Калорійність — важливий показник харчової цінності продуктів, вимірюється в кілокалоріях (ккал) або в кілоджоулях (кДж). Одна кілокалорія дорівнює 4, 184 кілоджоуля.
Для визначення енергетичної цінності застосовують прилад калориметр. Енергетична цінність (Δ Н згор.)
1 г білка становить – 4, 0 ккал (17, 1 кДж)
1 г жиру — 9 ккал (38, 9 кДж)
1 г вуглеводів — 4, 75 ккал (17, 1 кДж).
Мінеральні речовини, вода прихованої енергії не мають, а енергетичну цінність вітамінів, ферментів та інших органічних речовин не враховують, оскільки в продуктах їх дуже мало. Таким чином, енергетична цінність харчових продуктів залежить від вмісту в них білків, жирів і вуглеводів. Енергетичну цінність розраховують на 100 г їстівної частини продукту харчування. Середнья добова потреба дорослої людини становить у вуглеводах 385 г, у жирах – 100 г і білках – 80г.
Завдання для позаудиторної самостійної роботи:
Дати письмові відповіді на завдання:
1. Схарактеризуйте енергетичну цінність харчових продуктів. Які добові потреби людини в білках, жирах і вуглеводах? 2. Внесіть в таблицю три своїх найулюбленіших продуктів харчування за прикладом: Хімічний склад і калорійність основних продуктів харчування
| Найменування продуктів | Їстівна частина 100 г продукту, що засвоюється, г | Калорійність, ккал | ||
| Білки | Жири | Вуглеводи | ||
| Хлібобулочні вироби | ||||
| Хліб житній | 5, 1 | 1-0 | 42, 5 | |
| Хліб пшеничний, грубий | 6, 9 | 0, 4 | 45, 2 |
Зміст і методика проведення аудиторного заняття
План проведення заняття 1.Дати відповіді на питання вихідного рівня знань: 1. Що таке енергетична цінність (калорійність) харчових продуктів? 2. Яку калорійність мають харчові речовини (білки, жири, вуглеводи)? 3. Як визначити енергетичну цінність (калорійність) харчових продуктів? 4. Які харчові речовини не враховуються при визначенні калорійності продуктів харчування? 5. Зробіть розрахунки: Середньодобова потреба студента в білках, жирах, вуглеводах складає відповідно 113г, 106г, 451г. Обчисліть добову потребу студента в енергії в кДж та ккал. Відповідь: 14835 кДж; 3545, 7 ккал
Алгоритм розв’язування задач:
Приклад: Визначити енергетичну цінність харчового продукту масою 350 г, що містить 50% води, 30% білка, 15% жирів та 5% вуглеводів.
Розв’язання: m(білків) = 350· 0, 30 = 105 г; m(жирів) = 350· 0, 15 = 52, 5 г; m(вуглеводів)= 350· 0, 05= 17, 5 г. Загальна енергетична цінність харчового продукту становить: 105·17, 1 + 52, 5·38, 9 + 17, 5·17, 1 = 4137 кДж Для того, щоб перевести кілоджоулі в калорії, потрібно результат поділити на 4, 18 (1ккал = 4, 184 кДж)
Відповідь: енергетична цінність (калорійність) харчового продукту становить: 4137: 4, 18 = 989, 7 ккал або 4137 кДж
5. Скільки грамів ….. треба з΄ їсти студенту, щоб задовольнити добову потребу в енергії.
Практична робота № 3
«Кінетика хімічних реакцій. Хімічна рівновага»
Актуальність теми: Знання основних законів кінетики та рівноваги необхідні студентам медикам для вивчення механізму та швидкості хімічних, ферментативних процесів, утворення метаболітів, всмоктування та перетворення лікарських речовин.
Самостійна позааудиторна робота студентів:
Засвоїти матеріал навчальної програми: Кінетику біохімічних реакцій.Швидкість реакції та чинники, що впливають на швидкість хімічної реакції.
Блок інформації:
Хімічна кінетика вивчає швидкість та механізм хімічних реакцій, їх залежність від різних факторів. Швидкістю хімічної реакції (υ) називають зменшення концентрації реагуючої речовини за одиницю часу. υ = -Δ С/Δ t моль/л·с. Швидкість х.р. залежить: від природи реагуючих речовин, природи розчинника, концентрації, температури і каталізатора. Залежність швидкості х.р. від концентрації реагуючих речовин описує закон діючих мас: «Швидкість хімічної реакції пропорційна добутку молярних концентрацій реагуючих речовин» Для реакції виду aA(г) + bB(г) → cC(г) + dD(г) кінетичне рівняння матиме вигляд:
,
де a та b – коефіцієнти із рівняння реакції, k – константа швидкості реакції, c(A) та c(B) – концентрації речовин А та В відповідно моль/л a та b – коефіцієнти із рівняння реакції.
Залежність швидкості х.р. від температури: при підвищенні температури швидкість хімічної реакції як правило збільшується. Для оцінювання впливу температури використовують правилоВант-Гоффа, згідно з яким підвищення температури на 100С збільшує швидкість реакції у 2 – 4 рази, а біохімічної у 7 – 10 разів. Математичний вираз правила Вант-Гоффа, де γ – температурний коефіцієнт швидкості:
Залежність швидкості реакції від температури описує рівняння Арреніуса k = Ae–Ea/RT, де Е – енергія активації – надлишкова енергія в порівнянні з середньою енергією молекул, яку повинні мати молекули, щоб при зіткненні вони могли б прореагувати.
Оборотні реакції (більшість х.р.) відбуваються одночасно у прямому та зворотному напрямках. Хімічна рівновага: υ пр. = υ звортн.
Завдання для позаудиторної самостійної роботи:
Дати письмові відповіді на завдання:
1. Дати визначення швидкості хімічної реакції, вказати одиниці виміру. 2. Укажіть чинники, що впливають на швидкість хімічної реакції. 3. Сформулюйте закон дії мас. Що таке кінетичне рівняння? 4. Як впливає температура на швидкість хімічної реакції? Сформулюйте правило Вант-Гоффа і наведіть його математичний вираз.
Зміст і методика проведення аудиторного заняття
План проведення заняття 1.Дати відповіді на питання вихідного рівня знань:
1. Що вивчає хімічна кінетика?
2. Дати визначення швидкості хімічної реакції. Розв΄ язати задачу №1
3. Укажіть чинники, що впливають на швидкість хімічної реакції.
4. Сформулюйте закон дії мас. Що таке кінетичне рівняння?
5. Які рівняння реакцій співвідносяться з кінетичними рівняннями, наведеними у загальному вигляді? 1.v = k *CA* CB 2.v = k1 * CX2*CY
А. 2H2 + O2 —> 2H2O Б. H2 + Cl2 —> 2HCl В. 3O2 + 4Al —> 2Al2O3 Г. 2CO + O2 —> 2CO2 Д.N2 + O2 —> 2NO
6. Розвяжіть задачу № 2
7. Як впливає температура на швидкість хімічної реакції? Сформулюйте правило Вант-Гоффа, розв’яжіть задачу № 3.
Розв΄ язати задачі, користуючись еталонами розв΄ язування 1. Розрахуйте швидкість хімічної реакції, якщо в інтервалі часу 3 хв. концентрація продукту змінюється від 0, 15 до 0, 05 моль/дм3. Відповідь: 5, 5·10-4 моль/л·с
2. Як зміниться швидкість хімічної реакції між карбон (IІ) оксидом і киснем, якщо концентрацію вихідних речовин збільшити в 5 раз? Відповідь: у 25 разів
3. У скільки разів зросте швидкість хімічної реакції при підвищенні температури на 400С, якщо g = 2 Відповідь: у 16 разів
Алгоритми розв¢ язування типових задач Задача 1. Розрахувати швидкість хімічної реакції, якщо в інтервалі часу 5 хв концентрація продукту змінюється від 0, 15 до 0, 25моль/л? Алгоритм розв¢ язування: υ = Δ С/Δ t моль/л·с υ = С2 – С1 /Δ t = 0, 25 – 0, 15/300 = 0, 00033 = 3, 3·10-4 моль/л·с
Задача 2. Як зміниться швидкість реакції 2Н2 + О2 = 2Н2О(р), якщо тиск збільшити у 5 разів?
Алгоритм розв¢ язування
1.Якщо позначити початкову концентрацю водню через [Н2], а кисню – через [О2], то швидкість реакції при початковому тиску буде описувати кінетичне рівняння а):
а)
б) 2.Збільшення тиску в 5 разів приводить до збільшення концентрації водню та кисню у стільки ж разів і дорівнюватиме 
та 
Кінетичне рівняння швидкості реакції після збільшення тиску набере вигляду б)
3.Отже, при збільшенні тиску в 5 разів швидкість реакції зросте у
Відповідь: Швидкість реакції збільшиться у 125 разів. Задача 3. Ускільки разів збільшиться швидкість реакції при підвищенні температури від 293 К до 373 К, якщо температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 3?
Алгоритм розв¢ язування
1.Позначимо швидкість реакції при температурах 293 К та 373 К відповідно v293 та v373. Враховуючи правило Вант-Гоффа, запишемо: υ 373/υ 293 = g t2-t1/10 2.Підставивши дані умови одержемо
Відповідь: Швидкість реакції збільшиться у 656 разів
Задачі для самостійного розв’язування:
1. Обчисліть швидкість реакції (моль/дмз·с) А + В = С + D, якщо за 2 хв концентрація речовини В змінилася від 0, 1 до 0, 03 моль/дм3: А. 2, 7·10-3 В. 5, 8·10-4 С. 5, 1·10-5 D. 0, 05
2. Яке з наведених нижче кінетичних рівнянь визначення швидкості є правильним для реакції: А+2В=АВ2? А. v = k∙ [А] ∙ [В] В. v = k ∙ [A]2 ∙ [B] С. v = k ∙ [A] ∙ [B]2 D. v = k ∙ [A]2 ∙ [B]2.
3. У реакції С(т)+О2(г)=СО2(г) тиск збільшили в 4 рази. Як зміниться при цьому вихід СО2? А. Зросте в 4 рази В. Зросте у 8 разів С. Не зміниться D. Зменшиться вдвічі.
4. Укажіть, у скільки разів збільшиться швидкість хімічної реакції при нагріванні системи від 200С до 500С, якщо температурний коефіцієнт дорівнює 3: А. У 9 разів В. У 36 разів С. У 45 разів D. У 27 разів
5. В скільки разів збільшиться швидкість реакції N2O4 ↔ 2NO2, якщо температура зросла на 400С (γ =3)? А. у 12 разів В. у 9 разів С. у 27 разів D. у 81 раз
Практична робота № 4
«Каталіз. Каталізатори. Ферменти»
Актуальність теми: Знання основних законів кінетики та рівноваги необхідні студентам медикам для вивчення механізму та швидкості хімічних, ферментативних процесів, утворення метаболітів, всмоктування та перетворення лікарських речовин.
Самостійна позааудиторна робота студентів:
Засвоїти матеріал навчальної програми: Каталіз і каталізатори.Кінетику ферментативних реакцій. Ферменти як біологічні каталізатори.
Блок інформації:
Каталіз – це зміна швидкості реакції за допомогою каталізаторів. Каталізатор – речовина, яка вибірково прискорює хімічну реакцію, багаторазово бере участь в одній із її стадій. Усі каталітичні процеси можна розподілити на такі групи: гомогенні, гетерогенні, автокаталіз, ферментативні. Каталізатору притаманні такі закономірності:
· відзначається високою ефективністю, яка полягає в тому, що він значно прискорює х.р. і практично не витрачається в ході реакції;
· каталізатор відзначається високою специфічністю, яка полягає в тому, що він прискорює обмежено число реакцій.
· речовини, присутність яких у незначній кількості збільшує активність каталізатора, називаються активаторами (промоторами), а які зменшують активність каталізатора - інгібіторами;
· каталізатор не впливає на стан хімічної рівноваги, бо він в однаковій мірі прискорює пряму та зворотну реакції.
Ферменти (ензими) – речовини білкової природи, які виробляються клітинами живих організмів і значно прискорюють біохімічні процеси. Висока активність і специфічність дії ферментів сприяють виробленню в достатній кількості необхідних для життєдіяльності сполук або знищенню непотрібних речовин, які накопичуються у процесі життєдіяльності живого організму. Вважають, що в клітині міститься близько 10 тис.молекул різних ферментів, які прискорюють понад 2 тис. реакцій. Четверта частина всіх вивчених ферментів містить йони різних металів, тому їх називають меалоферментами. Ферменти більш ефективні, вибіркові, більш чутливі до домішок ніж інші каталізатори. З підвищенням температури активність ферментів збільшується, досягає максимального значення при 360 – 420С, а потім знижується, що зумовлено денатурацією білків при більш високих температурах. Для кожного фермента існує оптимальний інтервал значень рН. Фермент слини птиалин діє на крохмаль їжі за температури 35 – 400 у лужному середовищі. В шлунку він не працює, так як там кисе середовище, тут діє пепсин (рН = 2), завдяки якому перетравлюються білки їжі. Для більшості ферментів рН: 4 – 10.Для поліпшення обміну речовин, нормалізації процесів травлення, посилення імунітету, лікування серцево-судинних захворювань, опіків і ран використовують ферментативні препарати, які виробляють з тканин тварин, рослинної сировини та деяких мікроорганізмів.
Завдання для позаудиторної самостійної роботи:
Складіть план – конспект по темі «Ферменти як біологічні каталізатори» за планом:
1. Визначення ферментів, дія, будова 2. Характерні особливості (специфічність, каталітична активність) 3. Вплив температури, кислотності середовища на швидкість ферментативних реакцій 4. Металоферменти, визначення, приклади 5. Застосування ферментативних препаратів у медицині (приклади)
Зміст і методика проведення аудиторного заняття
План проведення заняття 1.Дати відповіді на питання вихідного рівня знань: 1. Що таке каталіз? Які реакції називають каталітичними? 2. Які речовини називають каталізаторами, промоторами, інгібіторами? 3. Дайте характеристику ферментів як біологічних каталізаторів (за планом-конспектом) 2. Лабораторна робота