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química 5°
Polaridad...................................................................................................................................................Hoja 1
Análisis elemental cualicuantitativo.........................................................................................................Hoja 4
Formuleo...................................................................................................................................................Hoja 6
Nomenclatura............................................................................................................................................Hoja 7
Hibridación................................................................................................................................................Hoja 10
Isomería.....................................................................................................................................................Hoja 13
Isomería geométrica..................................................................................................................................Hoja 14
Isomería óptica..........................................................................................................................................Hoja 15
Isomería conformacional..........................................................................................................................Hoja 17
Reacciones orgánicas................................................................................................................................Hoja 19
Alcanos.....................................................................................................................................................Hoja 21
Alquenos...................................................................................................................................................Hoja 24
Alquinos....................................................................................................................................................Hoja 29
Compuestos aromáticos............................................................................................................................Hoja 33
Alcoholes..................................................................................................................................................Hoja 42
Aldehídos y cetonas..................................................................................................................................Hoja 50
Glúcidos....................................................................................................................................................Hoja 54
Lípidos......................................................................................................................................................Hoja 59
Aminoácidos y proteínas..........................................................................................................................Hoja 63
Petróleo.....................................................................................................................................................Hoja 65
Polímeros..................................................................................................................................................Hoja 68
Contaminación ambiental.........................................................................................................................Hoja 72
Bebidas alcohólicas..................................................................................................................................Hoja 75
Hoja 1polaridad
1) Uniones interatómicas:a) Unión metálica:
Se refiere a las fuerzas de atracción que existen entre los átomos de un mismo metal. Los electrones más alejados del núcleo están tan débilmente unidos a él, que no orbitan alrededor de su núcleo, sino que se mueven libremente, originando enormes fuerzas de atracción interatómicas electrodinámicas. Se puede imaginar un trozo de metal como un conjunto de cationes sumergido en un mar de electrones en movimiento:
+ - + - +- + - + -
Por lo tanto, los puntos de fusión son altísimos (en general) y los metales resultan sólidos a temperatura ambiente. No son solubles en agua porque la polaridad de las moléculas de agua no es suficiente para vencer las fuerzas de atracción electrodinámicas. Conducen la corriente eléctrica a través de los electrones libres y el calor a través de la energía cinética de los mismos. Poseen brillo metálico debido a las reflexiones de la luz en los electrones en movimiento. Son dúctiles y maleables, es decir, se pueden moldear y fabricar alambres y láminas delgadas.
b) Unión iónica: Se produce entre un metal y un no metal (en general, En>1,9).
El metal pierde electrones y se transforma en ion positivo o catión. El no metal los gana y se transforma en ion negativo o anión. No se forman moléculas. Se originan redes cristalinas en cuyos vértices se intercalan los iones. Por ejemplo:
Na Cl Na
Cl Na Cl Na Cl Na
Las fuerzas de atracción electrostática entre los iones son grandes y por lo tanto los puntos de fusión son altos. Por eso, las sustancias iónicas también son sólidas a temperatura ambiente. Son solubles en agua porque al ser ésta un solvente polar, la parte positiva de su molécula atrae a los aniones y laparte negativa a los cationes. Por lo tanto la estructura cristalina se rompe y al liberarse los iones, la sustancia se disuelve. No conducen la corriente eléctrica al estado sólido, pero sí cuando están fundidas o en solución acuosa, a través de los iones libres.
c) Unión covalente: Se produce entre no metales (en general, En<1,7).
Los electrones se comparten. Si proviene un electrón de cada átomo, la unión es simple, si son dos de cada uno es doble, si sin tres de cada uno es triple y si son dos electrones que provienen de un solo átomo y los comparte con otro (en general oxígeno), es dativa. Se forman moléculas independientes. Estas sustancias no conducen la corriente eléctrica. Las demás propiedades dependen de las uniones intermoleculares, que a su vez dependen de la polaridad de las moléculas, que a su vez depende de la polaridad e las uniones interatómicas.
2) Polaridad del enlace covalente: a) Enlace polar:
Si la diferencia de electronegatividades es mayor que 0,4, los electrones compartidos se ubican en el espacio más cerca del elemento más electronegativo, adquiriendo éste densidad de carga negativa y el otro densidad de carga positiva. Se forma un dipolo permanente y el enlace se denomina polar.
b) Enlace no polar: Si la diferencia de electronegatividades es hasta 0,4, los electrones compartidos se ubican aproximadamente a la misma distancia de ambos átomos y no se forma dipolo permanente. Sin embargo, el continuo movimiento de los electrones origina pequeños dipolos transitorios o temporarios. El enlace se denomina no polar.
3) Geometrías moleculares y polaridad de las moléculas: Siendo los enlaces polares o no
polares, la molécula puede, en cada caso, resultar polar o no polar, dependiendo de su geometría, la cual puede deducirse a partir de la “Teoría de la Repulsión de los Pares Electrónicos de Valencia” (TREPEV). Esta teoría tiene cuatro postulados:1) La geometría de una molécula depende de los pares de electrones compartidos y sin compartir por el átomo central.2) Todos los pares de electrones que rodean al átomo central (compartidos y sin compartir), se repelen entre sí y tratan de ubicarse lo más lejos posible unos de los otros.3) Los pares de electrones sin compartir se repelen con más fuerza que los compartidos y los empujan.4) A estos efectos, tanto las uniones covalentes simples, como las dobles, triples y dativas actúan como un par de electrones compartidos.
Casos más importantes: (La geometría electrónica depende de todos los pares de electrones. La geometría molecular sólo depende de los pares de electrones compartidos).
Fórmula Pares de e- Ejemplo Geometría Geometría Ángulo Polaridad y Comp S/comp electrónica molecular Momento dipolar
2 0 CO2 Lineal Lineal α=180° No polar
O C O O=C=O µ=0
AX2 2 1 SO2 Plano- Angular α<120° Polartriangular S
O S O O O µ≠0
2 2 H2O Tetraédrica Angular α<109,5° Polar O
H O H H H µ≠0
3 0 SO3 Plano- Plano-triang. α=120° No polarO triangular O
O S O S µ=0 AX3 O O
3 1 NH3 Tetraédrica Piramidal α<109,5° Polar H N H N
H H H H µ≠0
4 0 CCl4 Tetraédrica Tetraédrica α=109,5° No polar AX4 Cl Cl
Cl C Cl C µ=0 Cl Cl Cl Cl
Hoja 3uniones intermoleculares
1) Unión por puente de hidrógeno:Se producen entre las moléculas con uniones interatómicas entre
hidrógeno (H) y nitrógeno (N), oxígeno (O) o flúor (F). Por ejemplo: .,, 23 HFOHNH
Siendo el H el menos electronegativo de los no metales y el N, O y F los elementos más electronegativos de la tabla, las uniones son muy polares y las uniones intermoleculares resultan relativamente grandes. Por ejemplo:
O δ- δ+ H H δ+
unión por puente de hidrógeno δ- O O δ-δ+ H H δ+ δ+ H H δ+
2) Unión dipolo-dipolo o Van der Waals:Se produce entre dipolos permanentes (incluidos los casos anteriores).
Si la diferencia de electronegatividades no es tan grande como en las uniones por puente de hidrógeno, las densidades de carga son menores y las fuerzas intermoleculares también. Por ejemplo:
H Br H Br δ+ δ- δ+ δ-unión dipolo-dipolo
3) Fuerzas de London:Son fuerzas de atracción gravitatoria que dependen de la masa de las moléculas. Éstas
son las únicas fuerzas que existen entre las moléculas de las sustancias no polares o dipolos transitorios. Por ejemplo:
O=O O=Ofuerzas de London
Aclaración: Si una sustancia tiene uniones por puente de hidrógeno, también tiene uniones dipolo-dipolo y
fuerzas de London y si tiene uniones dipolo-dipolo, también tiene fuerzas de London.
propiedades de las sustancias covalentes en base a sus uniones intermolecularesSolubilidad :
La solubilidad de una sustancia en otra depende exclusivamente de la polaridad el soluto y del solvente. Una sustancia es tanto más soluble en otra cuanto más “anfipática” es con ella. Por lo tanto, las sustancias polares son solubles en solventes polares (como el agua), pero insolubles en solventes no polares (como el tetracloruro de carbono) y viceversa.
Puntos de ebullición: Las uniones por puente de hidrógeno son relativamente fuertes y por eso las
sustancias con estas uniones suelen ser líquidas a temperatura ambiente, pero si las moléculas son pesadas, las fuerzas de London se hacen más importantes y la sustancia resulta sólida. Las uniones dipolo-dipolo son más débiles que las anteriores y suelen originar sustancias gaseosas a temperatura ambiente, fácilmente licuables, pero al aumenta la masa molecular, aumentan las fuerzas de London, aumentando los puntos de fusión y ebullición. Si las únicas uniones intermoleculares son las fuerzas de London, para moléculas livianas (aproximadamente hasta 100 umas) se obtienen gases, si son relativamente pesadas ( aproximadamente entre 100 y 200 umas) se obtienen líquidos y si son muy pesadas (por encima de 200 umas) resultan sólidas.
Por lo tanto, para masas moleculares similares, el orden creciente de puntos de ebullición es: 1) Gases inertes.
2) Sustancias covalentes no polares.3) Sustancias covalentes polares sin puente de hidrógeno.4) Sustancias covalentes polares con puente de hidrógeno.5) Sustancias iónicas.6) Metales.Dentro de cada grupo, cuanto mayor es la masa molecular, mayor resulta el punto de ebullición.
Hoja 4
análisis elemental cuali-cuantitativo
Los ensayos cualitativos permiten conocer cuáles son los elementos que componen una sustancia. Los cuantitativos, permiten conocer sus cantidades.
Determinación del carbono e hidrógeno-Método de Liebig: Se hace reaccionar la sustancia con
óxido cúprico. Si la sustancia contiene carbono e hidrógeno, se produce la siguiente reacción:
Sust. org. + CuO Ø 2Cu(s) + CO2(g) + H2O(g)
Esto ocurre dentro de un horno de combustión y luego los productos pasan a través de absorbedores, como NaOH, Ba(OH)2 (agua de barita) o Ca(OH)2, que absorbe el CO2(g) y lo transforma en sal ( 332 ,BaCOCONa o
3CaCO ) y CaCl2, que absorbe el H2O(g).
Determinación de nitrógeno, azufre y halógenos-Método de Lassaigne (mineralización):
Se agrega sodio a la sustancia, se calienta, se disuelve en agua fría y se filtra para analizar el filtrado:
* Si la sustancia contiene nitrógeno, se forma NaCN. Se le agrega sulfato ferroso y en presencia de cloruro férrico, se obtiene Fe4[Fe(CN)6]3 o azul de Prusia:
6 NaCN + FeSO4 Na4[Fe(CN)6] + Na2SO4
3 Na4[Fe(CN)6] + 4 FeCl3 Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 NaCl
* Si contiene azufre, se forma Na2S, que al agregarle ácido acético y calentarlo, origina sulfuro de hidrógeno, el cual, en presencia de acetato de plomo sobre papel, forma una mancha negra de sulfuro de plomo:
Na2S + 2 CH3COOH H2S(g) + 2 NaCOOCH3
H2S(g) + Pb(CH3COO)2 PbS(s) + 2 CH3COOH
* Si contiene halógeno (X), se forma NaX, que al hervirlo con HNO3 y agregarle AgNO3 forma un precipitado blanco si el halógeno es cloro, amarillento si es bromo y amarillo si es yodo:
AgNO3 + NaX AgX(s) + NaNO3
Método de Dumas para la determinación del nitrógeno:Permite obtener el nitrógeno como
sustancia simple, en estado gaseoso.
No existe método para la detección del oxígeno. En el caso de que el compuesto contenga oxígeno, la masa de éste se obtiene como la diferencia entre la masa de la muestra y la suma de las masas de los elementos detectados.
Hoja 5
Del análisis anterior, se deduce:
1) La composición centesimal: Es el porcentaje en masa de cada elemento en el compuesto.
2) La fórmula mínima:Es la mínima relación entera de átomos de cada elemento que forman el compuesto.
3) La fórmula molecular: Es la cantidad real de átomos de cada elemento que forman el compuesto.
Pasos para encontrar la fórmula mínima y molecular:
1) Se dividen todas las masas o los porcentajes por la masa atómica relativa de cada elemento, para llevar la relación de masas a relación de átomos.
2) Se dividen todos los resultados por el menor.
3) Si algún número queda con decimales, se multiplican todos por el mínimo entero necesario para que se transforme en entero.
4) Se escribe la fórmula mínima.
5) Se busca, a partir de algún dato adicional, la relación entre la fórmula mínima y la molecular (por ejemplo: si se conoce la masa molecular relativa de la sustancia, se calcula el cociente entre ésta y la que surgiría a partir de la fórmula mínima. Este resultado, que debe ser un número entero, indica por cuánto hay que multiplicar a la fórmula mínima para obtener la fórmula molecular).
Hoja 6
formuleo
Fórmula de Lewis: Se indican todos los átomos y sus electrones externos. Por ejemplo:
H
H C H
H
Fórmula desarrollada : Se indican todos los átomos y las uniones covalentes entre ellos. Por ejemplo:
H H- C-H
H
Fórmula semidesarrollada:No se indican las uniones con los hidrógenos. Por ejemplo:
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
Fórmula condensada: Se indica la secuencia atómica, pero sin las uniones. Por ejemplo:
CH3(CH2)3CH3
Fórmula molecular: Sólo se indican los elementos con sus atomicidades. Por ejemplo:
C5H12
Fórmula estructural, taquigráfica o esquelética: Sólo se indican los enlaces entre
carbonos, sin los símbolos de éstos, ni de los hidrógenos. Por ejemplo:
Hoja 7
nomenclatura
1) Hidrocarburos: Son compuestos formados exclusivamente por carbono e hidrógeno.
Clasificación:Saturados Alcanos (todos los enlaces entre carbonos son simples): 22 nnHC
De cadena abierta(alifáticos) Insaturados Alquenos (1 enlace doble entre carbonos): nnHC 2
Alquinos (1 enlace triple entre carbonos): 22 nnHC
Saturados Cicloalcanos: nnHC 2
De cadena cerrada Cicloalquenos: 22 nnHC
(cíclicos) Insaturados Cicloalquinos: 42 nnHC
Aromáticos (derivados del benceno)
a) Nomenclatura de hidrocarburos alifáticos:
Prefijos:
1C: MET 2C: ET 3C: PROP 4C: BUT 5C: PENT 6C: HEX 7C: HEPT 8C: OCT 9C: NON 10C: DEC 11C: UNDEC 12C: DODEC 13C: TRIDEC 14C: TETRADEC 15C: PENTADEC 16C: HEXADEC 17C: HEPTADEC 18C: OCTADEC 19C: NONADEC
Sufijos: Alcanos: ANO Alquenos: ENO Alquinos: INO
Para los ramificados: 1) Se define la cadena principal como la más
larga de las que contienen a los enlaces múltiples y si hay varias con igual cantidad de carbonos, a la más ramificada.
2) Se define el primer carbono como la punta más cercana al primer enlace triple, si no al doble, si no a la primera ramificación, a la segunda, etc.
3) Se nombran las ramificaciones y sus ubicaciones en orden alfabético con terminación IL.
4) Se nombra la cadena principal, teniendo en cuenta que los números entre sí se separan por coma, números de palabras por guión y las palabras entre sí no se separan.
Prefijos especiales:
C C C ---------C ---------C-C ---------C-C-C
C ISO C TER SEC
Hoja 8
b) Nomenclatura de hidrocarburos cíclicos;
Cicloalcanos, cicloalquenos y cicloalquinos: Se nombran de la
misma manera que los alifáticos, pero anteponiendo el prefijo CICLO.
Aromáticos: El benceno es un hidrocarburo cíclico de 6 carbonos,
con enlaces simples y dobles alternados (conjugados), que se simboliza de la siguiente manera:
Si se encuentra bisustituido, las posiciones de los sustituyentes no se indican mediante números, sino que se usan prefijos especiales:
orto (o-) meta (m-) para (p-)
Ciclos vinculados por un enlace simple: Se nombran con prefijo BI.
Los carbonos se numeran desde los que participan del enlace simple.Ejemplo:
biciclobutano
Ciclos con carbonos puente (biciclos): Se escribe el prefijo biciclo y
se indica entre corchetes la cantidad de carbonos de mayor a menor que hay entre los cabeza de puente. Luego se nombra el alcano que corresponde a la cantidad total de carbonos. Los carbonos se numeran desde una cabeza de puente y se sigue por la cadena más larga hasta el otro cabeza de puente, se vuelve por la cadena intermedia y por último la más corta.Ejemplos:
biciclo[3,2,1]octano biciclo[4,3,0]nonano
Espíranos:Son dos ciclos que comparten un solo carbono. Se
escribe el prefijo espiro y se indica entre corchetes la cantidad de carbonos de menor a mayor que hay a uno y otro lado del carbono espiránico. Luego se nombra el alcano que corresponde a la cantidad total de carbonos. Los carbonos se numeran desde un carbono vecino al espiránico, del lado de la cadena más corta y se sigue por la misma, pasando luego a la más larga.Ejemplos:
espiro[3,4]octano espiro[2,5]octano
Hoja 92) Funciones oxigenadas simples:
Tienen una cadena principal hidrocarbonada y un grupo funcional oxigenado. Ordenadas de menor a mayor importancia en cuanto a la nomenclatura son las siguientes:
Función Grupo funcional Ubicación Prefijo Sufijo Fórmula general
Alcohol Oxhidrilo -OH 1io, 2io o 3io Hidroxi- -ol CnH2n+2O
Cetona Carbonilo C=O 2io Ceto- Oxo- -ona CnH2nO
Aldehído Carbonilo HC=O 1io -al CnH2nO
Ácido Carboxilo C=O 1io Ácido CnH2nO2
carboxílico OH -oico
Aclaración: Carbonos primarios son los que están unidos a un solo carbono. Carbonos secundarios son los que están unidos a dos carbonos. Carbonos terciarios son los que están unidos a tres carbonos. Carbonos cuaternarios son los que están unidos a cuatro carbonos.
Si una cadena tiene varios grupos funcionales, se nombran los de menor importancia como prefijos y los más importantes como sufijos.
3) Funciones oxigenadas mixtas:Tienen un oxígeno de puente entre dos cadenas carbonadas:
Función Estructura Nomenclatura Fórmula general
Éter R-O-R’ Éter ........il ........ílico CnH2n+2O(orden alfabético)
O O Éster R-C-O-R’ R-C- anoato de –R’ ilo CnH2nO2
O O Anhídrido R-C-O-C-R’ Anhídrido ......an .....anoico CnH2n-2O3
(orden alfabético)4) Halógenos y grupos nitrogenados:
Grupo Fórmula Nomenclatura
Halógeno -X Halógeno ...........Cadena principal
Amino -NH2 Amino ............... Cadena principal Nitro -NO2 Nitro ................. Cadena principalAclaración: Los halógenos y grupos nitrogenados tienen la misma importancia que las ramificaciones y se nombran en orden alfabético junto con ellas.
5) Aminas y amidas: Son derivados de sustitución del amoníaco.
OC-R
R O Aminas N R’ ..............il amina Amidas N C-R’ ...........an amida
R’’ OC-R’’
Hoja 10
hibridación
El número atómico del carbono es 6, lo cual indica que el átomo de carbono tiene 6 protones en el núcleo y 6 electrones girando alrededor. Por lo tanto, según la regla de Pauling, la configuración electrónica del carbono debería ser la siguiente:
[1S²]2S²2p²CEI CEE
2p² con 2 electrones desapareados
2S²
1S²
Sin embargo, en la mayoría de los compuestos, el carbono experimenta una autotransformación espontánea llamada “hibridación” o “hibridización”, en la cual se mezclan el orbital 2S con orbitales 2p y se forman orbitales híbridos, obteniéndose 4 electrones desapareados. Existen tres tipos de hibridación del carbono, que dependen de los enlaces que lo rodean y cualquier elemento unido a un carbono hibridizado (excepto el hidrógeno que por tener un solo electrón no se hibridiza) tiene el mismo tipo de hibridación que el carbono al cual está unido.
Hibridación Sp3:Se produce cuando el carbono está rodeado exclusivamente por enlaces simples. Se hibridiza
el orbital 2S con los tres orbitales 2p y se forman cuatro orbitales híbridos Sp3 de energía intermedia:
Sp3
1S²
Cada orbital híbrido tiene forma lobular, con un lóbulo principal y otro mucho más pequeño, llamado secundario, que normalmente no se dibuja:
lóbulo principal
lóbulo secundario
Los cuatro orbitales híbridos Sp3 se disponen hacia los vértices de un tetraedro regular, formando ángulos de 109,5° entre sí:
Sp3
109,5° Estructura tetraédrica
Sp3
Sp3
Sp3
Hoja 11
Hibridación Sp2:Se produce cuando el carbono tiene un enlace doble.Se hibridiza el orbital 2S con dos orbitales 2p y se forman tres orbitales híbridos Sp2 de
energía intermedia, quedando un orbital p sin hibridizar:
2p
Sp2
1S²
Los orbitales híbridos Sp2 tienen la misma forma de los Sp3. Los tres orbitales híbridos Sp2 se disponen en un plano, formando ángulos de 120° entre sí. El orbital 2p es perpendicular a dicho plano.
p
Sp2
Sp2 120° Estructura plano-triangular
Sp2
Hibridación Sp:Se produce cuando el carbono tiene un enlace triple o dos dobles.Se hibridiza el orbital 2S con un orbital 2p, formándose dos orbitales híbridos Sp de energía
intermedia y quedando 2 orbitales p sin hibridizar:
2p
Sp
1S² Los orbitales híbridos Sp tienen la misma forma de los Sp3. Los dos orbitales híbridos Sp se disponen en una línea recta, formando un ángulo de 180° entre sí. Los dos orbitales p son perpendiculares entre sí y perpendiculares a dicha recta.
p
p
180° Sp Sp Estructura lineal
Hoja 12Tipos de enlaces (orbitales moleculares):
Enlace sigma ( σ): Es una superposición frontal de orbitales híbridos o de uno híbrido con otro sin hibridizar.
Es relativamente fuerte.
Enlace pi (π): Es un enfrentamiento lateral de orbitales p sin hibridizar. Resulta mucho más débil que el σ y por
lo tanto, más fácil de romper.
Ejemplos:ETANO: H3C- CH3
S S
Sp3 1 enlace σ: Sp3 --- Sp3
Sp3 SSp3 Sp3 Sp3 6 enlaces σ: Sp3 --- S
SSp3 Sp3
Sp3 Sp3
S S
ETENO: H2C=CH2
S p p S 1 enlace σ: Sp2 --- Sp2
Sp2 Sp2 Sp2 Sp2 1 enlace π: p --- p
4 enlaces σ: Sp2 --- S Sp2 Sp2
S S
ETINO: HC CH
p p
p p 1 enlace σ: Sp --- Sp
Sp Sp 2 enlaces π: p --- p S S
2 enlaces σ: Sp --- S
Hoja 13
isomería
Dos compuestos son isómeros cuando tienen la misma fórmula molecular, pero difieren en sus propiedades físicas y/o químicas.
Clasificación de isomerías:
De cadena: varía la cadena principal. Por ejemplo: metilpropano y butano.
De posición: varía la ubicación de un enlace múltiple, de un grupo funcionalPlana o o de una ramificación.
constitucional Por ejemplo: 1-buteno y 2-buteno/ 1-butanol y 2-butanol/(varían los enlaces 2-metilpentano y 3-metilpentano entre los átomos) De función: varía la función orgánica.
Por ejemplo: butanal y butanona/ propeno y ciclopropano/ butanol y éter etílico/ acido butanoico y etanoato de etilo
Geométric a (cis-trans o E-Z): varía la ubicación de los grupos unidos a los carbonos vinculados por un doble
enlace o de los grupos unidos a ciclos planos.
Por ejemplo:
CH3 H CH3 H C C
cis-1,2-dimetilciclobutano C CCH3 H H CH3
cis-2-buteno trans-2-butenoEspacial o Configuracional
estereoisomería trans-1,2-dimetilciclobutano(varía la distribución de los átomos Óptica (R/S): varía la ubicación de los grupos unidos a carbonos en el espacio) asimétricos o quirales.
Por ejemplo:
HC=O HC=OHC-OH y HO-CH CH3 CH3
Conformacional: varía la ubicación de los grupos unidos a carbonos vinculados por enlaces
simples. Se pueden interconvertir por libre rotación del enlace σ. Por ejemplo:
H H Cl H H Cl
C Cy
C C Cl H H Cl
H H
Hoja 14
isomería geométrica
Los isómeros geométricos se obtienen variando la ubicación en el espacio de los grupos unidos a carbonos vinculados por un doble enlace o a ciclos planos. Esto se debe a que ni los enlaces dobles, ni los ciclos planos tienen libre rotación alrededor de sí mismos.
Cuando los grupos iguales se encuentran del mismo lado, se obtiene la configuración “cis” y cuando se hallan delados diferentes del doble enlace o del ciclo plano, se obtiene la configuración “trans”.
Ejemplos:
1)
cis-1,2-dimetilciclobutano trans-1,2-dimetilciclobutano
2) CH3 H CH3 HC CC C
CH3 H H CH3
cis-2-buteno trans-2-buteno
La configuración trans tiene un punto de ebullición menor que la cis, por ser más simétrica y por lo tanto menos polar. Además, por esta razón, resulta más estable.
Si alguno de los carbonos vinculados por el doble enlace está unido a dos grupos iguales, el compuesto no tiene isomería geométrica.
Ejemplo:CH3 H
C C
H H El propeno no tiene isomería geométrica.
La nomenclatura cis-trans es clara cuando los carbonos vinculados por el doble enlace tienen dos pares de grupos iguales, como en el 2-buteno. En otros casos, se utiliza la nomenclatura E-Z, para lo cual se asignan prioridades a los grupos unidos a los carbonos vinculados por el doble enlace, según la masa atómica del primer elemento. Si los grupos prioritarios se hallan opuestos, se obtiene el isómero E, y si se hallan del mismo lado, se obtiene el isómero Z.
Ejemplo:H Cl (P) (P) Cl H C C C CCH3 CH2-CH3 (P) CH3 CH2-CH3 (P)
Z-1-cloro-2-metilbuteno E-1-cloro-2-metilbuteno
Hoja 15
isomería óptica
Un compuesto es ópticamente activo cuando desvía el plano de vibración de la luz polarizada. Si dicha desviación se produce en sentido horario, se dice que el compuesto es “dextrógiro” (+) y si se produce en sentido antihorario, el compuesto es “levógiro” (-). Para conocer dicho carácter y el poder rotatorio específico del compuesto D , se utiliza un instrumento llamado “polarímetro” y se hace el cálculo:
CLD .
donde α es la rotación observada en °, L la longitud del trayecto en dm y C la concentración de la muestra en g/ml. Se suele usar como luz polarizada la frecuencia correspondiente a la luz amarilla de una lámpara de sodio, porque se puede filtrar fácilmente para usar radiación de una sola longitud de onda (línea D).
El compuesto resulta ópticamente activo cuando posee carbonos asimétricos o quirales (llamados centros estereogénicos), que son aquellos que están unidos a cuatro grupos diferentes. En este caso, las distancias entre este carbono y los cuatro grupos a los que está unido son distintas y la molécula resulta asimétrica, de modo que si se modifica la ubicación de los grupos, pueden obtenerse moléculas no superponibles. Se o9btienen entonces, distintosisómeros ópticos.
Por ejemplo:carbono quiral
HC=O H C-OH
CH3
El número de isómeros ópticos es igual a 2n, donde n es el número de carbonos quirales. Los isómeros ópticos que resultan ser imágenes especulares entre sí se denominan “enantiómeros”. Tienen el mismo poder rotatorio específico, pero en sentidos contrarios. Los que no son enantiómeros, se denominan “diasteroisómeros”, “diasterómeros” o “diásteros” y tienenh distintos poderes rotatorios específicos.
Por ejemplo:
HC=O HC=O HC=O HC=OHC-OH OH CH OH CH HC-OHHC-Cl HC-Cl Cl CH Cl CH CH3 CH3 CH3 CH3
Diásteros
Enantiómeros
Mezcla racémica: Es una mezcla equimolar de dos sustancias enantiómeras, que resulta en un producto
ópticamente inactivo. Para separar los componentes enantiómeros, se agrega un producto ópticamente activo que secombine con ambos componentes, originando diasteroisómeros con propiedades diferentes, que permitan separarlos(por ejemplo: si tienen distintas solubilidades, se pueden separar por disolución).
Hoja 16
Nomenclatura absoluta (de Cahn-Ingold-Prelog):Se utiliza para indicar las ubicaciones de los
grupos unidos a cada carbono quiral. Se los designa para ello con las letras R (del latín rectus: derecha) o S (sinister: izquierda).
Para clasificar el compuesto, se utiliza una representación llamada “Proyección de Fisher”, que es una cruz en cuyo centro se halla el carbono quiral.1) Se asignan prioridades a los cuatro grupos, en orden decreciente de masas atómicas.2) Se hace un cambio para que el 2 quede arriba y otro para que el 4 quede abajo (si ya están, se intercambian los laterales). Si el orden creciente numérico resulta en sentido horario, es R y si resulta en sentido antihorario, es S.
Por ejemplo: HC=O 2 2 2HC-Cl 4 1 1 4 1 3 (R)-2-cloropropanal CH3 3 3 4
Otra forma de representar estos compuestos, es mediante cuñas y trazos. En este caso, para designar la nomenclatura absoluta de la sustancia, se transforma esta representación en una proyección de Fisher, ubicando el grupo que está hacia adelante (cuña) a la izquierda y el que está atrás (trazo) abajo. Los otros dos conservan su ubicación. Luego se trabaja como se indicó anteriormente.
Ejemplo 1: 1 4 2Br H
1 3 (R)-2-bromobutano
3 2 4
Ejemplo 2: 2 1 1 2 2Br
3 4 3 4 3 1 (S)-2-bromobutano 3 H
4 2 1 4
Formas meso: Son aquellos compuestos que poseen dos o más centros estereogénicos con la misma
constitución. Por ejemplo, el 2,3-dibromobutano:
Br BrH3C-HC-HC-CH3
Br Br Br Br Br Br Br Br H CH3 H3C H H H H3C CH3 H3C H H CH3 H3C CH3 H H
2R,3R 2S,3S 2R,3S 2S,3R
Los isómeros 2R,3R y 2S,3S son enantiómeros y por separado resultan ópticamente activos (forman un par D,L).
Las configuraciones 2R,3S y 2S,3R son superponibles y representan por lo tanto un solo estereoisómero. Este estereoisómero tiene un plano de simetría en el centro de la molécula y ambas configuraciones difieren sólo enel carbono extremo de la cadena en que se inicia la numeración. Este estereoisómero se denomina forma “meso” y resulta ópticamente inactivo. Cada compuesto del par D,L es diasteroisómero del compuesto meso. Para compuestos con estereoisómeros meso, el número de isómeros ópticos se reduce de 2n en 1 por cada forma meso.
Hoja 17isomería conformacional
Los isómeros conformacionales tienen el mismo esqueleto, pero difieren en cuanto a la posición relativa de ciertos átomos en el espacio tridimensional y se obtienen por rotación en torno a uno o más enlaces σ. Esta rotación requiere menos energía que la rotación en torno a enlaces múltiples, porque en esta última se deben romper enlaces π (obteniéndose isómeros geométricos). Por eso, se suele decir que hay rotación “libre” en torno a enlaces σ.
Conformación en hidrocarburos alifáticos:En este caso, influyen dos factores:
a) La tensión torsional, relacionada con el ángulo entre los enlaces C-H de carbonos vecinos.b) El efecto estérico, relacionado con la distancia entre grupos grandes.
Ejemplos:En el etano (H3C-CH3), al no tener ninguno de los dos carbonos grupos grandes, sólo influye la tensión torsional.Existen dos confórmeros extremos: el “eclipsado”, con ángulos entre enlaces C-H iguales a 0° y el “alternado”, con dichos ángulos iguales a 60°. Este último es más estable, porque en el eclipsado, al estar losenlaces C-H más próximos entre sí, se origina una mayor repulsión de los electrones:
H H H H 60º H
(Proyecciones de Newman)H H H H H H
H Conformación eclipsada Conformación alternada
E HH HH HH HH H H H H
H HH H HH H HH H HH
H H H H H H H H H H H H H H H H H H
0 60 120 180 240 300 360 (ángulo entre enlaces)
En el butano (CH3-CH2- CH2- CH3), influyen ambos factores: la tensión torsional (al igual que en el etano) y el efecto estérico, según la ubicación de los grupos CH3. En la conformación alternada, dichos grupos pueden formar un ángulo mínimo de 60° (confórmero gauche) y uno máximo de 180° (confórmero anti). El más estable es el anti, ya que siendo grupos grandes, tratan de ubicarse a la mayor distancia posible. Por lo tanto, el butano más estable es el alternado anti:
CH3 CH3
H CH3 H H
H H H HH CH3
Alternado gauche Alternado anti E CH3CH3 CH3CH3
H H H HH HCH3 HCH3 H HH
H H H HCH3 CH3 HH
CH3 CH3
H CH3 CH3 CH3 H H H H H H H
H H H HCH3
0 60 120 180 240 300 360 (ángulo entre enlaces)
Hoja 18
Conformación en hidrocarburos cíclicos: En este caso, influyen dos factores:
a) La tensión torsional ,igual que en los alifáticos.
b) La tensión angular, relacionada con la diferencia entre el ángulo determinado por la geometría del ciclo y el ángulo correspondiente al tetraedro ideal (109,5°).
Ejemplos:
En el ciclopropano CH2
CH2 CH2, la única conformación que existe es la plana, ya que tres puntos determinan un plano. Por lo tanto, la tensión torsional es alta (porque los enlaces C-H resultan eclipsados) y la tensión angular también (porque los ángulos de los enlaces entre los carbonos son de 60°, mucho menor que 109,5°). Este compuesto resulta, por lo tanto, inestable.
El ciclobutano tiene dos conformaciones:-- La plana, que resulta inestable debido a la tensión torsional (enlaces C-H eclipsados) y a la tensión angular (ángulos de 90°, menores a 109,5°).-- La doblada (un carbono sale del plano formado por los otros tres), que resulta más estable porque tiene menor eclipsamiento (menor tensión torsional), aunque la tensión angular resulta un poco mayor, porque los ángulos son menores a 90°.
El ciclopentano tiene tres conformaciones:-- La plana, inestable debido a la tensión torsional (enlaces C-H eclipsados), con ángulos de enlaces C-C iguales a 108° (pentágono regular).-- La conformación de sobre (un carbono fuera del plano de los otros cuatro).-- La conformación de semisilla (dos carbonos fuera del plano de los otros tres; uno arriba y uno abajo).Las dos conformaciones no planas resultan más estables, debido a que disminuye la tensión torsional (menoreclipsamiento), aunque aquí también la tensión angular resulta un poco mayor, porque los ángulos son menores a 108°.
Hasta aquí, las conformaciones dobladas resultan poco más estables que las planas, porque al disminuir la tensión torsional, aumenta un poco la angular.A partir del ciclo de 6 carbonos, el ángulo del polígono regular plano es mayor que el del tetraedro regular y por lo tanto las conformaciones dobladas resultan mucho más estables que las planas, porque se logra reducir tanto la tensión torsional, como la angular.
En el c iclohexano, por ejemplo, tenemos tres conformaciones:-- La plana, inestable debido a la tensión torsional (enlaces C-H eclipsados) y a la angular (ángulos de 120°,mayores a 109,5°).-- La conformación de bote (carbonos opuestos hacia arriba: ), más estable que la plana por tener menor tensión torsional (aunque conserva dos enlaces C-H eclipsados) y angular (ángulos menores a 120°).-- La conformación de silla (un carbono arriba y el opuesto abajo: ), que resulta la más estable porque tiene mínima tensión torsional (no tiene enlaces C-H eclipsados) y mínima tensión angular (ángulos menores a 120° y cercanos a 109,5°). Además, los grupos unidos a los carbonos ciclohexánicos se pueden ubicar en posición ecuatorialial ( ) o axial ( ). Todos los ciclohexanos poseen 6 hidrógenos en posición ecuatorial y otros 6 en posición axial. Los derivados sustituidos cuyos sustituyentes se hallan en posición ecuatorial resultan más estables que aquéllos cuyos sustituyentes se ubican en posición axial.
Hoja 19
reacciones orgánicas
Clasificación de rupturas:Cuando se produce una reacción orgánica, la sustancia que sufre
modificaciones en su átomo de carbono es el “sustrato” y el agente productor del cambio es el “reactivo”.
Por ejemplo: H3C-Cl + KOH H3C-OH + KCl(sustrato) (reactivo)
Observamos que se rompió el enlace covalente C-Cl en el sustrato. Dicha ruptura puede producirse de dos maneras:
*Ruptura “homolítica”: Es aquélla en la que la molécula A:B se divide de manera tal que A y B conservan cada uno
un electrón del par compartido. Es una ruptura simétrica:
A B A + B RadicalesSe necesita energía (calor, luz, etc) para separar el pár de electrones compartidos. Las reacciones se
denominan radicalarias.
*Ruptura “heterolítica”: En este caso, el par de electrones no se separa y queda en alguna de las dos partes de la
molécula, originando un catión y un anión:A B A+ + B -
Las reacciones se denominan polares.
Clasificación de reactivos:*Nucleofílicos: Son aniones. Las reacciones se denominan nucleofílicas:
R X + Y- R Y + X-
sustrato reactivo productos de la reacción nucleofílico
Ejemplo:
H3C-Cl + KOH H3C-OH + KCl( el OH es el nucleófilo que ataca al C con δ+, desplazando al Cl con δ-).
*Electrofílicos: Son cationes. Las reacciones se denominan electrofílicas: R X + Y+ RY + X+
sustrato reactivo productos de la reacción electrofílico
Ejemplo: NO2
+ NO2+ + H+
benceno ion nitronio nitrobenceno( el ion NO2
+ ataca al C con δ-, desplazando al H con δ+).
Hoja 20Clasificación de reacciones:
a) De sustitución: Son aquéllas en las que se sustituye un átomo del sustrato por otro átomo o grupo del reactivo. Ejemplo:
CH4 + Cl2 luz H3C-Cl + HCl
b) De adición: Son aquéllas en las que se agregan en el sustrato, átomos provenientes del reactivo. Ejemplo:
CH2 CH3
|| + H2 Pt |CH2 CH3
c) De eliminación: Es lo opuesto a la adición. El sustrato pierde átomos. Ejemplo:
H2C-Cl CH2
| + Zn || + ZnCl2
H2C-Cl CH2
d) De condensación: Dos moléculas de complejidad media forman un producto más complejo, en general, con pérdida de una molécula pequeña. Ejemplo:
H2C-OH C=O O | + | OH H2C C=O + H2O CH3 CH3 | |
H3C CH3
e) De transposición: Cambia el esqueleto carbonado y esto puede estar acompañado por la conversión de un grupo funcional en otro. Ejemplo:
H3C H3O+ O CH3
=N OH N H3C H3C H
f) De isomerización: Se interconvierten especies que tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura, conservando el esqueleto carbonado.
Ejemplo: CH2 CH3
|| | C-OH C=O | | CH3 CH3
g) De óxido-reducción: Cambia el número de oxidación de uno o más carbonos y a su vez pueden ser de adición, sustitución o eliminación. Ejemplo:
+1 +3HC=O +1 C=O 0 | + 2AgOH | OH + H2O + 2Ag CH3 CH3
Hoja 21Alcanos (parafinas)
Fórmula general:
Alifáticos: CnH2n+2
Cíclicos: CnH2n
Propiedades físicas:Como la diferencia de electronegatividades entre el C y el H es pequeña (0,4), estos
compuestos son prácticamente no polares y por lo tanto:* Tienen bajos puntos de fusión y ebullición, pero éstos aumentan con el número de carbonos porque aumentan las masas moleculares y con ellas las fuerzas de London y la energía necesaria para vencerlas. Por eso, los 4 primeros alcanos son gases a temperatura ambiente, del 5° al 15° son líquidos y del 16° en adelante son sólidos.* A igualdad de número de carbonos, los puntos de ebullición son menores cuanto mayor es el número de ramificaciones, ya que éstas impiden el solapamiento de las moléculas y por lo tanto se necesita menos energía para separarlas.* Todos los líquidos son menos densos que el agua y por lo tanto flotan en ella.* Son insolubles en agua, pero solubles en solventes no polares, como la nafta o el CCl4.
Propiedades químicas: Los alcanos, por tener todos sus enlaces , son poco reactivos. Por eso se llaman también “parafinas”
(poca afinidad).
1) Halogenación (Reacción de sustitución radicalaria):
Alcano + RUVosolarluzX 2 Halogenuro de alquilo + HX Esta reacción puede continuarse hasta sustituir todos los hidrógenos del alcano. Ejemplo: Monocloración: HClClCHluzClCH 324
Clorometano o cloruro de metiloHClClCHluzClClCH 2223
Diclorometano o dicloruro de metiloHClCHClluzClClCH 3222
Triclorometano o tricloruro de metiloHClCClluzClCHCl 423
Tetracloruro de carbono
Cloración completa: HClCClluzClCH 44 424
Mecanismo de la reacción (por radicales libres):
Iniciación: ClluzCl 22 (ruptura homolítica)
Propagación: HClCHCHCl 34
Finalización: ClCHClCH 33
No suele halogenarse con 2F o 2I porque con 2F la reacción es muy exotérmica y violenta, y con 2I es muy lenta. Las más comunes son las cloraciones y bromaciones. El cloro es muy poco selectivo, pero el bromo sí lo es, y si el alcano tiene varios carbonos, tiende a sustituir en mayor proporción a los hidrógenos de los carbonos menos hidrogenados.
Ejemplo: 3CH 3CH
CH - 3CH + 2Br luz Br -C- 3CH + HBr3CH 3CH (producto mayoritario)
Hoja 22
2) Nitración (Reacción de sustitución):CHNOAlcano 5003 Todos los compuestos que resultan de sustituir cualquier H o radical
alquílico por 2NO (regla de Hass) + .2OH
Ejemplo:
3CH OHNO2 3CH - 2CH - 2NO (nitroetano)
3CH + CHNO 5003 3CH - 2NO (nitrometano) + OH 2
(Ruptura heterolítica)
3) Combustión:Completa: Alcano + 2O 2CO + OH 2
Incompletas: Alcano + 2O CO + OH 2
Alcano + 2O C(hollín) + OH2
Ejemplo:83HC + 5 2O 3 2CO + 4 OH 2
83HC + 2
72O 3CO + 4 OH 2
83HC + 2 2O 3C + 4 OH2
4) Cracking o Pirólisis:
AlcanoAlquenoAlcano
HAlqueno
2
Ejemplo:3CH 2CH =CH - 2CH - 3CH (1-buteno) + 2H
2CH 3CH -CH =CH - 3CH (2-buteno) + 2H
2CH 4CH (metano) + 2CH =CH - 3CH (propeno)
3CH 3CH - 3CH (etano) + 2CH = 2CH (eteno)
Métodos de obtención
1) Hidrogenación de alquenos (Reacción de adición simétrica):
AlcanoNioPdPtHAlqueno ,2
Ejemplo:
322
32
CHPtHCH
CHCH
eteno etano
2) A partir de un halogenuro de alquilo (Haleblian):
Halogenuro de alquilo + HX + Zn Alcano + ZnX2
Ejemplo: CH 2 -Cl + HCl + Zn 3CH + ZnCl2
3CH 3CH
cloroetano o cloruro de etilo etano
Hoja 233) Síntesis de Wurtz:
a) 2 Halogenuro de alquilo + 2 Na Alcano + 2 NaX
Ejemplo: 2 2CH -Cl 3CH
3CH + 2 Na 2CH + 2 NaClcloroetano o 2CH
cloruro de etilo 3CH butano
b) Halogenuro de alquilo + Halogenuro de alquilo + Na Alcano + Alcano + Alcano + NaX
Ejemplo: 2CH -Cl 3CH 3CH 3CH
3CH -Cl + 3CH + Na 3CH + 2CH + 2CH + NaCl 2CH 3CH
3CH
4) Método de Grignard:Halogenuro de alquilo + Mg éter Halogenuro de alquilmagnesio
(Reactivo de Grignard)Halogenuro de alquilmagnesio + OH 2 Alcano + Sal básica de Mg
OHH
Ejemplo: 2CH -Cl 2CH MgCl
3CH + Mg éter3CH
cloroetano o cloruro de etilo cloruro de etilmagnesio2CH MgCl 3CH
3CH + OH 2 3CH + Mg(OH)Cl OHH
5) Obtención de alcanos asimétricos por formación de cuprodialquil litio (Coire-House):
2Halogenuro de alquilo Li 2AlquilLi CuI CuprodialquilLi alquilodeenuroHa log Alcano asimétrico
Ejemplo:
2 3
3
CH
ClCH
CH
Li 2 3
3
CH
CHLi
CH
CuI CuLi
CH
CH
CH
23
3
32 CHCHCl
3
32
3
CH
CHCHCH
CH
6) Electrólisis de Kolbe:1°) Ácido carboxílico + Hidróxido Sal orgánica + Agua2°) 2 Sal orgánica isElectrólis 2CO + AlcanoEjemplo:
2 3CH
OH
OC
+ NaOH3CH
ONa
OC
+ OH 2
2 3CH
ONa
OC
isElectrólis2CO +
3
2
2
3
CH
CH
CH
CH
Hoja 24alquenos (olefinas)
Fórmula general: Alifáticos: nnHC 2
Cíclicos: 22 nnHC
Propiedades físicas:Son similares a las de los alcanos, aunque sus puntos de ebullición son algo menores
porque los enlaces dobles originan distintos ángulos entre enlace, que impiden el solapamiento de las moléculas.
Propiedades químicas
A diferencia de lo que ocurre con los alcanos, los enlaces π (más débiles que los σ) permiten reacciones deadición.
1) Hidrogenación (Reacción de adición simétrica):
AlcanoNioPdPtHAlqueno ,2
Ejemplo:
3
2
2
CH
HCH
CHPt
3
2
3
CH
CH
CH
propeno propano
2) Halogenación (Reacción de adición simétrica):
2XAlqueno Dihalogenuro vecinal
Ejemplo:
3
2
2
CH
ClCH
CH
3
2
CH
ClCH
ClCH
propeno 1,2-dicloropropano
La reacción con 2Br en solución de 4CCl sirve como reacción de reconocimiento, ya que dicha solucióntiene color pardo rojizo intenso y los dibromuros que se forman son incoloros.
Esta reacción resulta positiva tanto para alquenos como para alquinos, pero los alquenos decoloran la solución más rápidamente.
3) Adición de hidrácido (Reacción de adición asimétrica):
Alqueno + XH Halogenuro de alquilo
Regla de Markownicoff: El H se adiciona en mayor proporción al C más hidrogenado. Excepción: Cuando se adiciona HBr en presencia de peróxidos ( 22OH ), el H se
adiciona en mayor proporción al C menos hidrogenado (antiMarkownicoff).
Ejemplo 1:3
2
CH
HClCH
CH
3
3
CH
ClCH
CH
2-cloropropano (producto mayoritario)
Ejemplo 2: 3
2
CH
peróxidosHBrCH
CH
3
2
2
CH
CH
BrCH
1-bromopropano (producto mayoritario)
Hoja 25
4) Adición de H2SO4 (Reacción de adición asimétrica):
Alqueno + 42SOH Sulfato ácido de alquilo
Ejemplo:
33
42
2
OHSOHCH
SOHCH
CH
3
3
3
CH
OHSOHC
CH
Sulfato ácido de isopropilo
5) Reacciones posteriores a la adición de H2SO4:
a) Con hidrácido:Sulfato ácido de alquilo + HX Halogenuro de alquilo + 42SOH
Ejemplo:
3
3
3
CH
OHSOHC
CH
+ ClH
HCl
3
3
CH
ClHC
CH
+ 42SOH
sustitución 2-cloropropano o cloruro de isopropilo
b) Con H2O:Sulfato ácido de alquilo + OH 2 Alcohol + 42SOH
Ejemplo:
3
3
3
CH
OHSOHC
CH
+ OHH
OH 2
3
3
CH
OHHC
CH
+ 42SOH
sustitución 2-propanol
6) Reacción global de hidratación (Reacción de adición asimétrica):
Alqueno + OH 2 42SOH Alcohol
Ejemplo:
OHHCH
OHCH
CH
3
2
2
42SOH
3
3
CH
OHHC
CH
2-propanol
7) Adición de ácidos hipohalogenados (Reacción de adición asimétrica):
Alqueno + HXO Alcohol halogenado
Ejemplo:
OHClCH
HClOCH
CH
3
2
3
2
CH
OHHC
ClCH
ácido hipocloroso 1-cloro-2.propanol
8) Combustión:
Alqueno + OHCOO 222
Ejemplo: OHCOOHC 22263 332
9
Hoja 269) Oxidación en frío – Reacción de Bayer:
Cuando se trata un alqueno con una solución acuosa de4KMnO diluido y en frío, el alqueno se oxida, originando un glicol (diol vecinal). Este ensayo sirve como
reacción de reconocimiento, ya que la solución de 4KMnO es de color púrpura y los productos que se obtienen adquieren distintas coloraciones, según el medio. Esta reacción resulta positiva para hidrocarburos no saturados (alquenos y alquinos) y negativa para los alcanos.
Alqueno diolGlicolfríodilKMnO .,,4
VERDEcolorbásicomedioMnO
PARDOcolorneutromedioMnO
ROSAcolorácidomedioMn
24
2
2
Ejemplo:2
2
CH
CH
OHCH
OHCHfríodilKMnO
2
2.,,4
VERDEcolorbásicomedioMnO
PARDOcolorneutromedioMnO
ROSAcolorácidomedioMn
24
2
2
1,2-etanodiol (etilenglicol)
10) Oxidación en caliente (oxidación fuerte o enérgica):
Alqueno ,.,4 concKMnO * + *
*
CetonaC
ocarboxílicÁcidoC
gCOC
io
io
io
:3
:2
:1 2
Ejemplo 1:3
2
CH
CH
CH
3
2,4
CH
OH
OCgCOKMnO
ácido etanoico (acético)
Ejemplo 2:
3
3
2
CH
CHC
CH
3
32,4
CH
OC
CHgCOKMnO
propanona11) Ozonólisis:
Alqueno +
222
,Re13
OHOx
HClZndOzónidoO* + *
*
CetonaC
ocarboxílicÁcido
AldehídooC
io
ioio
:3
2
121
Ejemplo:
propanonaCHoicomeÁcido
OCOHCH
CHOHCCHC
propanonaCHalmeOCH
OCOCHOOOCHC
CHCHCH
OHOx
HClZnd
3
3
32
3
33
2,Re1
33
322
tan
tan22
Hoja 2712) Polimerización:
Es la reacción mediante la cual un alqueno, por acción de las altas presiones y temperaturas, rompe sus enlaces π y se transforma en ségmero. La unión de cientos de ségmeros origina una macromolécula llamada polímero, de la cual el alqueno es el monómero.
Ejemplo:
22
2,
2
CHCH
CHnCHcientosn Tp
nCH
CH
2
2
Eteno o etileno (monómero) Ségmero Polieteno o polietileno (polímero)
Métodos de obtención
1) Hidrogenación parcial de alquinos (Reacción de adición simétrica):
(1) Alquino + impurezasconPtenvenenadorcatalizadoH 2 alqueno
(2) Alquino +cisalqueno
transalquenoHLindlar
NaNH
32
(El catalizador Lindlar es Pd con impurezas de carbonato de calcio y plomo)
Ejemplo (1):CH CH 2
C + H2 c⃗atalizador envenenado CHCH 3 CH 3
propino propeno
Ejemplo (2):HCHC
CCHC
CHHCHNaNH
3
2
33
3 trans-2-buteno
3CH
2-butino 33 CHCH
CC
HHLindlar cis-2-buteno
2) Deshidratación de alcoholes (Reacción de eliminación):
Alcohol /, 3242 OAlSOH Alqueno + OH2
Regla de Saytzeff : El H proviene en mayor proporción del C vecino menos hidrogenado (si los 2 C vecinos están igualmente hidrogenados, se obtienen los 2 alquenos en igual proporción.
Ejemplo:
3
2
3
CH
CH
OHHC
CH
/42SOH
3
3
CH
CH
CH
CH
+ OH 2
2-butanol 2-buteno (producto mayoritario)
Hoja 28
3) Deshidrohalogenación de halogenuros de alquilo:
Halogenuro de alquilo + KOH /alcohólicomedio Alqueno + OH 2 + KX
Ejemplo:
3
2
2
CH
CH
ClCH
+ KOH /alcohólicomedio 3
2
CH
CH
CH
+ OH 2 + KCl
Cloropropano o cloruro de propilo Propeno
4) Deshalogenación de dihalogenuros vecinales:
Dihalogenuro vecinal + Zn Alqueno + 2ZnX
Ejemplo:3
2
CH
ClHC
ClCH
+ Zn 3
2
CH
CH
CH
+ 2ZnCl
1,2-dicloropropano Propeno
Número de insaturaciones
2
22.º
in
insatsN
donde n es el número de átomos de cada elemento e i su valencia.
Ejemplo: Para el 527 HClOC :
52
2215222211247.º insatsN
Hoja 29
Alquinos (compuestos acetilénicos )
Fórmula general: Alifáticos: 22 nnHC
Propiedades físicas:Son similares a las de los alcanos. Los puntos de ebullición son algo menores
porque los enlaces triples forman ángulos de enlace distintos a los de los enlaces simples y por lo tanto impiden elsolapamiento de las moléculas.
Propiedades químicas
Al igual que en los alquenos, los enlaces π permiten reacciones de adición.
1)Hidrogenación (Reacción de adición simétrica):
3) Parcial:Alquino + impurezasconPtenvenenadorcatalizadoH 2 Alqueno
Alquino + 2Hcisalqueno
transalquenoLindlar
NaNH
3
Ejemplo 1:
33
2
2
CHCH
CHHC
CHCHenvenenadorcatalizado propeno
Ejemplo 2: HCHC
CCHC
CHHCHNaNH
3
2
33
3 trans-2-buteno
3CH
2-butino 33 CHCH
CC
HHLindlar cis-2-buteno
b) Total:Alquino + NioPdPtH ,
22 Alcano
Ejemplo: CH
CH+ PtH 22
3
3
CH
CH
Etino (acetileno) Etano
Hoja 302) Halogenación (Reacción de adición simétrica):
4) Parcial:Alquino + 2X Dihalogenuro vecinal
Ejemplo:
3CH
C
CH
+ 2Cl3CH
ClC
ClHC
1,2-dicloropropeno
5) Total:Alquino + 2 2X Tetrahalogenuro de alquilo
Ejemplo:
3CH
C
CH
+ 2 2Cl
3
2
2
CH
CCl
HCCl
1,1,2,2-tetracloropropano
3) Adición de hidrácido (Reacción de adición asimétrica-vale Markownicoff):
a) Parcial: Alquino + HX Halogenuro
Ejemplo:
3CH
C
CH
+ HCl 3
2
CH
ClC
CH
2-cloropropeno
b) Total: Alquino + 2HX Gem-dihalogenuro
Ejemplo:
3CH
C
CH
+ 2HCl
3
2
3
CH
CCl
CH
2,2-dicloropropano
4) Hidratación (Reacción de adición asimétrica):
Alquino + OH 2 2
42 ,HgSOH Enol Cetona o etanal Tautomerización
Ejemplo:
3CH
C
CH
+ OHH
OH 2
242 ,HgSOH
3
2
CH
OHC
CH
3
3
CH
OC
CH
2-hidroxipropeno o 2-propenol propanona
5) Combustión:
Alquino + OHCOO 222
Ejemplo: 43HC + OHCOO 222 234
Hoja 316) Reacciones propias del carácter ácido de los alquinos terminales:
Los C con hibridación Sp son más electronegativos que los 32 SpoSp , razón por la cual, los electrones de estos C se ubican más cerca del núcleo y por lo tanto tienen más tendencia a originar aniones (ceder H ).
Alquino terminal +
2
323)(
)(
MNH
NONHAg
amoniacalmedioCuCl
Metal
Sal orgánica +
3
334
2
NH
NHNONH
HCl
H
orgánicoCompuestoAlcanoGrignarddeactivoMgXR )(Re
Ejemplo 1:CH
CH+ 2Na
CNa
CNa+ 2H
Acetiluro de disodio
Ejemplo 2:CH
CH+ Na
CH
CNa+ 22
1H
Acetiluro de sodio
Ejemplo 3:3CH
C
CH
+ 323)( NONHAg
3CH
C
CAg
+ 34NONH + 3NH
Propiluro de plata Precipitado blanco
Ejemplo 4:3CH
C
CH
+ 2NaNH 3CH
C
CNa
+ 3NH
Ejemplo 5:3CH
C
CH
+ CMgClH3 3CH
C
CMgCl
+ 4CH
Las reacciones con Na y 323)( NONHAg se usan como reacciones de reconocimiento de alquinos terminales.
7) Reacción de Bayer (Oxidación en frío):Cuando se trata un alquino con una solución acuosa de
4KMnO diluido y en frío, el alquino se oxida, originando un glicol. Este ensayo sirve como reacción de reconocimiento, ya que la solución de 4KMnO es de color púrpura y los productos que se obtienen adquieren distintas coloraciones, según el medio. Esta reacción resulta positiva para hidrocarburos no saturados (alquenos y alquinos) y negativa para los alcanos.
Alquino diolGlicolfríodilKMnO .,,4
VERDEcolorbásicomedioMnO
PARDOcolorneutromedioMnO
ROSAcolorácidomedioMn
24
2
2
Ejemplo:CH
CH
OHHC
OHHCfríodilKMnO
.,,4
+
VERDEcolorbásicomedioMnO
PARDOcolorneutromedioMnO
ROSAcolorácidomedioMn
24
2
2
1,2-etenodiol
Hoja 328) Oxidación en caliente:
Alquino ,4KMnO * + *
*
ocarboxílicÁcidoC
gCOCio
io
:2
:1 2
Ejemplo:3CH
C
CH
,4KMnO gCO2 +3CH
OH
OC
Propino Ácido etanoicoEste ensayo sirve como reacción de reconocimiento de hidrocarburos no saturados, ya que la solución de4KMnO tiene color púrpura y luego de esta reacción se decolora.
9) Ozonólisis:Alquino acéticoácZnO ./,3 Ácidos
Ejemplo:3CH
C
CH
acéticoácZnO ./,3OH
OHC +
3CH
OH
OC
Ác. metanoico Ác. etanoico
Métodos de obtención
1) Deshidrohalogenación de dihalogenuros vecinales: Dihalogenuro KOH halogenuro de alqueno sodiodeamidaNaNH2 alquino + NaX + 3NH
Ejemplo: 3
2
CH
ClHC
ClCH
KOH 3
2
CH
ClC
CH
sodiodeamidaNaNH2 3CH
C
CH
+ NaCl + 3NH
2) Deshidrohalogenación de gem-dihalogenuros:Dihalogenuro + 2KOH /alcohólicomedio Alquino + 2KX + 2 OH 2
Ejemplo:
3
2
2
CH
CH
HCCl
+ 2KOH /alcohólicomedio 3CH
C
CH
+ 2KCl + 2 OH 2
3) Deshalogenación de tetrahalogenuros de alquilo:
Tetrahalogenuro + 2Zn Alquino + 2 2ZnX
Ejemplo:
3
2
2
CH
CCl
HCCl
+ 2Zn 3CH
C
CH
+ 2 2ZnCl
4) Obtención industrial del acetileno:
CaOCaliza
CoqueCarbón
2CaC + 2 OH2 CH
CH + 2OHCa
Carburo de calcio acetileno cal
5) A partir de una sal:Sal de alquino + Halogenuro de alquilo Alquino + MX
Ejemplo:CH
CNa+
3
2
CH
ClCH 32 CHCHCHC + NaCl
Hoja 33
compuestos aromáticos
Son los derivados del benceno y se los denomina así porque la mayoría tiene olor agradable, aunque algunos son inodoros o tienen olor desagradable.
Benceno:En 1865 y basándose en sus propiedades, Kekulé propuso para el benceno una estructura cíclica
formada por 6 C unidos entre sí por enlaces simples y dobles alternados (conjugados):
CH Estructuras resonantes:
CH CH
CH CH
CH
Sin embargo, los dobles enlaces no son fijos, sino que pueden rotar y existe un equilibrio entre las dos estructuras, que no pueden ser aisladas separadamente. Además, se verifica experimentalmente que las distancias entre todos los carbonos es la misma e intermedia entre la que corresponde a un enlace simple y la que corresponde a uno doble. Se denomina “híbrido de resonancia” a la estructura intermedia entre las dos estructuras resonantes. Los enlaces entre los carbonos del benceno no son ni simples ni dobles, sino un estado intermedio.
Todos los carbonos tienen hibridación 2Sp , con tres orbitales 2Sp ubicados en un plano a 120° entre sí y el orbital p perpendicular a dicho plano. Los orbitales 2Sp se unen entre sí por enlaces σ y los p por enlaces π. Por la gran movilidad de los electrones π, la densidad de la nube electrónica se distribuye uniformemente por encima y por debajo del anillo de los 2Sp :
H
C H H C C
C 120° C H H
C
H
En general, el benceno se representa con el siguiente símbolo:
El anillo bencénico tiene una gran estabilidad y esto se debe a que cumple con una condición conocida como “regla de Huckel”, según la cual resultan particularmente estables todos los ciclos carbonados planos con (4n+2) electrones π, con n entero. En el caso del benceno, n=1.
Esta estabilidad hace que resulte muy difícil romper el anillo y transformarlo en una cadena abierta.
Propiedades físicas del benceno: Es un líquido incoloro, de olor agradable, menos denso que el agua e
insoluble en ella, pero soluble en solventes orgánicos no polares.
Hoja 34
Algunos derivados monosustituidos del benceno: OH
OH Cl NH2 NO2 HC=O C=O
hidroxibenceno clorobenceno aminobenceno nitrobenceno benzaldehído ácido benzoico o o fenol o cloruro de fenilo o fenilamina ác. benceno carboxílico
(anilina) CH3
SO3H C=O
metilbenceno isopropilbenceno fenileteno ácido bencensulfónico fenilmetilcetona (tolueno) (cumeno) (estireno) o benzofenona
Derivados bisustituidos del benceno:
posición orto (o-) posición meta (m-) posición para (p-)
Ejemplos: OH C=O
O-C- 3CH
O
o-dimetilbenceno (o-xileno) ácido acetilsalicílico (aspirina)
Otros derivados importantes:
3CH 3 2 2’ 3’
2NO 2NO 4 1 1’ 4’
5 6 6’ 5’
2NO bifenilo
2,4,6-trinitrotolueno (TNT)
Hidrocarburos aromáticos de núcleos condensados:
8(α) 1(α) 8 9 1 1 10 7(ß) 2(ß) 7 2 2 9
6(ß) 3(ß) 6 3 3 1 10 4 4 8
5(α) 4(α) 5 7 6
naftaleno (naftalina) antraceno fenantreno
Hoja 35
Propiedades químicas del benceno
1) Combustión:
OHCOOHC 22266 362
15
Reacciones de sustitución electrofílica:Se forma un electrófilo ( E ) que ataca a la molécula
de benceno, origina estructuras resonantes (inestables) y finalmente sustituye un H y forma un híbrido estable:
H H(-) E H E H E H E E (+) (+)
+ + E + H
(+)
estructuras resonantes
2) Halogenación por sustitución (Reacción de Friedel-Crafts): Ejemplo:
Cl+ 2Cl 33 AlCloFeCl + HCl
clorobencenoMecanismo:
43 FeClClFeClClCl (anión tetracloroferrato)
Cl Cl + Estructuras resonantes + H
H + 4FeCl HCl + 3FeCl
3) Alquilación por sustitución (Reacción de Friedel-Crafts): Ejemplo:
3CH
+ ClCH 3 33 AlCloFeCl + HClMecanismo:
ClCH 3 + 3AlCl 3CH +
4AlCl (anión tetracloroaluminato)
3CH
3CH + Estructuras resonantes + H
H + 4AlCl HCl + 3AlCl
Aclaración: Si el halogenuro tiene varios C y el halógeno está en un C io1 , el carbocatión se transpone a C io2 oio3 :
Ejemplo:
+ 3CH - 2CH - 2CH -Cl 33 AlCloFeCl + HCl
Hoja 364) Acilación por sustitución (Reacción de Friedel-Crafts):Ejemplo:
CH=O+ HC=O 33 AlCloFeCl + HCl
Clcloruro de metanoílo benzaldehído
Mecanismo:HC=O
Cl + 3AlCl OHC + 4AlCl
HC=OOHC + Estructuras resonantes + H
H + 4AlCl HCl + 3AlCl
5) Nitración: OHNO2 2NO
+ 3HNO 42SOH Estructuras resonantes + OH 2
nitrobenceno
6) Sulfonación: OHHSO3 HSO3
+ 42SOH 3SO Estructuras resonantes + OH 2
ác. bencensulfónico
7) Oxidación: R C=O
OH ,4KMnO ácido benzoico
8) Reducción:
O Zn(Hg),HCl (Reducción de Clemensen)C-R 3CH -R
)(Re),(22 KishneroffduccióndeWNaOHhidracinaNHNH
Métodos de obtención del benceno
1) Natural: Por destilación del petróleo.
2) Trimerización del acetileno:
3 CH
CH
Hoja 37Efectos de los sustituyentes
* Un sustituyente puede activar o desactivar el anillo, es decir, hacerlo más o menos reactivo frente a un electrófilo.* Además, un sustituyente puede orientar al siguiente a las posiciones orto-para (primera clase) o a la posición meta (segunda clase).
Influencia de un sustituyente para la segunda sustitución:
Pueden aparecer dos efectos:
1) El “efecto inductivo”, relacionado con las diferencias de electronegatividades.2) El “efecto mesómero o de resonancia”, relacionado con la deslocalización de electrones π por superposición de un orbital p sobre el sustituyente.
a) Sustituyentes activantes del anillo por efecto inductivo:Los más característicos son los
radicales alquílicos –R. En este caso, los carbonos 3Sp no generan resonancia sobre el anillo porque no hay pares de electrones
libres sobre el carbono y como los hidrógenos son menos electronegativos que el carbono, empujan electrones hacia él, activándolo y orientando al sustituyente a las posiciones orto-para.Ejemplo:
H δ(+) H-C-H
(+I) 3CH 3CH 3CH
(-) (-)
(-)
Estructuras resonantes
b) Sustituyentes desactivantes del anillo por efecto inductivo:Los más característicos
son los halógenos.En este caso, los halógenos son más electronegativos que el carbono y por lo tanto desactivan al anillo por
efecto inductivo. Por otro lado, pueden aportar electrones de orbitales p para que entren en resonancia con los electrones π del anillo y por lo tanto, activan el anillo por efecto mesómero.
Empíricamente, se observa que los halobencenos reaccionan más lentamente con los electrófilos que el benceno, de manera que predomina el efecto inductivo. El efecto mesómero pierde efectividad, porque para que los electrones del halógeno entren en resonancia con los del anillo, se deben superponer electrones p del halógenocon electrones π del anillo. A medida que aumenta el tamaño del halógeno, es menor la superposición de orbitales de distinto volumen. El mejor solapamiento se lograría con el F, pero es a la vez el más electronegativo, por lo que sigue predominando el efecto inductivo (con orientación orto-para).
Ejemplo: dador de e por resonancia (activante)Cl receptor de e por ef. inductivo (desactivante)
Cl Cl Cl(-I,+M) (-) (-)
predominante
(-)
Estructuras resonantes
Hoja 38
c) Sustituyentes activantes del anillo por efecto mesómero: Los más característicos son el
oxhidrilo (-OH) y el grupo amino (- 2NH ).Tanto el O como el N son más electronegativos que el C y por lo tanto desactivan el anillo por efecto
inductivo. Pero como aportan electrones de orbitales p para entrar en resonancia con los electrones π del anillo, loactivan por efecto mesómero, lo que en este caso predomina, orientando a las posiciones orto-para.
Ejemplos:
Oxhidrilo (-I,+M):
OH (+)O-H (+)O-H (+)O-H
(-) (-)
(-)
Estructuras resonantesAmino (-I,+M):
2NH (+) 2NH (+) 2NH (+) 2NH
(-) (-) (-)
(-)
Estructuras resonantes
d) Sustituyentes desactivantes del anillo por efecto mesómero:El más característico es
el grupo nitro (- 2NO ).En este caso, el N tiene defecto de electrones (por ser el oxígeno más electronegativo) y un orbital p que se
puede superponer con los electrones π del anillo, tomando electrones por efecto mesómero y desactivando el anillo. Además, como el N es más electronegativo que el C, también desactiva el anillo por efecto inductivo. Si aún desactivado el compuesto es atacado por un electrófilo, éste se dirige a la posición meta, porque es la única que no queda desactivada.
Ejemplo:O O N (-I,-M) (-)O O (-)O O (-)O O
N N N (+) (+)
(+)
Estructuras resonantes
Hoja 39
Orden de reactividad
+ reactividad
22 ,, NONHRNH
OH
OR O ACTIVANTES, ORIENTADORES O-P
RCNH
R , -
H
F
Cl DESACTIVANTES. ORIENTADORES O-P
Br
I
ORC
O OOHCROC ,
HSO3 DESACTIVANTES, ORIENTADORES M
NC
2NO
3NR
- reactividad
Hoja 40
Tercera sustitución en anillos aromáticos
1) Cuando los dos sustituyentes refuerzan una posición, es ahí donde se produce la tercera sustitución. Ejemplo:
3CH (or. o-p) era3 s. era3 s.
COOH (or. m)
2) Siempre que se tengan dos sustituyentes activantes, predominan las posiciones que provengan de las orientaciones que genere el activante más reactivo. Ejemplo:
OH(activ.,or. o-p, más reactivo)era3 s. 3CH ( activ.,or. o-p, menos reactivo)
era3 s.
3) Si hay un activante y un desactivante, siempre predomina el activante. Ejemplo:
3CH (activ.,or. o-p) * era3 s. era3 s.
(desact., or. m)HOOC era3 s.
*Es muy difícil que el tercer sustituyente vaya a esta posición (entre ambos sustituyentes meta) por impedimento estérico.
4) Si dos sustituyentes tienen la misma prioridad, aparecerá una mezcla con las posiciones originadas por ambos. Ejemplo:
O- 3CH (activ.,or. o-p) era3 s. era3 s. era3 s. era3 s.
O- 2CH - 3CH (activ.,or. o-p)
5) Si hay dos sustituyentes desactivantes, orientadores meta, es muy difícil que haya una tercera sustitución, perosi la hay, será en la posición meta respecto de ambos. Ejemplo:
2NO (desact., or. m)
era3 s. 2NO (desact., or. m)
Hoja 41
Grupos protectores
1) Para proteger la posición para, se puede usar 342 / SOSOH o metilpropeno/HF.
Ejemplo a)
R R R R Cl Cl
342 / SOSOH 32 /FeClCl ,42SOH
HSO3 HSO3
Ejemplo b)
R R R R Cl Cl
HFCHCCHCH
/32
3 32 /FeClCl /HF
3
33
CH
CHCCH
3
33
CH
CHCCH
2) Para proteger la posición orto, se puede usar anhídrido acético.
Ejemplo:
2NH3CHCNH
O
3CHCNH
O
33 CHCOCCHOO
33 / AlClClCH
(anhídrido acético)3CH
3) Para proteger un doble enlace, se puede halogenar y luego deshalogenar.
Ejemplo:
OHCH
CH
CH
2
2
42 /CClBr OHCH
BrCH
BrCH
2
2
,4KMnO COOH
BrCH
BrCH
2
Zn COOH
CH
CH 2
Hoja 42alcoholes
Fórmula general: OHHCOHC nnnn 1222
Propiedades físicas:La molécula tiene una parte muy polar, que es la que contiene el oxhidrilo, y otra no
polar, que es la cadena hidrocarbonada. Los primeros alcoholes son fundamentalmente polares y por lo tanto sus
propiedades son las propias de las sustancias polares. A medida que aumenta la cadena hidrocarbonada, se hace más importante la parte no polar y cambian sus características.
Los puntos de fusión y ebullición son muy superiores a los de los hidrocarburos de igual número de carbonos. Los primeros son líquidos. A partir del 12° son sólidos.
Los de pocos carbonos (hasta 4) son solubles en agua. Luego se hacen aceitosos y disminuye la solubilidad en agua. A partir del 6° resultan insolubles en agua, pero solubles en solventes no polares.
Propiedades químicas
1) Deshidratación intramolecular:
Alcohol /, 433242 POHoOAlSOH Alqueno + OH2
Ejemplo:
3
2
3
CH
CH
OHHC
CH
/42SOH
3
3
CH
CH
CH
CH
+ OH2
2-butanol 2-buteno (producto mayoritario)
2) Formación de éteres (deshidratación intermolecular):
Alcohol + Alcohol 42SOH Éter + Agua
Ejemplo:3CH -OH + 2CH -OH 42SOH O + OH 2
metanol 3CH 3CH 2CH
etanol 3CH
éter etilmetílico3) Formación de ésteres (esterificación):
Alcohol + Ácido 42SOH Éster + Agua
Ejemplo: OH3CH -OH + C=O 42SOH O + OH 2
metanol 3CH 3CH C=Oác. etanoico 3CH
etanoato de metilo4) Combustión:
Alcohol + 2O 2CO + OH2
Ejemplo:OHC 83 + 2
92O 3 2CO + 4 OH2
Hoja 435) Formación de sales o alcóxidos:
Alcohol + Metal Alcóxido + 22
1H
Ejemplo: 2CH -OH sust. 2CH -ONa
3CH + Na 3CH + 22
1H
etanol etóxido de sodioEn esta reacción se pone en evidencia el carácter ácido de los alcoholes y sirve como reacción de
reconocimiento , ya que para los alcoholes primarios es inmediata, para los secundarios tarda unos 5 minutos y para los terciarios tarda un día (o se dice que es negativa). Esto ocurre porque en un alcohol primario, el C del –OH tiene mayor δ(-) que en uno terciario. Por lo tanto el primario es más ácido.
6) Formación de halogenuros:
Alcohol + HX Halogenuro de alquilo + AguaEjemplo: 3CH sust. 3CH
HC-OH + HBr HC-Br + OH 2
3CH 3CH
2-propanol 2-bromopropanoEn esta reacción se pone en evidencia el carácter básico de los alcoholes y si se produce con HCl
concentrado en solución de ZnCl2 se denomina “reacción de Lucas” y sirve como reacción de reconocimiento, ya que para los alcoholes terciarios es inmediata (formándose una capa insoluble), para los secundarios tarda unos 5 minutos y para los primarios tarda un día (o se dice que es negativa). Aclaración: El fenol sólo tiene carácter ácido y es el único alcohol que enrojece al papel de tornasol.
7) Reacción de Williamson:
Halogenuro de alquilo + Alcóxido Éter + Sal binariaEjemplo: 2CH -Br + 2CH -ONa O
3CH 3CH 2CH 2CH + NaBrbromoetano etóxido de sodio 3CH 3CH
éter etílico8) Oxidación:
Alcohol io1 FeOoCuOsuaveo / Aldehído 427224 ,/ SOHoOCrKKMnOo Ácido 427224 ,/ SOHoOCrKKMnOfuerteo
Alcohol io2 427224 ,/ SOHoOCrKKMnOo CetonaLos alcoholes ios3 no pueden oxidarse en frío. Habría que tratar el alcohol con 42SOH en caliente para
deshidratarlo y luego oxidar el alqueno resultante (oxidación degradativa).La oxidación suave se evidencia cualitativamente porque vira del color negro del CuO a Cu metálico. La
oxidación fuerte cambia el color púrpura del reactivo de Bayer a incoloro. El test de Jones ( 423 / SOHCrO ) permite reconocer cualitativamente cualquier oxidación, al virar el reactivo de rojo a verde.
OHEjemplo 1: 2CH -OH CuOsuaveo / HC=O 722/ OCrKo HC=O
3CH 3CH 3CH
etanol etanal ác. etanoico 722/ OCrKfuerteo
Ejemplo 2: 3CH 3CH
HC-OH 722/ OCrKo C=O 3CH 3CH
2-propanol propanona
Hoja 44
9) Reacción de Grignard para obtención de alcanos:
Alcohol + Reactivo de Grignard Alcano + Halogenuro de alcoximagnesio
Ejemplo: 2CH -OH + 3CH MgI 4CH + 2CH -OMgI
3CH 3CH
etanol yoduro de metilmagnesio metano yoduro de etoximagnesio
10) Reacción con cloruro de tionilo:
Alcohol + 2SOCl Halogenuro de alquilo + 2SO + HCl
Ejemplo: 2CH -OH + 2SOCl 2CH -Cl + 2SO + HCl
3CH cloruro de tionilo 3CH
etanol cloroetano
11) Nitración de la glicerina:
Glicerina (propanotriol) + 3 3HNO Nitroglicerina + 3 OH 2
2CH -OH 22 NOOCH CH-OH + 3 3HNO 2NOOCH + 3 OH 2
2CH -OH 22 NOOCH glicerina ác. nítrico nitroglicerina
12) Ruptura oxidativa con ácido peryódico sobre carbonos vecinales:
Alcohol 4HIO AldehídoAldehído 4HIO Ácido
Ejemplos: 1) OH OHR-CH-CH-R’ 4HIO R-C=O + R’-CH=O
2) O OH OHR-C-C-R’ 4HIO R-C=O + R’-C=O
3) O O OH OHR-C-C-R’ 4HIO R-C=O + R’-C=O
4) OH OH OH OHR-CH-CH-CH-R’ 4HIO R-HC=O + HC=O + R’-HC=O
5) O OH 4HIO O=C- 2CH - 2CH - 2CH - 2CH -HC=O
HO
6) O=CH- 2CH -HC=O 4HIO No hay reacción
Hoja 48
10) Obtención de alcoholes primarios, secundarios y terciarios a partir de un alqueno:
a) Reacción con ácido sulfúrico diluido Alcohol terciario (por transposición):
Ejemplo:
3CH -CH -CH = 2CH H 3CH -CH -CH - 3CH ióntransposic
3CH 3CH (+)3-metil-1-buteno carbocatión secundario
(+) OH 3CH -C- 2CH - 3CH
OH3CH -C- 2CH - 3CH
3CH 3CH
carbocatión terciario 2-metil-2-butanol(más estable) (alcohol terciario)
b) Hidroboración con diburano y posterior tratamiento con agua oxigenada en medio básico Alcohol primario (por antiMarkownicoff):
Ejemplo:
3CH -CH -CH = 2CH OHoxigenadaaguaOHdiburanoHB /)()2);()1 2262
3CH -CH - 2CH - 2CH
3CH 3CH OH3-metil-1-buteno 3-metil-1-butanol
(alcohol primario)
c) Oximercuración-desmercuración con acetato de mercurio (II) y agua, con posterior tratamiento con borohidruro de sodio Alcohol secundario (por Markownicoff):
Ejemplo:
3CH -CH -CH = 2CH sodiodeoborohidrurNaBHIImercuriodeacetatoHgCOOCH 423 )2;)1
3CH -CH -CH -
3CH
3CH 3CH OH3-metil-1-buteno 3-metil-2-butanol
(alcohol secundario)
Hoja 45
Métodos de obtención
1) Por hidrogenación (reducción) de aldehídos y cetonas:
a) Con 2H :
Aldehído + 2H Pt Alcohol io1
Cetona + 2H Pt Alcohol io2
Ejemplo 1) HC=O + 2H Pt2H C-OH
3CH 3CH
etanal etanol (alcohol io1 )
Ejemplo 2) 3CH 3CH
C=O + 2H Pt HC-OH
3CH 3CH
propanona 2-propanol (alcohol io2 )
b) Con 4LiAlH o 4LiBH :
4 Aldehído + 4LiAlH Sal de Li + Sal de Al Cetona
Sal de Li + Sal de Al + 4 OH 2 4 Alcohol io1 + LiOH + 3OHAl
Alcohol io2
Ejemplo: 43CH
OHC + 4LiAlH
3
2
CH
OLiCH + Al
CH
OCH
33
2
3
2
CH
OLiCH + Al
CH
OCH
33
2
+ 4 OH 2 4
3
2
CH
OHCH + LiOH + 3OHAl
2) Por hidrogenación (reducción) de ácidos:
2 Ácido + 4LiAlH + 2 OH 2 2 Alcohol io1 + LiOH + 3OHAl
Ejemplo: OH
2 3CH
OC + 4LiAlH + 2 OH 2 2
3
2
CH
OHCH + LiOH + 3OHAl
Hoja 463) Por hidrogenación de ésteres:
Éster + 2 2H Pt Alcohol + Alcohol
Ejemplo:O
O=CH 2CH + 2 2H Pt3CH -OH + 2CH -OH
3CH 3CH
metanoato de etilo metanol etanol
4) Por hidrólisis de ésteres:
Éster + OH 2 enzima Ácido + Alcohol
Ejemplo:O
O=CH 2CH + OH 2 enzima HC=O + 2CH -OH 3CH OH 3CH
metanoato de etilo ác. metanoico etanol
5) A partir de un halogenuro de alquilo:
Halogenuro + NaOH Alcohol + NaXOH 2 HX
Ejemplo:CH 2 -Cl + NaOH CH 2 -OH + NaCl
3CH 3CH
cloruro de etilo etanol
6) Por hidratación de alquenos:
Alqueno + 42SOH Sulfato ácido de alquiloSulfato ácido de alquilo + OH 2 Alcohol + 42SOH
Reacción global: Alqueno + OH 2 42SOH Alcohol
Ejemplo:
33
42
2
OHSOHCH
SOHCH
CH
3
3
3
CH
OHSOHC
CH
propeno Sulfato ácido de isopropilo
3
3
3
CH
OHSOHC
CH
+ OHH
OH 2
3
3
CH
OHHC
CH
+ 42SOH
Reacción global:
OHHCH
OHCH
CH
3
2
2
42SOH
3
3
CH
OHHC
CH
Hoja 477) Método de Grignard:
Halogenuro de alquilo + Mg éter Halogenuro de alquilmagnesio Reactivo de Grignard O
Metanal u Óxido de etileno CH 2 2CH Reactivo de Grignard + Aldehído ≠ metanal Halogenuro de alcoximagnesio
Cetonaio1
Halogenuro de alcoximagnesio + OH 2 Alcohol io2 + Mg(OH)Xio3
Ejemplo 1) CH3 -Cl + Mg éter CH3 MgCl cloruro de metilo cloruro de metilmagnesio
O OMgClCH3 MgCl + CH 2 2CH CH 2 - 2CH
3CH cloruro de propoximagnesio sust.
CH 2 -OMgCl OHH CH 2 -OH 2CH + OH 2 2CH + Mg(OH)Cl 3CH 3CH 1-propanol (alcohol io1 )
Ejemplo 2) CH 2 -I + Mg éter CH 2 MgI 3CH 3CH
yoduro de etilo yoduro de etilmagnesio
CH 2 MgI 3CH 3CH
3CH + C=O CH3 - CH 2 -C-OMgI
3CH 3CH propanona yoduro de (1,1-dimetil)propoximagnesio
3CH sust. 3CH
3CH -C-OMgI OHH 3CH -C-OH 2CH + OH 2 2CH + Mg(OH)I
3CH 3CH 2-metil-2-butanol (alcohol io3 )
8) Obtención industrial del etanol por fermentación de la glucosa:
6126 OHC cimaza 2 CH 2 -OH + 2 2CO (g)glucosa 3CH etanol o alcohol etílico
9) Obtención de alcoholes terciarios por reacción de Grignard sobre ésteres:
O O(MgX) O O O=C R’’ MgXR C R’’ OH 2 R-C-R’ + R’’-OMgX R’ R R’
O OMgX OH R-C-R’ MgXR R-C-R’ OH 2 R-C-R’
R R
Hoja 49Fermentación alcohólica
En toda fermentación, una sustancia orgánica se descompone químicamente por acción de microorganismos vivos, llamados “fermentos figurados”, que según sus formas y características, se clasifican en bacterias y hongos.
Los fermentos figurados sintetizan y segregan enzimas, que son muy específicas: cada fermento figurado con su enzima actúa sólo sobre una determinada sustancia. Las enzimas son macromoléculas cuaternarias, compuestas por C, H, O y N.
En las fermentaciones puede participar o no el aire:* En las fermentaciones “aerobias”, interviene el oxígeno del aire. Gracias al mismo, por ejemplo, la “alcoholasa”oxida al etanol y lo transforma en ácido acético:
OHCH 2 -OH + 2O alcoholasa C=O + OH 2
3CH 3CH
* En las fermentaciones “anaerobias”, no se necesita oxígeno: Ejemplo 1) Fermentación de la glucosa:
6126 OHC cimaza 2 CH 2 -OH + 2 2CO (g)glucosa 3CH etanol o alcohol etílico
Ejemplo 2) Hidrólisis de la maltosa:6126
/112212 22 OHCOHC OHmaltasa
Las enzimas son muy sensibles a los cambios de temperatura. La mayoría de las fermentaciones se realiza entre 15°C y 30°C. Si la temperatura es muy alta, se destruyen las enzimas y si es baja, se paraliza su actividad, aunque en este caso, no se destruye.
Diagrama conceptual de obtención del alcohol etílico
Almidón
amilasa
Maltosa
maltasa
Glucosa
cimaza
Alcohol etílico (impuro) + 2CO
Destilación Alcohol rectificado (96°=96cm³/100cm³)
Desnaturalizantes Redestilación sobre cal viva, BaOoCOK 32
Alcohol desnaturalizado Alcohol (99°) (usos industriales)
Sodio metálico
Alcohol absoluto (100°)
Hoja 50
Aldehídos y cetonas
Fórmula general: OHC nn 2
Propiedades físicas:Las moléculas son polares, pero no presentan uniones por puente de hidrógeno. Por
lo tanto, los puntos de fusión y ebullición son mayores que los de los hidrocarburos, pero menores que los de los alcoholes de igual número de carbonos. Los más livianos son líquidos, luego resultan sólidos.Hasta tres carbonos, son solubles en agua, pero a medida que aumenta la cadena hidrocarbonada, disminuye la solubilidad en agua y aumenta la solubilidad en solventes no polares.
Propiedades químicas
1) Adición de hidrógeno (reducción):
Aldehído o cetona + 2H Pt Alcohol ( io1 o io2 )
Ejemplo: HC=O + 2H Pt2H C-OH
3CH 3CH
etanal etanol
2) Adición de oxígeno (oxidación):
Aldehído 427224 ,/ SOHoOCrKKMnOo Ácido OH
Ejemplo: HC=O 722/ OCrKo HC=O 3CH 3CH
etanal ác. etanoico
3) Adición de amoníaco:
Aldehído o cetona + 3NH Aminoalcohol OH
Ejemplo: HC=O HC- 2NH
3CH + 3NH 3CH aminoetanol
4) Adición de ácido cianhídrico:
Aldehído o cetona + NHC Cianhidrina
Ejemplo 1) OHHC=O + NHC NCHC 3CH 3CH cianhidrina del etanal
Ejemplo 2) 3CH 3CH
C=O + NHC C-OH3CH NC
3CH cianhidrina de la propanona
Hoja 51
5) Reacción del haloformo o yodoformo (positiva sólo para 3CH -C-R): O
Ejemplo: 3CH 3CI
C=O + 3 2I C=O + 3 HI
3CH 3CH triyodopropanona
3CI 3CH
C=O + NaOH H 3CI + C=O
3CH yodoformo ONa(precipitado amarillo)
6) Reacción de Tollens (positiva sólo para aldehídos): El reactivo de Tollens es nitrato de plata
amoniacal. El nitrato de plata reacciona con amonio y el hidróxido de plata resultante reacciona con el aldehído, reduciéndose. Por eso se dice que los aldehídos tienen carácter reductor.
Ejemplo: 33 NaNOAgOHNaOHAgNO
+1 +1 +3 OH 0HC=O + 2 AgOH C=O + OH 2 + 2 Ag 3CH 3CH precipita y forma
oxidación un espejo de platareducción
7) Reacción de Fehling (positiva sólo para aldehídos): Es otra reacción propia del carácter reductor de los
aldehídos. El licor de Fehling está formado por una solución de 4CuSO y otra de NaOH en tartrato doble de sodio y potasio, que reaccionan entre sí:
Ejemplo: 4CuSO + 2 NaOH 42SONa + 2 2OHCu
+1 +2 +3 OH +1HC=O + 2 2OHCu C=O + OCu2 + 2 OH 2
3CH 3CH precipitado color ladrillo oxidación
reducción
Hoja 528) Adición de alcoholes:
a) Aldehído + Alcohol Hemiacetal (inestable)Hemiacetal + Alcohol Acetal (estable) + OH 2
Ejemplo: HC=O + CH3 -OH CH3 -O-CH-OH 3CH 3CH Hemiacetal
CH3 -O-CH-OH + CH3 -OH CH3 -O-CH-O- 3CH +OH 2 3CH 3CH Acetal
b) Cetona + Alcohol Hemicetal (inestable)Hemicetal + Alcohol Cetal (estable) + OH 2
Ejemplo: 3CH 3CH
C=O + CH3 -OH CH3 -O-C-OH
3CH 3CH Hemicetal
3CH 3CH
CH3 -O-C-OH + CH3 -OH CH3 -O-C-O- 3CH + OH 2
3CH 3CH Cetal
9) Reacciones con derivados del amoníaco:
a) Aldehído o cetona + Hidroxilamina Oxima + AguaEjemplo: HC=O + OHNH 2 HC=N-OH + OH 2
3CH 3CH
Oxima del etanal
b) Aldehído o cetona + Hidracina Hidrazona + AguaEjemplo: HC=O + 22 NHNH HC=N- 2NH + OH 2
3CH 3CH
Hidrazona del etanal
c) Aldehído o cetona + Fenilhidracina Fenilhidrazona + AguaEjemplo: HC=O + NHNH 2 HC=N-NH + OH 2
3CH 3CH
Fenilhidrazona del etanal
d) Aldehído o cetona + 2,4-dinitrofenilhidracina 2,4-dinitrofenilhidrazona + AguaEjemplo: HC=O + NHNH 2 HC=N-NH + OH 2
3CH 3CH
2,4-dinitrofenilhidrazona del etanal
e) Aldehído o cetona + Semicarbacida Semicarbazona + Agua Ejemplo: O O
HC=O + 22 NHNHCNH HC=N-NHC- 2NH + OH 2
3CH 3CH
Semicarbazona del etanal
Hoja 53Métodos de obtención de aldehídos
1) Por oxidación suave de alcoholes primarios:
Alcohol io1 FeOoCuOsuaveo / Aldehído
Ejemplo: 2CH -OH CuOsuaveo / HC=O
3CH 3CH
etanol etanal
2) Por hidratación del acetileno etanal:
CH
CH+ OHH
OH2
242 ,HgSOH
OHHC
CH
2
OHC
CH
3
acetileno hidroxieteno etanal
3) Por reducción de ácidos:
Ácido + PtH 2 Aldehído + Agua
Ejemplo: OHC=O + PtH 2 HC=O + OH 2
3CH 3CH
ác. etanoico etanal
Métodos de obtención de cetonas
1) Por oxidación de alcoholes secundarios:
Alcohol io2 427224 ,/ SOHoOCrKKMnOo Cetona
Ejemplo: 3CH 3CH
HC-OH 722/ OCrKo C=O3CH 3CH
2-propanol propanona
2) Por hidratación de alquinos:
Alquino + OH 2 2
42 ,HgSOH Enol CetonaTautomerización
Ejemplo:
3CH
C
CH
+ OHH
OH 2
242 ,HgSOH
3
2
CH
OHC
CH
3
3
CH
OC
CH
2-hidroxipropeno o 2-propenol propanona
Hoja 54
glúcidos
Fórmula general: nnnnn OHCOHC 22
Debido a su fórmula general, también se los conoce como “hidratos de carbono” by como la mayoría tienesabor azucarado, también se conocen como “azúcares”, pero como en ambos casos hay excepciones, se usa mayormente la designación de “glúcidos”.
Clasificación:
Aldosas (polihidroxialdehídos) Triosas (3 C)No hidrolizables: Osas o monosacáridos Tetrosas (4 C)
Pentosas (5 C)Cetosas (polihidroxicetonas) Hexosas (6 C)
Hidrolizables Disacáridos: monosacárido + monosacárido disacárido + agua Polisacáridos: n (cientos) monosacáridos polisacárido + (n-1) aguas
Aldohexosas
HC=O Tienen 4 carbonos quirales y por lo tanto 24=16 isómeros ópticos, es decir, 8 grupos* CHOH de enantiómeros, cada uno con nombre propio, al que se le antepone la letra D o L,* CHOH según que el –OH del último carbono quiral esté a su derecha o izquierda, * CHOH respectivamente.* CHOH D y L no tienen ninguna relación con el carácter dextrógiro o levógiro del 2CH OH compuesto.
Serie D en notación de Fishero
D-gliceraldehído
o o
D-eritrosa D-treosao o o o
D-ribosa D-arabinosa D-xilosa D-lixosa
o o o o o o o o
D-alosa D-altrosa D-glucosa D-manosa D-gulosa D-ilosa D-galactosa D-talosa
Epímeros: Son los isómeros que difieren sólo en la ubicación del –OH del primer carbono quiral.
Hoja 55Formas cíclicas:
La mayoría de las moléculas de los monosacáridos experimentan una transformación espontánea, en la que se rompe el doble enlace al O del C anomérico (el del grupo carbonilo), un H se traslada hasta ese O formando un nuevo –OH y el O que queda libre cierra un ciclo, llamado “forma hemiacetálica” del monosacárido.
Se pueden formar ciclos hexagonales (formas piranósicas) o pentagonales (formas furanósicas).Además, el nuevo –OH puede ubicarse a la derecha (posición α) o al izquierda (posición ß) del C
anomérico. Las formas α y ß se llaman “anómeras” y tienen rotaciones específicas diferentes. Cuando cada una sedisuelve en agua, experimenta un proceso de interconversión con su anómero, que da por resultado la misma mezcla en equilibrio a partir de uno u otro isómero. La rotación específica de la mezcla es diferente de la de cada isómero y el proceso se denomina “mutarrotación”.Por ejemplo, para la D-glucosa:
Notación de Haworth: (derecha abajo)HC=OHC-OH 2CH OH 2CH OH
OH-CHHC-OHHC-OH 2CH OH
α-D-glucopiranosa ß-D-glucopiranosa
2CH OH 2CH OHCHOH CHOH
α-D-glucofuranosa ß-D-glucofuranosaLas formas piranósicas pueden adoptar en el espacio, conformaciones de silla o de bote ( o ).
Cetohexosas
2CH OH 3 C quirales 2³=8 isómeros ópticos C=O 4 grupos de enantiómeros, cada uno con nombre propio. * CHOH Por ejemplo, la D- fructosa: * CHOH o * CHOH
2CH OHFormas hemicetálicas para la D-fructosa:
2CH OH
2CH OHC=O 2CH OH
HO-CH HC-OH α-D-fructopiranosa ß-D-fructopiranosa HC-OH
2CH OH 2CH OH 2CH OH 2CH OH
2CH OH
α-D-fructofuranosa ß-D-fructofuranosa
Hoja 56Disacáridos
Proviene de la unión de dos moléculas de monosacáridos, con pérdida de una molécula de agua.La hidrólisis de los disacáridos (con ácido o la mezcla hidrolizante específica), origina los monosacáridos
correspondientes. La enzima hidrolizante tiene, en general, el mismo nombre que el disacárido, con terminación “asa” (maltasa, lactasa, etc.).
Los disacáridos más importantes son:
Maltosa o azúcar de malta:
α-D-glucopiranosa + α-D-glucopiranosa Maltosa + Agua (hemiacetal) (hemiacetal) (acetal)
2CH OH 2CH OH 2CH OH 2CH OH
+ OH HO GAP -O- GAP + OH 2
GAPenlace glicosídico tipo α (1-4)
Nombre IUPAC: 4-0-( α-D-glucopiranosil) α-D-glucopiranosa
La maltosa no se halla libre en la naturaleza, pero se forma en el proceso de hidrólisis del almidón.
Celobiosa:
ß-D-glucopiranosa + ß-D-glucopiranosa Celobiosa + Agua (hemiacetal) (hemiacetal) (acetal)
2CH OH 2CH OH 2CH OH 2CH OH GAP
OH GAP GAP + O + OH 2
HO
enlace glicosídico tipo ß(más difícil de hidrolizar que el α)
Nombre IUPAC: 4-0-( ß -D-glucopiranosil) ß -D-glucopiranosa
Lactosa o azúcar de leche:
ß-D-galactopiranosa + α-D-glucopiranosa Lactosa + Agua (hemiacetal) (hemiacetal) (acetal)
2CH OH 2CH OH 2CH OH 2CH OH GAP
OH GAP GAP + O + OH 2
HO
Nombre IUPAC: 4-0-( ß -D-galactopiranosil) α -D-glucopiranosa
La lactosa se encuentra en la leche de los mamíferos.Al coagular la leche queda un líquido, el suero, de donde se puede separar la lactosa por evaporación.
Es un sólido blanco, menos dulce que la sacarosa.
Hoja 57
Sacarosa o azúcar de caña:
α-D-glucopiranosa + ß-D-fructofuranosa Sacarosa + Agua (hemiacetal) (hemicetal) (cetal)
GAP
2CH OH 2CH OH OH 2CH OH
2CH OH +OH 2
+ OH GAP Enlace glicosídico
tipo α respecto de Ola glucosa y tipoß respecto de lafructosa 2CH OH(unión 1-2)
Nombre IUPAC: 2-0-( α -D-glucopiranosil)- ß-D-fructofuranosa
La sacarosa abunda en el reino vegetal. Forma parte de la savia y es muy abundante en la caña de azúcar y en la remolacha.
Aclaraciones:* Según lo visto para aldehídos y cetonas, los aldehídos son reductores (reducen al licos de Fehling
y al reactivo de Tollens) y las cetonas no. Sin embargo, como la mayoría de las moléculas de los monosacáridos se presentan en su forma cíclica, tanto las aldosas como las cetosas resultan reductoras. Esto ocurre porque en estaforma, el C anomérico pierde su doble enlace al O (se transforma en un grupo aldehído potencial: GAP). Al producirse la reacción de óxido-reducción, el H del oxhidrilo del C anomérico migra hasta el O vecino y se abre el ciclo. En los disacáridos, mientras un C anomérico conserve su –OH, se conserva su carácter reductor. Por eso, la maltosa, la lactosa y la celobiosa son reductoras, mientras que la sacarosa no lo es.
* Además, la sacarosa es un azúcar “invertido”, porque su poder rotatorio específico es contrario alde la mezcla equimolar de los monosacáridos que lo originan.
Industria de la caña de azúcar: La sacarosa representa la fuente de energía primaria de las plantas. La caña de
azúcar contiene alta concentración de sacarosa. Una vez pelada y despuntada, la caña se tritura en molinos o “trapiches” para extraerle el jugo (guarapo). Queda un residuo leñoso llamado “bagazo”. El jugo contiene 15% desacarosa. Para separar las sustancias que la acompañan, primero se alacaliniza con cal apagada: 2OHCa para que no se hidrolice y precipiten las impurezas. Se hace pasar 2CO para neutralizar la cal, se filtra y se concentra para quitarle el agua y comenzar la cristalización. Esto se repite varias veces, hasta obtener “melaza”, que se usa para obtener alcohol metílico por fermentación. El azúcar se puede refinar disolviéndolo en agua caliente y filtrándolo a través de una sustancia absorbente como carbón animal, para clarificarlo.
Actualmente, se trata de aprovechar los subproductos. Por ejemplo, el residuo leñoso y las hojas se usan para fabricar papel. También se ha propuesto reemplazar la nafta por alcohol anhidro (100%) o mezclas de 80% de nafta y 20% e alcohol anhidro, que proviene de la sacarosa.
Hoja 58
Polisacáridos
Son macromoléculas formadas por la unión glicosídica de cientos de moléculas de monosacáridos, con pérdida de agua.
Los poliacáridos más importantes son:
Almidón: Es la sustancia de reserva de glucosa de las plantas. Está constituido por dos sustancias: la “amilosa” y la
“amilopectina”. Ambas son cadenas de α-glucosas con enlaces glicosídicos tipo α, pero en la amilosa la cadena se dispone en forma de hélice, mientras que en la amilopectina la cadena está ramificada:
amilosa amilopectinaLa amilosa, con yodo, da un color azul intenso y la amilopectina rojo-violáceo (reacción de Lugol).La hidrólisis del almidón se realiza hirviéndolo en agua con HCl y pasa por varias etapas:
Almidón amilasa
Maltosa Amilodextrina maltasa amilasaGlucosa Acrodextrina
amilasaMaltosa
maltasaGlucosa
Glucógeno: Es la reserva de glucosa en los animales. Es similar a la amilopectina, pero más ramificado. Existe en
todas las células, pero en particular, en el hígado y en los músculos. Puede transformarse rápidamente en glucosa, cuando es requerido, o se forma y acumula a partir de la glucosa cuando ésta se halla en exceso.
Celulosa: Constituye los tejidos de conducción y sostén de los vegetales. Está formada por moléculas de ß-
glucosa, con enlaces tipo ß:
... ...
La molécula forma largos y delgados hilos, que se disponen en ordenación paralela, constituyendo fibras (algodón, lino, etc.). La celulosa, transformada en pasta, se usa para fabricar papel. Pasándolo por ranuras estrechas, se obtiene celofán. Nitrando la celulosa, se obtiene piroxilina (para fabricar barnices y lacas), celuloide, colodión (impermeable) y algodón pólvora (para fabricar pólvora). Otros derivados de la celulosa son los acetatos de celulosa, con los que se fabrican películas fotográficas y radiográficas.
Hoja 59lípidos
Clasificación: Acilglicéridos
Saponificables: Fosfoglicéridos Ceras
No saponificables: Terpenos Isoprenoides Esteroides
Acilglicéridos
Son ésteres de la glicerina (propanotriol) con ácidos grasos superiores.Glicerina o glicerol: CH 2 -OH
HC-OHCH 2 -OH
Los ácidos superiores más importantes son:a) Saturados:
Ácido láurico (dodecanoico) O= HO
Ácido mirístico (tetradecanoico) O= HO
Ácido palmítico (hexadecanoico) O= HO
Ácido esteárico (octadecanoico) O= HO
b) No saturados:Ácido palmitoleico (9-hexadequenoico) O=
HOÁcido oleico (9-octadequenoico) O=
HOÁcido linoleico (9,12-octadecadienoico) O=
HOÁcido linolénico(9,12,15-octadecatrienoico) O=
HOÁcido araquidónico (5,8,11,14-octadecatetraenoico) O=
HOLos acliglicéridos pueden ser mono, di o triglicéridos, según se esterifique uno, dos o los tres oxhidrilos de
la glicerina, respectivamente. Los más importantes son los triglicéridos. Si éstos provienen de ácidos saturados, son sólidos a temperatura ambiente y se llaman grasas. Si provienen de ácidos no saturados, son líquidos a temperatura ambiente y se denominan aceites. Las grasas son de origen animal, los aceites, vegetal.
OHEjemplo 1) CH 2 -OH C=O CH 2 -O-C- 142CH - 3CH
HC-OH + 3 142CH HC -O-C- 142CH - 3CH + 3 OH 2
CH 2 -OH 3CH CH 2 -O-C- 142CH - 3CH
glicerina ácido palmítico tripalmitato de glicerilo (grasa)
OHEjemplo 2) CH 2 -OH C=O CH 2 -O-C- 72CH -CH=CH- 72CH - 3CH
HC-OH + 3 72CH HC -O-C- 72CH -CH=CH- 72CH - 3CH + 3OH 2
CH 2 -OH CH CH 2 -O-C- 72CH -CH=CH- 72CH - 3CH
glicerina CH trioleato de glicerilo (aceite) 72CH
3CH ácido oleico
Hoja 60
Propiedades químicas:
1) Hidrólisis: Es el proceso inverso a la esterificación y necesita del catalizador o enzima hidrolizante
específica. Las enzimas que contiene el cuerpo humano para hidrolizar las grasas y aceites son las “lipasas”, contenidas en las secreciones pancreática e intestinal. Es una reacción reversible.
Triglicérido + 3 OH 2 enzimaorcatalizado Glicerina + 3 Ácido
2) Hidrogenación:
Aceite + n 2H Pt Grasa
Ejemplo: CH 2 -O-C- 72CH -CH=CH- 72CH - 3CH CH 2 -O-C- 162CH -
3CH
HC -O-C- 72CH -CH=CH- 72CH - 3CH + 3 2H Pt HC -O-C- 162CH - 3CH
CH 2 -O-C- 72CH -CH=CH- 72CH - 3CH CH 2 -O-C- 162CH -
3CH
Trioleato de glicerilo (aceite) Triestearato de glicerilo (grasa)
Este es el principio de la transformación de aceites vegetales en productos sólidos, sustitutos de la manteca, llamados margarinas, para lo cual se controla la hidrogenación hasta obtener la consistencia deseada y seagregan sustancias que le dan aroma y sabor agradables.
3) Adición de yodo:
Aceite + n 2I Grasa yodada
Ejemplo: CH 2 -O-C- 72CH -CH=CH- 72CH - 3CH CH 2 -O-C- 72CH -CH-CH- 72CH -
3CH
HC -O-C- 72CH -CH=CH- 72CH - 3CH + 3 2I HC -O-C- 72CH -CH-CH- 72CH -
3CH
CH 2 -O-C- 72CH -CH=CH- 72CH - 3CH CH 2 -O-C- 72CH -CH-CH- 72CH -
3CH
Trioleato de glicerilo m=12.57+1.104+16.6=884 m=127.2.3=762
Índice de yodo: Indica el grado de insaturación y se define como los gramos de yodo adicionados por cada 100 g
de grasa.
Para el trioleato de glicerilo: 884 g de comp. ------ 762 g 2I
100 g de comp. ------ x=86,2 g 2I I.I.=86,2
4) Rancidez o enranciamiento: Las sustancias grasas sufren por acción del aire, el agua y las bacterias
una serie de fenómenos complejos de descomposición que originan ácidos, cetonas y aldehídos (como la acroleína o propenol) que causan el sabor y el olor que adquieren estas sustancias en estado de rancidez.
5) Endurecimiento: Los aceites formados por ácidos con varios enlaces dobles, se endurecen por acción del oxígeno del aire. Por eso se emplean en la fabricación de pinturas para proteger la superficie.
Hoja 616) Saponificación (hidrólisis básica):
Triglicérido + 3 NaOH o KOH 3 Sal de Na o K (jabón) + Glicerina OK
Ejemplo: CH 2 -O-C- 162CH - 3CH C=O CH 2 -OH
HC -O-C- 162CH - 3CH + 3 KOH 3 162CH + HC-OH
CH 2 -O-C- 162CH - 3CH 3CH CH 2 -OHTriestearato de glicerilo m=(39+16+1).3=168 Glicerinam=12.57+1.110+16.6=890 Estearato de potasio (jabón)
Índice de saponificación: Se define como la cantidad de mg de KOH necesarios por cada 1 g de grasa.Para el triestearato de glicerilo: 890 g de comp. ------ 168000 mg KOH
1 g de comp. ------ x=188,8 mg KOH I.S.=188,8Si proviene de una grasa, el jabón resulta duro y si proviene de un aceite, resulta blando.
Acción de los jabones: La estructura del jabón tiene dos partes:
a) La larga cadena hidrocarbonada covalente y no polar, por lo tanto hidrofóbica o liposoluble.b) El grupo carboxilo disociado, con cargas eléctricas, iónica, por lo tanto hidrofílica o hidrosoluble.Por ejemplo: 3CH - 142CH -C=O
O-K+
hidrofóbica hidrofílica
Si se disuelve jabón en agua, se agrega un aceite y se agita el sistema, el aceite se subdivide en gotitas y cada una es rodeada por una película de jabón, cuyas moléculas están orientadas de la siguiente manera:
Cada glóbulo de aceite tiene a su alrededor cargas de igual signo y por eso se repelen y permanecen separados. Se forma entonces una emulsión estable. En la superficie de ropas u objetos, la suciedad se adhiere pormedio de una película grasa, que el agua no puede disolver. Al agregar jabón y agitar, la grasa se emulsifica y forma pequeñas gotas separadas que el agua del lavado puede arrastrar.
Detergentes:En los últimos años se han desarrollado detergentes sintéticos, que también tienen en su estructura
una porción lipofílica y otra hidrofílica y ejercen una acción similar a la de los jabones. Presentan la ventaja de que pueden sintetizarse a partir de derivados del petróleo, por lo que su costo es menor que el de los jabones.Los primeros detergentes eran sales de sodio de ácidos sulfónicos aromáticos, con largas cadenas muy ramificadas y no podían ser degradados por microorganismos, por lo cual llenaban los desagües cloacales y canales, perturbando el equilibrio ecológico. Posteriormente, se dictaron normas para su fabricación y actualmente se preparan detergentes con cadenas laterales rectas, biodegradables.
Ejemplos: NaSO3
NaSOOHC 32212
laurilsulfato de sodio 2512HC dodecilbencenosulfonato de sodio
Hoja 62Fosfolípidos o fosfoglicéridos
Derivan del glicerol, en el cual dos de sus oxhidrilos están esterificados con ácidos grasos, el tercer oxhidrilo se esterifica con ácido ortofosfórico y éste, a su vez, con sustancias nitrogenadas como la colina (hidróxido de trimetiletanolamonio).
El fosfolípido más importante es la lecitina:CH 2 -OH OH OH HO CH 2 -OH CH 2 -O-C-R
HC-OH + C=O + C=O + HO-PO + 2CH HC-O-C-R’ 3CH + 4 OH 2
CH 2 -OH R R’ OH N CH 2 -O-P-O- 2CH - 2CH -N- 3CH
3CH 3CH 3CH OH 3CH
glicerina ácidos grasos ác. ortofosfórico colina lecitina aguaEn el organismo, los fosfolípidos, junto con las proteínas, forman las membranas celulares. En el cerebro y
la médula, intervienen en la aislamiento de las fibras nerviosas. Abundan en la yema de huevo y en el grano de soja.
Ceras
Son monoésteres que derivan de un alcohol superior monohidroxilado con un ácido graso superior.Ejemplo: Cera de abejas:
OH OCH 2 -OH C=O C-O-C- 142CH - 3CH
282CH + 142CH 282CH + OH 2
3CH 3CH 3CH
Las ceras naturales contienen, en general, otras sustancias.Las más importantes son:La cera de Carnauba, obtenida de una palmera de Brasil, que se emplea para dar brillo a automóviles y
pisos.La cera de abejas, que se usa para lustres, fabricación de velas, tinturas, etc.La lanolina, que se extrae de la lana de ovejas y se usa para fabricar pomadas farmacéuticas.
TerpenosIsoprenoides:
Proceden de una unidad ramificada de cinco átomos de carbono, el pirofosfato de isopentenilo.Se conocen más de 22000 estructuras de terpenos. Son compuestos naturales. No se conoce la función de la mayoría en las plantas. Muchos son de olor agradable (como el mentol y el alcanfor) y se usan en perfumería. Algunos (como el taxol) inhiben el crecimiento de las células cancerosas.
Esteroides: Son compuestos de origen natural que tienen un sistema de 3 anillos fusionados de 6 carbonos
cada uno y 1 de 5, como el colesterol, que es de origen exclusivamente animal y se lo encuentra en el cerebro, la médula y en los cálculos de la vesícula biliar. Este esteroide es indispensable para la vida, aunque resulta perjudicial su alta concentración en los depósitos grasos de las paredes arteriales.
También son esteroides el ergosterol, que por radiación ultravioleta se convierte en la vitamina D2 (antirraquítica), los ácidos biliares, que emulsifican las grasas durante la digestión, las hormonas de la corteza suprarrenal, cortisona y las hormonas sexuales. Estas últimas se agrupan en tres categorías:
Estrógenos Estradiol: Producido por los ovarios. Da origen a las características sexuales femeninas.(femeninos) Estrona: Producida por la oxidación del estradiol. Se elimina en la orina.
Andrógenos Testosterona: Producida por los testículos. Da origen a las características sexuales masculinas.(masculinos) Androsterona: Producida por la reducción de la testosterona. Se elimina en la orina.
Progestinas Progesterona: Origina cambios en el útero, necesarios para la implantación del óvulo.(del embarazo) Progestinas sintéticas, usadas como anticonceptivos.
Hoja 63
AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS
Aminoácidos: Son funciones orgánicas, cuyas moléculas contienen el grupo amino (- 2NH ) y el grupo ácido
OC
OH. Si el grupo amino está en el segundo carbono, se dice que está en posición α, en el tercer carbono está
en posición ß y así sucesivamente.Si tienen el mismo número de grupos amino que de grupos ácido, son neutros, si tienen más aminos son
básicos y si tienen más ácidos, son ácidosExcepto la glicina, todos tienen actividad óptica.
Ejemplos:
OC
OH
OC
OH
OC
OH
CH 2 - 2NH HC- 2NH HC- 2NH
aminoetanoico 3CH CH 3 -CH- 3CH
(glicina o glicocola) α-aminopropanoico α-aminoisopentanoico (alanina) (valina)
OC
OH
OC
OH
HC- 2NH HC- 2NH
2CH CH 2 -OH CH 3 -CH- 3CH α-amino- ß-hidroxipropanoicoα-aminoisohexanoico (serina) (leucina)
Punto isoeléctrico: Se dice que los aminoácidos son anfóteros, por contener al mismo tiempo un grupo
carboxilo ácido y un grupo amino básico. En solución acuosa, a un pH específico (que se conoce como punto isoeléctrico) que varía con la estructura, el aminoácido existe como ion dipolar. En esta forma, el grupo amino
ganó un protón H para transformarse en catión amonio (- 3NH ) y el ácido perdió un protón H para
transformarse en anión carboxilato
OC
O:
OHC
O
OC
OOC
O
HC- 3NH - H HC-
3NH - H HC- 2NH
R + H R + H R ion dipolar
Si la solución se hace más ácida (el pH baja), aumenta la H y el equilibrio se desplaza hacia la forma catiónica del aminoácido. A la inversa, si la solución se hace más básica (el pH aumenta), el equilibrio se desplazahacia la forma aniónica.
De todas maneras, en solución acuosa, a cualquier pH, la cantidad de la forma sin carga del aminoácido es muy pequeña.
Hoja 64
Formación de péptidos:
Aminoácido + Aminoácido Péptido + AguaEjemplo:
OC
OH
OC
OH
O OC
OH
CH 2 - 2NH + HC- 2NH NH 2 - 2CH -C-NH-CH + OH 2
3CH 3CH
glicina alanina enlace peptídicoglicilalanina (péptido)
La reacción inversa, la hidrólisis del péptido, necesita ser catalizada por ácidos fuertes o enzimas específicas llamadas “peptidasas”.
Existen en el organismo muchos péptidos importantes, como las hormonas del lóbulo posterior de la hipófisis (ocitocina y vasopresina) que regulan las contracciones del útero en el parto y la presión arterial, respectivamente, la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y algunos antibióticos.
Proteínas: Son sustancias formadas principalmente por la unión peptídica de α-aminoácidos. Son
macromoléculas de peso molecular elevado (polipéptidos).
Clasificación:1) Nativas: Las que se encuentran en la naturaleza.
a) Simples: Formadas sólo por aminoácidos.b) Conjugadas: Formadas por aminoácidos y un grupo de otra naturaleza, llamado “grupo
prostético”.2) Derivadas: Las que fueron modificadas por el hombre. Según la función biológica que desempeñan, los grupos más importantes son:
a) Enzimas: Catalizan las transformaciones en las células.b) Proteínas de reserva: Aseguran la supervivencia de un nuevo ser, como las de la clara de
huevo, leche, semillas, etc.c) Proteínas de transporte: Transportan sustancias indispensables. Por ejemplo, la
hemoglobina, que transporta 2O .d) Proteínas contráctiles: Permiten contracciones de músculos, cilias y flagelos. Por
ejemplo: miocina y actina.e) Proteínas protectoras: Anulan el efecto de proteínas extrañas (ejemplo: anticuerpos) y
permiten la coagulación de la sangre (ejemplo: fibrinógeno).f) Hormonas: Regulan el equilibrio funcional (ejemplo: insulina).Proteínas estructurales: Forman estructuras celulares (ejemplo: alfaqueratina (piel), colágeno (tendones)).
Mínimo proteico:Es la cantidad mínima de proteínas necesarias para mantener el equilibrio nitrogenado.
Estructuras de las proteínas
Estructura primaria: Comprende el tipo de aminoácidos que forman la proteína y la secuencia en la que están unidos.Estructura secundaria: Se refiere a la disposición que adopta en el espacio la cadena peptídica: alfahélice, hoja plegada (beta) o del colágeno.Estructura terciaria: Se refiere a si la proteína es fibrilar (un eje mayor que los otros dos) o globular (sus tres dimensiones son casi iguales).g) Estructura cuaternaria: Corresponde a las proteínas cuya molécula está formada por dos o más cadenas polipeptídicas unidas entre sí por enlaces químicos.
Hoja 65
PETRÓLEO
Origen: Hace millones de años, se mineralizaron organismos vivos, mezclándose con arenas y limos que caen al
fondo del mar. Estos sedimentos originaron las “rocas madres”. En condiciones adecuadas de presión y temperatura, los organismos se descompusieron, originando petróleo. El petróleo y el gas natural se hallan en los estratos superiores de la corteza terrestre. Cuando se perfora un pozo, sale a la superficie obligado por la presión del gas. Cuando cesa dicha presión, debe extraerse con bombas.
Características generales:Está formado por una mezcla de hidrocarburos. Es un líquido viscoso y
oscuro, fluorescente, con reflejos verde-azulados, de olor desagradable, más liviano que el agua, insoluble en ella y soluble en solventes no polares.
Composición natural:Existen tres tipos:
3) Los parafínicos, ricos en alcanos, que proporcionan gran cantidad de nafta, querosene y aceiteslubricantes.
4) Los asfálticos, ricos en cicloalcanos, que proporcionan grandes cantidades de asfalto.5) Los mixtos, que originan productos volátiles, nafta y asfalto.
Obtención y refinación:a) Se separan los gases que acompañan al petróleo crudo (que contienen de 1 a 4 átomos
de C): metano, etano, propano y butano. Los gases se comprimen y se obtiene gas natural y gas líquido o supergas. Los gases se usan como combustible para garrafas.
b) El petróleo crudo se somete a destilación fraccionada a presión atmosférica normal y temperaturas comprendidas entre 260ºC y 350ºC. En la torre de fraccionamiento, la temperatura disminuye desde la base (350ºC) hasta la cabeza (100ºC) y se separa en distintos cortes:
Por la cabeza : Se obtienen gases, que nuevamente se comprimen y se unen al gas natural y supergas.
Por el lateral: * Nafta: Es una mezcla de hidrocarburos, que contienen entre 6 y 9 átomos de C.
Destila entre 70ºC y 150ºC. Se usa como combustible para motores de combustión interna. Es un líquido incoloro.
* Querosene: Es una mezcla de hidrocarburos que contienen entre 10 y 16 átomos de C. Destila entre 175ºC y 275ºC. Se usa como combustible y calefacción.* Gasoil: Es una mezcla de hidrocarburos que contienen entre 16 y 18 átomos de C.
Destila entre 275ºC y 325ºC. Se usa como combustible diesel (para camiones, colectivos, tractores, locomotoras, etc).
Por la base:* Petróleo reducido: Es el residuo que no destila. Es una mezcla de flueloil y asfalto. El fueloil se usa para obtener aceites lubricantes, que contienen entre 18 y 20 átomos de C.
c) El petróleo reducido se calienta y se somete a destilación secundaria o al vacío, de donde se obtiene:
i. Gasoil pesado.ii. Destilado parafínico: Cera parafínica, que contiene entre 20 y 40 átomos de C
y se usa para velas.iii. Aceites lubricantes (livianos, medios y pesados).iv. Asfalto o alquitrán : Hidrocarburos con más de 40 átomos de C, usado para
pavimentos, techos, etc.
Hoja 66
Cracking catalítico o destilación destructiva: Es una transformación de productos provenientes
del fueloil, en hidrocarburos de menor número de átomos de C, para aumentar el rendimiento en naftas. Se realizaen atmósfera de oxígeno, para que la presión sea elevada (aproximadamente 2,4 atm) y garantizar la ruptura de moléculas. Como catalizadores se usan arcillas, que aumentan la superficie de contacto y permiten reducir la temperatura a valores entre 450ºC y 540ºC. Luego del cracking, la mezcla se expande y se vuelve a dilatar, obteniéndose:
6) Vapor de nafta e hidrocarburos gaseosos, por la cabeza.7) Gasoil liviano, por el medio.8) Gasoil pesado, por la base.9) Coque o residuo carbonoso, usado para fabricar electrodos, en la industria siderúrgica, etc.
La nafta
Una vez obtenida, se refina para eliminar compuestos de azufre, altamente corrosivos.Es el combustible de los motores a explosión o combustión interna (motores Otto). Sus vapores se
mezclan en el carburador con el combustible: el oxígeno del aire. La mezcla pasa a los cilindros, donde entra en combustión. Los motores de los autos son de combustión interna porque el combustible se quema en su interior. El proceso consta de 4 etapas:1) Admisión: El pistón desciende, se abre la válvula de admisión y aspira la mezcla de aire y nafta del
carburador.2) Compresión: La válvula se cierra, el pistón sube y la mezcla se comprime.3) Explosión: La bujía produce una chispa, que origina la explosión, los gases se expanden y empujan el
pistón hacia abajo. Esto permite mover el cigüeñal, que acciona las ruedas.4) Escape: Por inercia, el pistón vuelve a subir y se produce el escape de los gases ( 2CO y OH 2 ) por la
válvula de escape.
A la vibración o golpeteo del pistón que se produce por una explosión fuera de tiempo, se la llama “golpeteo”, “detonación” o “pistoneo” y hace que el motor tenga un funcionamiento irregular.
Índice de octanos u octanaje:Permite determinar la capacidad de una nafta para el buen
funcionamiento del motor. Se determina comparando el comportamiento de dicha nafta con una mezcla de isooctano (2,2,4-trimetilpentano) y heptano. El primero es un excelente combustible por sus propiedades antidetonantes y se le asigna octanaje 100. El segundo es fácilmente detonante y se le asigna octanaje 0. El índice de octanos del combustible es el porcentaje de 2,2,4-trimetilpentano de la mezcla que se comporta de igual modo que el combustible.
Existen aditivos y procesos para aumentar el octanaje:10) Agregado de tetraetilplomo, pero éste origina depósitos en las bujías, que producen
deficiencias en la chispa, lo cual se elimina agregando bromuros de etilo. Además, origina vapores tóxicos.
11) Agregado de compuestos aromáticos o alquenos, pero si la oxidación es incompleta, se forman productos nocivos.
12) Agregado de metilterbutiléter, muy aceptado en la actualidad, ya que es inocuo.13) Reforming (o isomerización): Utiliza platino como catalizador y es un proceso que aumenta la
calidad de la nafta, al transformar las moléculas, para que sean lo más ramificadas que sea posible.
Los motores diesel funcionan a gasoil. En este caso, al tener el gasoil en sus moléculas mayor cantidad decarbonos que la nafta, necesita mucha mayor presión que ésta para que se produzca la explosión, pero una vezalcanzada la misma, no necesita chispa de la bujía, sino que explota espontáneamente.
Hoja 67
Diagrama conceptual para el proceso del petróleo
Gas natural
Gases (1 a 4 C) Compresión
Gas líquido o supergas
PETRÓLEO Petróleo crudo líquido
Destilación fraccionadaa p atmosférica y 260 a 350°C
Gas naturalCABEZA Gases Compresión
Supergas
Aditivos Nafta (6 a 9 C) – 70 a 150 °C
LATERAL Reforming Querosene (10 a 16 C) – 175 a 275 °C
Gasoil (16 a 18 C) – 275 a 325 °C
BASE Petróleo reducido
Fueloil Asfalto
Cracking catalítico o destilación Destilación secundaria destrutiva (alta presión y 450 a 540 °C) o al vacío
Vapor de nafta Gasoil Gasoil Coque Gasoil Destilado Aceites Asfalto oy gas liviano pesado pesado parafínico lubricantes alquitrán
(20 a 40 C) (18 a 20 C) (+ de 40 C)
Hoja 68
polímeros
Los polímeros sintéticos o plásticos se originan a partir de la unión de un gran número de pequeñas unidades iguales o diferentes, llamadas monómeros.
Generalmente presentan átomos de carbono en su estructura.Se pueden moldear (de ahí proviene el nombre “plástico”).Existen “biopolímeros”, que son los que forman parte de los seres vivos, como ADN y ARN.
Composición de los polímeros:
Los polímeros están formados por:* Resina de base: es el polímero o macromolécula.* Residuos de polimerización: restos de catalizadores, emulsionantes, etc.* Aditivos: agentes que optimizan las propiedades del plástico.* Plastificantes: modifican la rigidez del material.* Estabilizantes: retardan la descomposición del polímero.* Protectores UV: evitan la interacción con la radiación.* Agentes antiestáticos: impiden la atracción de cargas y polvo.* Agentes bactericidas y antifúngicos.* Cargas: aumentan la resistencia o bajan el costo.* Colorantes.
Clasificación:
* Según su comportamiento frente al calor:
1) Termoplásticos: son el 80% del total. Se funden por el calor gracias a lo cual pueden volver a moldearse.
2) Termorrígidos: tienen una estructura rígida y dura, que no se funde por el calor.
* Según el mecanismo de polimerización:
1) De adición: las moléculas que contienen un doble enlace, rompen el mismo por la acciónde altas presiones y temperaturas, originando ségmeros que se unen entre sí para formar la macromolécula del polímero. Los más comunes son los de adición 1,2, en los cuales el C2 de una moléculase une al C1 de otra.
2) De condensación: en este caso, los monómeros son bifuncionales, es decir, que tienen un grupo reactivo en cada extremo de la molécula. Al formarse elpolímero, se elimina agua.
Hoja 69Polímeros de adición
1) Polietileno:n 2CH = 2CH n - 2CH - 2CH - ... ...etileno (monómero) ségmero polietileno (polímero)Es incoloro y transparente. Es termoplástico. Es resistente a los agentes químicos. El de alta densidad (PEAD) es más cristalino y resistente. Se usa para tuberías, jarras, etc.El de baja densidad (PEBD) es de bajo costo, pero no soporta altas temperaturas. Se usa en bolsas y
sachets.
2) Polipropileno:n 2CH =CH n - 2CH -CH - ... ...
3CH 3CH
propileno polipropileno (atáctico si los metilos se orientan aleatoriamente)
(isotáctico si lo hacen todos en el mismo sentido)Es termoplástico, duro, fuerte, transparente y no tóxico. Se usa en envases de comestibles, bolsas para
horno, aparatos eléctricos, juguetes, tapas, jeringas y en la industria textil y automotriz.
3) Cloruro de polivinilo (PVC):n 2CH =CH n - 2CH -CH - ... ...
Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Clcloruro de vinilo PVCEs resistente, elástico, poco desgastable, termoplástico, en general insoluble, inerte a los agentes químicos,
aislante térmico y eléctrico. En forma rígida se usa para fabricar tubos, cañerías, discos, barras, etc. En forma flexible se usa en manteles, cortinas de baño y tapicería.
4) Poliestireno:n CH = 2CH n -CH - 2CH - ... -CH - 2CH -CH - 2CH -CH -...
estireno poliestirenoEs estable, rígido, quebradizo, de poca densidad, bajo costo, termoplástico, poco resistente al impacto y a
la tracción. Se usa en vasitos de yogur, flanes, etc. Como plástico espumoso (telgopor) se usa para aislamientos.
5) Poliacrilonitrilo (policianuro de vinilo):H H H H
n n ... ...
H N H N N N N N N NEs fácilmente teñible y puede hilarse. Es inerte, adhesivo y moldeable. Se usa para fabricar juntas,
como lubricante y en la industria textil. Se conoce como Orlon o Cashmilon.
6) Polimetimetacrilato de metilo (PMMA): 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH
n 2CH =C n - 2CH -C- ... 2CH - C - 2CH - C - 2CH - C - 2CH - ... COO 3CH COO 3CH COO 3CH COO 3CH COO 3CH
Se conoce como acrílico. Tiene alto índice de refracción, es sólido, termoplástico, muy resistente a los agentes atmosféricos. Se usa para reemplazar el vidrio, para hacer tubos, hojas, letreros, cajas transparentes y pinturas en emulsión.
7) Politetrafluoretileno (teflon):n 2CF = 2CF n - 2CF - 2CF - ... - 2CF - 2CF - 2CF - 2CF - ...Tiene alto punto de fusión. No es inflamable, es antiadherente. Se usa para revestimiento de interiores de
sartenes, recipientes, etc.
Hoja 70
Polímeros de condensación
1) Poliamidas:Se obtienen combinando aminas con ácidos.La más conocida es el Nylon 6,6:
NHCH 62 42CH NH
n 2622 NHCHNH +n COOHCHHOOC 42 ...NH C C ... + OH 2
O O hexametilendiamina ácido adípico nylon 6,6 agua
Es un sólido blanco, opaco, resistente, tenaz, elástico, inerte, acumula carga estática.Se usa en la fabricación de telas, paraguas, tapicería, neumáticos, lonas, etc.
2) Poliésteres:El más conocido es el polietilentereftalato (PET):
O O O On HOOC COOH + n OH- 2CH - 2CH -OH ... C C- 2CH - 2CH -O-C C- 2CH - ... + OH 2
ácido tereftálico etanodiol PET agua
Es resistente al calor y alos ácidos. Absorbe poca agua, forma fibras fuertes y flexibles. Su punto de fusión es alto, es resistente a las polillas,
bacterias y hongos.Se usa en la fabricación de ropa, cortinas, sábanas y manteles, ya que no se arruga. También se usa para
fabricar botellas.
3) Siliconas:
R R R R R Rn OH-Si-OH + n OH-Si-OH ...O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-O ... + OH 2
R R R R R R
Son muy estables a altas temperaturas. Los aceites, grasas y cauchos de silicona son mucho más resistentes al calor y a los agentes químicos que
los fabricados con carbono, aunque tienen menor elasticidad. Se usan como dieléctricos por sus propiedades aislantes.
Hoja 71
Elastómeros
Son polímeros que tienen elasticidad y otras propiedades similares a las del caucho (elastómero natural).Sus monómeros son moléculas con dos enlaces dobles separados por uno simple (“conjugados”).Las reacciones son de adición 1,4.
Los más importantes son:
Caucho natural:Proviene del isopreno (2-metil-1,3-butadieno). Una vez vulcanizado es elástico, flexible,
resistente a la tracción y aislante eléctrico.
n
2
3
2
CH
CH
CHC
CH
nCH
CH
CHC
CH
2
3
2
Cauchos sintéticos: Neopreno: Proviene del cloropreno. Es parecido al caucho natural, pero además,
resistente a hidrocarburos y a la luz solar. Se utiliza para mangueras, trajes de buzo, etc.
Buna S: Proviene del butadieno y estireno. Es resistente a la abrasión, a la luz solar al ozono. Se usa en calzados, pinturas, etc.
Industria del caucho:Su principal fuente es un árbol llamado “Hevea brasiliensis”. Se practican incisiones
en el tronco y ramas y se recoge una secreción lechosa llamada latex. Es una emulsión que contiene aproximadamente un 35% de caucho en forma de gotas, que no se unen entre sí por la presencia de proteínas estabilizantes de la emulsión.
La emulsión se rompe por la acción de enzimas o de sustancias coagulantes.El coágulo se separa del agua y se pasa por rodillos para exprimirlo, obteniéndose goma “crepe”. Este
caucho crudo contiene 3000 monómeros por molécula. Es blando y pegajoso en verano y muy duro a bajas temperaturas, no tiene mucha resistencia y pierde rápidamente su elasticidad.
En 1839, Charles Goodyear descubrió que si se calienta el caucho crudo en presencia de azufre, se vuelve más duro y resistente y soporta mejor el calor. Este proceso se llama “vulcanización”.
Cuando se fabrican artículos de caucho, a la goma crepe se le da un tratamiento de amasado. El material sevuelve más plástico. Se agregan plastificantes, junto con resinas y materiales de relleno, como negro de humo y arcilla, antioxidantes, azufre y aceleradores para la vulcanización. Las gomas blandas contienen de 1,5 a 5% de azufre. Las duras (ebonita), de 25 a 30%.
Existen también cauchos sintéticos de siliconas, que son compatibles con el cuerpo humano y por eso se usan para distintos tipos de implantes.
La “gutapercha” es un material similar al caucho, que se extrae de ciertas plantas de Indonesia y posee gran plasticidad. Se usa en elementos médicos (sondas, cánulas, etc.) y en la industria eléctrica (aislamientos de tubos y cables).
Hoja 72contaminación ambiental
Desde la Revolución Industrial, la quema de combustibles, las prácticas industriales y el uso de agroquímicos han aumentado la concentración de hidrocarburos, óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre, monóxidode carbono y derivados halogenados, a la vez que se deforestan grandes extensiones.
La atmósfera: Es una capa protectora que permite la vida en la Tierra y la preserva del espacio exterior. En
ella se encuentran el 2CO que utilizan las plantas para la fotosíntesis, el 2O necesario para la respiración y el
2N que participa en la formación de las biomoléculas. Está formada por las siguientes capas:* Tropósfera: Es la más ´róxima a la Tierra. Contiene el 80% de la masa gaseosa y el 99% del vapor. Alcanza hasta los 10 o 15 km de altura.* Tropopausa: Comprendida entre la tropésfera y la estratósfera.* Estratósfera: Alcanza hasta los 50 km de altura. Contiene el 80% del ozono.* Estratopausa: Zona superior de la estratósfera.* Mesósfera: Va de los 50 a los 85 km de altura. Es importante por la ionización y las reacciones químicas que enella se producen. Contiene 2N , 2O y 3O .* Mesopausa: Comprendida entre la mesósfera y la termósfera.* Termósfera o ionósfera: Alcanza los 500 km de altura. La radiación ultravioleta disocia el 2N y el 2O . Es importante en la propagación de ondas de radio.
Contaminantes:Monóxido de carbono (CO):Se origina por la combustión incompleta de los hidrocarburos.
Es tóxico. Produce dolor de cabeza, irritabilidad e insomnio.Dióxido de carbono ( 2CO ): Se origina por la combustión de combustibles fósiles.
Produce el “efecto invernadero”.Óxidos de azufre: Proviene de las erupciones volcánicas, la hulla, el alquitrán y la industria
metalúrgica.Hidrocarburos: Principalmente el metano, que proviene de la combustión incompleta de
combustibles fósiles.Ozono. Se genera a partir del smog fotoquímico. Es perjudicial porque reacciona con otras
especies para dar peróxidos y otros agentes contaminantes.Óxidos de nitrógeno: Se originan en forma natural en los procesos de fermentación, en
lagos y ríos, incendios y tormentas eléctricas y artificialmente en los motores de combustión, usinas, etc. Originanlluvia ácida y smog fotoquímico.
Plomo: Proviene de los aditivos antidetonantes de la nafta. Es tóxico. Produce disfunciones renales y en los sistemas circulatorio y nervioso central.
Smog ácido: Es una mezcla que contiene 2SO , ácido sulfúrico (que se forma por oxidación del 2SO y luego
precipita como lluvia ácida), sulfato de amonio, ácido nítrico, etc.El smog sulfuroso registra su pico máximo durante las primeras horas de la mañana y se manifiesta en
zonas húmedas.Tanto el ácido nítrico ( 3HNO ) como el sulfúrico ( 42SOH ) se producen por oxidación mediante el
radical oxhidrilo ( OH ) del óxido correspondiente ( 2SO y 2NO ) y ambos ácidos originan la lluvia ácida. ElOH a su vez proviene del ozono ( 3O ) que por acción de un fenómeno denominado “inversión de
temperatura”, entra desde la estratósfera ala tropósfera, donde por acción de la luz solar y el agua, se convierte enOH :
23 OOO luz
OHOHO 22
4222 SOHSOOH
32 HNONOOH
Hoja 73Efecto invernadero:
Infrarroja: 42%Visible: 50%
Radiación Ultravioleta: 7-8%Otras: menos del 1%
30% se refleja en las nubes
La Tierra emite radiación (la mayoría IR). El 3O , OHyCHCO 242 , absorben en
el IR
50% absorbido por la Tierra y los océanos
La absorción de la radiación infrarroja de la Tierra por el 3O , OHyCHCO 242 , origina el “efecto invernadero”, llamado así porque como el cristal de un invernadero permite ingresar los rayos del sol, pero eviten que la radiación IR pase al exterior. Esto provoca un calentamiento de la atmósfera llamado “trapping”. Durante la noche, la Tierra continúa irradiando sin recibir radiación, es decir, se enfría en presencia de nubes que retardan el enfriamiento absorbiendo calor. El 2CO de la atmósfera absorbe la radiación, calentándola. El uso de combustibles fósiles aumenta constantemente la concentración de 2CO en la atmósfera. También lo hace la tala indiscriminada y la deforestación de grandes extensiones. El aumento de la temperatura global puede provocar inundaciones y el descongelamiento de capas de hielo y glaciares.
La capa de ozono: Las moléculas de 3O se forman por un proceso que requiere 2O y radiación solar. La
mayor parte del 3O se encuentra en la estratósfera. La capa que rodea a la Tierra tiene un espesor de aproximadamente 300 D (1 Dobson= 0,01 mm). Esta capa protege a la Tierra de los rayos UV.
gOgOgO 23 (se libera calor)El átomo de O se combina con 2O molecular para volver a formar 3O , cerrando el ciclo.La erosión de la capa de 3O es especialmente intensa en la Antártida. Durante el invierno se forman
nubes estratosféricas polares (NEP) compuestas por cristales de OHHNO 23 3. , que favorecen la reacción entre el HCl y el 2ClONO , liberando 2Cl y 3HNO . Cuando aparecen los primeros rayos de luz de la primavera, el
2Cl se fotodisocia, originando dos átomos de Cl que inician la destrucción del 3O :
23 OClOOCl
23 2OClOClO Esto afecta significativamente al fitoplancton de la Antártica, que es inicio de la cadena de la cual se nutre
el resto de las especies del planeta.Inciden sobre la destrucción del 3O los clorofluorocarbonos (CFCs) conocidos como freones, usados en
refrigeración, aerosoles, extinguidotes, desengrasantes, etc. Se ha iniciado la fabricación a gran escala de sustitutos de CFCs, principalmente hidrofluorocarbonos, que no dañan la capa de 3O . También influyen sobre la destrucción del 3O el óxido nítrico y el óxido nitroso provenientes de las descargas eléctricas, los vuelos supersónicos y las explosiones nucleares. Otro factor negativo sobre el 3O es el bromo usado como fumigante.
Al adelgazar la capa de 3O , el aumento e radiación UV del sol puede dañar los sistemas inmunitarios humanos y animales, provocar cáncer de piel y enfermedades en la visión, como las cataratas.
Hoja 74Smog fotoquímico:
Es uno de los principales contaminantes en la atmósfera. Es tóxico para el ambiente y lasalud humana.
Sus fuentes más importantes son los hidrocarburos procedentes de la combustión de gasolina y el petróleo,ya que al metano ( 4CH ) puede dar comienzo a una serie de reacciones que producen contaminantes atmosféricos. El metano actúa en este caso como contaminante indirecto y esto sucede en la troposfera, interviniendo la luz solar a temperaturas superiores a los 18ºC. Con estas condiciones, el metano reacciona con el
OH formando metil y agua, luego el metil reacciona con el 2O para convertirlo en radical acilo que después reacciona con el NO, produciendo óxido de metil y 2NO .
El óxido de metil, al reaccionar con 2O produce formaldehído (siendo este un contaminante), que luego de oxidarse dos veces produce el radical peroxiacilo y este a su vez, al combinarse con el 2NO , produce nitrato de peroxiacetilo (PAN):
OHCHOHCH 234
OOCHOCH 323
233 NOOCHNOOOCH OCHHOOOCH 2223 (formaldehído)
222 HOCHOOOCH
OOCHOOCHO 2
22 NOOOCHONOOOCHO (PAN)Los óxidos de nitrógeno (NO y 2NO ) formados de la reacción del nitrógeno del aire con el 2O se
transforman en 3HNO en contacto con el agua y éste también participa en las reacciones fotoquímicas de la atmósfera.
El smog fotoquímico causa irritación en los ojos, nariz, garganta y pulmones.
Cuadro general
Ingreso energía solar
2NO 2NO absorbe energía solar, produce NO y oxígeno atómico O O 2O
NO reacciona con 3O o 2RO 3O O reacciona con 2O 3O O, OH y 3O
reaccionan con HC para producir 2NO y origina 3O para producir radicales libres
2NO Radicales libres, derivados de HC Radicales libres con especies como 2NO producen PAN, derivados de HC aldehídos y otros componentes del smog
NO
Hidrocarburos (HC)
Hoja 75BEBIDAS ALCOHÓLICAS
Su componente principal es el alcohol etílico (etanol).
Se clasifican en:14) Fermentadas: Provienen de la fermentación de uva (vino), cebada (cerveza), manzana y
pera (sidra). La graduación alcohólica es menor a 15º.15) Destiladas: Provienen de la destilación de una materia prima fermentada o de otra bebida
alcohólica. Son el whisky, grapa, ginebra, cognac, etc. Su graduación es hasta 50º.
Vino
La vid se cultiva en zonas de clima templado y se recolecta en nuestro país en febrero.
En ella se observa:5) El escobajo: tallos y pecíolos verdes que sostienen los granos.6) El hollejo: película externa del grano. En él se acumulan los colorantes.7) La pulpa: compuesta por agua, glucosa y un pequeño porcentaje de ácidos y sales.8) Semillas: ricas en aceites.
En la fábrica, la uva es transportada hasta las moledoras, donde por fuerza centrífuga se aplasta el grano y se hace escurrir una solución azucarada llamada (mosto”, que se separa del escobajo. El mosto se sulfita para impedir la fermentación espontánea. En su lugar, se realiza una fermentación controlada con levadura de cerveza. Luego se descuba el “vino nuevo”, por decantación. El residuo sólido, llamado “orujo”, está formado por el hollejo y las semillas, y se prensa para extraer más vino. Para obtener vino con bouquet, debe hacerse una segunda fermentación, más lenta, que eleva la graduación alcohólica. Además, se clarifica el vino haciendo “trasiegos” (traspaso de un depósito a otro).
Variedades de vinos: Por el uso, se clasifican en “vinos de mesa “, con graduación entre 12º y 14º y “vinos de
postre”, con graduación entre 18º y 20º y mayor porcentaje de azúcares. Por el color, se clasifican en “blancos”, fabricados con uvas blancas o tintas eliminando
el hollejo, “tintos”, fabricados con uvas tintas y “claretes” provenientes de mezclas. Por el contenido de azúcar, se clasifican en “dulces”, “secos” y “semidulces” (demi-sec). Existen vinos especiales como los “espumantes” (champagne, por agregado de 2CO ) y
“compuestos” (aperitivos elaborados con vino y extractos de hierbas).
Alteraciones y adulteraciones: El Código Alimentario y el Instituto Nacional del Vino, definen los
porcentajes reglamentarios de los componentes del vino. La graduación alcohólica depende de la relación entre el alcohol puro (etanol) y agua (Por ejemplo: 40º indica 60 cm³ de agua por cada 100 cm³ de alcohol). La acidez es la suma de la acidez volátil, dada por los ácidos volátiles como el acético (normal hasta 2g/l) y la acidez fija, correspondiente a ácidos con altos puntos de ebullición, como el tartárico. La suma es del orden de 5g/l. Además, la suma de la graduación y la acidez debe estar comprendida entre 13 y 17. También está reglamentado el porcentaje de residuo sólido, sales orgánicas y 2SO .
Alteraciones: el vino se enturbia cuando por enfriamiento precipita tartrato de potasio. También se acidifica cuando un hongo transforma etanol en ácido etanoico. La oxidación cambia el color y precipita “borra”.
Adulteraciones: en general, se diluye con agua y, para disimularlo, se agregan colorantes (a veces nocivos), se alcoholiza directamente agregando etanol (a veces con metanol, que es venenoso) o indirectamente agregando sacarosa, se acidifica con ácidos inorgánicos y se clarifica y conserva con sustancias prohibidas.
Hoja 76
Diagrama conceptual de elaboración del vino
Vendimia
Consiste en la recolección de
RacimosHollejo
Formados por SemillasEscobajo
Se llevan a las Pulpa Contiene proporciones variables de
Permiten separar Agua Glucosa Ácidos orgánicosMoledoras y sales
Se obtiene el
Mosto Se sulfita para eliminar Fermentación espontánea
Luego del sulfitadose realiza
Fermentación controlada
Agregado de cepas seleccionadas
Provoca la
Fermentación alcohólica tumultuosa
Se realiza en Se obtiene
Cubas, toneles Vino nuevo Orujoo piletas
Se somete a Se lo puede destilarpara obtener
Añejamiento Grapa
Cuya duraciónoscila entre
3 meses y varios años
Hoja 77Cerveza
La cerveza genuina se fabrica exclusivamente con cebada, pero en general, se le agrega un 30% de otro cereal. Para su elaboración, se colocan los granos en agua y se los hace germinar. En su interior se forman enzimas como la amilasa, que hidrolisa el almidón originando dextrina, la dextrinasa que la hidrolisa dando maltosa y la maltasa que la hidrolisa originando glucosa. Al cabo de una semana, se obtiene un producto llamado “malta verde”, que no contiene almidón, pero sí dextrina, maltosa y glucosa. Para detener la germinación, se tuesta la malta verde y se destruyen las enzimas. La temperatura de la tostación es mayor para obtener cerveza negra. El malta tostado se muele y el polvo se empasta con agua para obtener “mosto”, que luego se filtra. El mosto clarificado se hierve con flores de lúpulo. Una vez frío, se le siembra levadura de cerveza, que origina la fermentación alcohólica. Al cabo de 10 a 15 días se almacena en recipientes cerrados a 0°C y se produce la segunda fermentación, lenta, en la que el 2CO originado se disuelve. Se estaciona de 1 a 2 meses y se vuelve a filtrar y clarificar.Alteraciones: Por contener glúcidos, se altera con facilidad, siendo fermentada por bacterias y hongos. Así, se acidifica y enturbia. Para evitarlo, se pasteuriza a 60/70°C durante dos horas.Adulteraciones: Se les suele agregar “saponinas”, que producen espuma abundante y persistente, bayas y raíces amargas que sustituyen al lúpulo y conservadores.Diagrama conceptual de elaboración:
Cebada Maíz
+ OH 2 <30%
Remojado Germinación
Malta verde
TostaciónBaja temperatura para Alta temperatura para
Cerveza blanca Cerveza negra
Malta tostado
Braceado (se muele y empasta)
Mosto
Filtración Heces
Cocción Lúpulo
Levadura de cerveza 1a fermentación Malta
2a fermentación 2CO
2CO
Carbonatación
Estacionamiento
Envasado
Cerveza fresca Pasteurización Cerveza pasteurizada
Hoja 78
Sidra
Se elabora por fermentación de zumo de manzanas, con hasta un 10% de peras. Su elaboración es semejante a la del vino y la cerveza: trituración y prensado de frutas, fermentación alcohólica mediante levadura de cerveza, segunda fermentación, clarificación, filtración gasificación con 2CO , pasteurización y embotellado.
Bebidas alcohólicas destiladas y licores
Se obtienen por destilación de otra bebida alcohólica o de un mosto fermentado expresamente.Algunas son:
Cognac: Elaborado con vino. Se colorea con caramelo y se estaciona por más de dos años.
Grapa: Proviene del orujo (hollejo y semillas) de la uva.
Calvados: Provienen de la destilación de la sidra.
Ginebra: Proviene de la redestilación de cereales con bayas de enebro.
Vodka: Proviene del trigo u otros cereales y a veces papa.
Cañas y ron: Se fabrican con guarapo y melazas residuales de la industria azucarera.
Whisky: Se germinan y tuestan granos de centeno, avena, cebada y alpiste. Debe añejarse más de dos años en toneles de roble.
Licores: Pueden fabricarse por maceración en alcohol de una materia prima específica, seguida de estilación o por simple disolución de la materia prima en alcohol. El grado alcohólico es cercano a 20° y según la cantidad de azúcar que contienen, se clasifican en “secos” (menos de 10g azúcar/100ml), “dulces y finos” (entre 10 y 35g azúcar/100ml) y “cremas” (más de 35g azúcar/100ml).