AI He sufre mu separa ei azúcares la fructoi v pasan , son distr, lando mi calarías ¡ dad con . energía ■; es una m mucha fu células. I necesitan ■energía. Vero el aquí. Cu las célula

OMdiciófl

IgdfilCO!

La energía del azúcarEl azúcar está presente en casi todos los alimentos. Además de endulzar, es una

sustancia natural que, mediante una transformación química, sirve de "combustible" al organismo.

4 pesar de que ya se conocía desde la Antigüedad, el azúcar fue considerado durante siglos como una rareza, un verdadero 'lujo. De hecho, la gente no lo incorporaba a las comidas ni a las bebidas. Los romanos, por ejemplo, en vez de azúcar, utilizaban miel para endulzar sus alimentos. Es más, hace sólo cuatrocientos años, en la corte del rey Luis XIV de Francia, el azúcar era

considerado un medicamento, tanto, que se lo guardaba ; bajo llave. Pero, desde entonces, la producción de

\ ' j azúcar creció sin parar y, poco a poco, se fue popula­rizando en todo el mundo.

•y1— v En realidad, no existe una sola clase de azú-f \v , car, sino muchísimas. Los azúcares están for-

f V\ ' mados por combinaciones de átomos de carbo-•/ no, oxígeno e hidrógeno. Los más simples son

/, la glucosa y ¡a fructosa (muy utilizadas en la\ iSp-L: í i industria), pero hay azúcares más complc-

\ I - f p jos, como el almidón. El que consumimos| i todos los días, para endulzar el café, el té,

b É , i o los postres, es la sacarosa, una combi-| nación de glucosa y fructosa. La saca-

¡W y - - !: rosa es cristalina, se disuelve bien enllyr' , ¡: el agua y, por supuesto, es bien dulce.I f l / Se la conoce como azúcar refinado.

1 Habitualmente, se extrae de la ca-

P * ~ f40 ña de azúcar y de la remolacha,| pero también se obtiene del arce,

1 del coco y de los dátiles.A,demás del azúcar refinado

\\tff / / ' . V que se usa normalmente para endul­zar, la mayoría de los alimentos de origen vegetal, como las harinas, la papa y el maíz, contienen distintos azúcares, que también son utilizados por el organismo como una rápida fuente de energía. Y esto se debe a la velocidad con que se asimilan.

esta, reac¡ necesaria vitales, F por la gli trifosfat

la salud; intestino, viosas v 1 eficaz, pe

Pienso, luego opino

Al llegar a l intestino, la sacarosa j ( '■sufre una transformación química: se j \ ; , fsepara en glucosa y en fructosa, los dos j ' ’>/ .azúcares que la componen. La glucosa y / ' ..... /la fructosa son absorbidas rápidamente, ! ~\ { ... \y pasan a la sangre, a través de ¡a cual .\ i \ \ \ . jk .son distribuidas a todas las células, apor- ) i 1tando una buena dosis de energía: cuatro \--.fwcalorías por gramo. Un realidad, la veloci- \ V \dad con qué el azúcar nos proporciona ■■■■., _ «gjáÉkenergía es mérito de la glucosa, que, como es una molécula muy chica, atraviesa con mucha facilidad las membranas de las y ^células. Por eso, cuando los deportistas necesitan una inmediata fuente de energía, usan una solución de glucosa. 4 ' W Pero el camino del azúcar no termina \ áaquí. Cuando la glucosa está dentro de tas células, se combina con el oxígeno y sufre un proceso de combustión; duranteesta reacción química libera la energía .... ~ ; " ...-■=.........— ..necesaria para mantener las funciones vitales. Pero parte de la energía liberadapor la glucosa al quemarse, también se almacena en unas moléculas llamadas adenosina trifosfato , más conocidas como ATP. A su vez, el ATP puede liberar la energía que contiene y provocar otras reacciones químicas en las células.

Más allá de sus virtudes, hoy se sabe que el consumo excesivo de azúcar es perjudicial para la salud; engorda, y además provoca caries. Por otra parte, cuando el azúcar pasa por nuestro intestino, se forma ácido oxálico, una sustancia que, en exceso, provoca reuma, alteraciones ner­viosas y fatiga. En definitiva, el azúcar es un alimento esencial, una fuente de energía rápida y eficaz, pero se debe controlar su consumo, y el de todos los alimentos dulces.

es una •ustible

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café, el té, .1 combi- La saca- ■ bien en '¡en dulce, refinado.

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Averigüen qué otras sustancias alim enticias sirven de combustible at organismo.

¿Cuáles son los azúcares predominantes en los vegetales?No existe un solo tipo de azúcar, sino muchos» y todos se forman

por la combinación de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, ¿Cómo es posible que ocurra esto?

Compuestos oam

Óxido cuproso.

s s

Mí3mmm

■ H M H iM gBM llBir~■ fe' v-

Óxido cúprico.

|J6á¡It 1

de carbono £ 1

El dióxido de carbono se forma durante los procesos de combus­tión, como ocurre, por ejemplo, en las centrales térmicas. En ellas se utiliza carbón, fuel oil, gas oil o gas natural como combustible pa­ra generar vapor de agua. Durante la quema de estos combustibles, el dióxido de carbono formado pasa a la atmósfera.

v rio

Binario: sustancia compuesta por dos elementos químicos.Ternario: sustancia compuesta por tres elementos químicos.

f e

Compuestos inorgánicosLos óxidos

Son compuestos binarios formados por la combinación del oxígeno con otro elemento. Se los divide en dos clases: los óxidos básicos y los óxidos ácidos.

Óxidos básicos. El elemento que se combina con el oxígeno es un metal (sodio, calcio, hierro, cobre, etcétera). Un ejemplo es la com­binación de potasio y de oxígeno para formar el óxido de potasio.

K, 0

Potasio Oxígeno Óxido de potasio

La reacción química debe estar balanceada (igual número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha). En este caso, se debe colocar un 2 delante de la fórmula del óxido, para tenerdos átomos de oxígeno en cada miembro de la ecuación.

K + 0 2 2 K2QFalta ahora balancear el potasio; bastará con poner el coefi­

ciente 4 delante del potasio y la ecuación será entonces:4 K + 0 2 — ► 2 K20

Oxidos ácidos. Se forman por combinación del oxígeno con un no metal (azufre, cloro, nitrógeno, carbono, etcétera). Un ejemplo es el dióxido de carbono.

c + o 2 —► co 2Carbono Oxígeno Dióxido de carbono

Algunos elementos que se combinan con el oxígeno pueden formar más de un tipo de óxido. El azufre, por ejemplo, es capaz de formar el dióxido de azufre y el trióxido de azufre.

* 2 S O ,

Trióxido de azufre

S + O , S O , 2 S + 3 O ,

Azufre Oxígeno Dióxido de azufre

Los hidróxidos (bases o álcalis)Son compuestos ternarios formados por un metal, oxígeno e hi­

drógeno. Los dos últimos se encuentran formando el grupo hídtoxi- lo (OH), que va unido al metal. Se obtienen por reacción de un óxido básico con agua. Son ejemplos el hidróxido de aluminio, AL(OH)3; el hidróxido de sodio, NaOH; el hidróxido de calcio, Ca(OH)2.

CaO + H20 C a (O H )2

Óxido de calcio Agua Hidróxido de calcio

La fórmula general de estos compuestos es: M(OH)x, donde M representa el metal y x es el subíndice que lleva el grupo hidroxilo, y que dependerá del metal al cual esté unido.

Estas son algunas propiedades de los hidróxidos:• poseen sabor amargo;• cambian el color de los indicadores (viran al azul el papel de

tornasol rojo);e conducen la corriente eléctrica cuando se encuentran en solu­

ción acuosa.

2 2 8 Compuestos químicos c a p ít u lo 14

Los ácidosSe clasifican en oxoácidos e hidrácidos.

Oxoácidos. Son compuestos ternarios formados por un no me­ta!, oxígeno e hidrógeno. Entre otros, se pueden citar el ácido sul­fúrico, H2 S 0 4; el ácido nítrico, H N 03; el ácido fosfórico, H3 PO4 .

Se obtienen por reacción entre un óxido ácido y agua. Un ejemplo es la reacción de obtención del ácido sulfúrico:

S 0 3 + H 20 ■

Trióxido de azufre Agua Ácido sulfúrico

Hidrácidos. Son compuestos binarios formados por un no me­tal e hidrógeno.

Son hidrácidos el cloruro de hidrógeno o ácido clorhídrico, HC1; el sulfuro de hidrógeno, H2 S; el bromuro de hidrógeno, HBr; etcétera.

C l2 + H 2 — ► 2 HCl

Cloro Hidrógeno Ácido clorhídrico

Estas son algunas propiedades de los ácidos:• poseen sabor agrio;• cambian el color de los indicadores (viran

al rojo el papel de tornasol azul);• conducen la corriente eléctrica cuando se

encuentran en solución acuosa.

Las salesSe obtienen por reacción entre un ácido y un hidróxido con

formación de sal y de agua.Ácido + Hidróxido =► Sai + Agua

NaOH + H Cl -*• NaCl + H 20

Agua

Los óxidos de azufre y de nitró­geno generados en los procesos industriales se combinan con el vapor de agua de la atmósfera y dan lugar a la lluvia ácida. Es­ta afecta principalmente a la vegetación, pues modifica la acidez del suelo.

i

Hidróxido de sodio

Acidoclorhídrico

Cloruro de sodio

• Cuando el ácido es un hidrácido, la sal obtenida es binaria y está formada por un metal y un no metal, por ejemplo, cloruro de sodio, NaCl; sulfuro de plata, Ag2 S.

• Cuando el ácido es un oxoácido, se obtiene una sal ternaria formada por metal, no metal y oxígeno. Entre otras, se pueden men­cionar el sulfato de sodio, Na2 S 0 4, y el nitrato de potasio, KNO3 .

Las sales son compuestos iónicos. Conducen la corriente eléc­trica cuando se encuentran fundidas o en solución acuosa, pero no lo hacen cuando se hallan en estado sólido.

Permanganato de potasio.

■ - iV ? .

Cloruro de sodio.

Guía de lectura

• ¿Qué tipo de óxidos hay? ¿Cómo se obtienen?

¿Qué es un hidróxido? ¿Cómo se obtiene?

Definan oxoácidos e hidrácidos.• Mencionen las propiedades de ácidos e hidróxides.« ¿Cómo se obtienen las sales? ¿Qué tipo de sales hay?

Sulfato de cobre. Cloruro de potasio.

c a p í t u lo 14 Compuestos químicos 229

Ácido nítrico

Informacióngráfica

La importancia de los compuestos inorgánicos en la vida cotidiana es muy diversa. Es posible encontrarlos en todas partes. Los ejemplos son miles, y van desde la sal que se utiliza diariamente para cocinar ha La los ácidos que se usan en la elaboración de abonos.

E É Se utiliza para limpiar superfi-■ cies metálicas. Se emplea tam-■ bién en la fabricación de abonosIIPH y en la obtención de cloro.

No existe libre en la naturaleza, ex­cepto en ínfimas cantidades en el aire, después de una tormenta. En cambio, sus sales se encuentran dis­tribuidas en diferentes suelos. Se emplea como materia prima en la preparación de explosivos (dinami­ta), colorantes y fertilizantes.

Es un sólido blanco. En agua, forma una suspensión conocida como le­che de magnesia, que se utiliza en medicina para neutralizar la acidez estomacal.

MAGNÍJM

Leche de magnesia.Fertilización de un campo, Pinturas. Salina

Forma hermosos cristales de color azul. Es una de las sales más importan- S tes del cobre y se emplea en agricultura para combatir las plagas.

Es una sal soluble en agua, que tiene sabor amargo. Se conoce con el nombre de sal inglesa y se emplea en medicina como purgante.

Es el constituyente del mármol y de la piedra caliza. También se lo encuentra en las estructuras du­ras de algunos animales, como las valvas y conchas de los moluscos. La piedra caliza se emplea en la elaboración de cal viva (óxido de calcio) y de cemento'. El mármol es muy utilizado en la construc­ción y en las esculturas.

Mármol. Sal inglesa.

Piedra caliza. Fumigación de un cultivo de tomate.

otidiai

ocmar r

Et agua duraEs aquella que tiene disueltos minerales que arrastra en su paso por las rocas. Estos minerales son, principalmente, sales de calcio y magnesio. Al hervir el agua dura, estas sales se depositan en el recipiente que la contiene y forman un sóli­do duro llamado sarro.

io de tomate Plantación de cítricos.

i0 % 'S * * l

Es la sal común de mesa. Se encuentra en la naturaleza co­mo un sólido, en canteras o minas. El producto que se ob­tiene presenta un 3 a 5 % de impurezas, y se conoce con el nombre de sal gema. También está presente en grandes concentraciones en el agua de mar.Se emplea en la fabricación de cloro, ácido clorhídrico e hidróxido de sodio. En la industria alimenticia se utiliza en la conservación de alimentos y como condimento. La salmuera, empleada para conservación de algunos ali­mentos, es una solución de cloruro de sodio.

Es una sal que se conoce también con el nom­bre de soda Soivay. En estado natural, se en­cuentra en lagos de Egipto, América dél Norte y América del Sur. En la industria, se obtiene por el método Soivay, a partir de sal común, amo­níaco y dióxido de carbono.Se utiliza en la fabricación de vidrio, cerámicas y jabones; también para “ablandar” las aguas duras, para tratar superficies metálicas, como blanqueador en la industria textil y en la indus­tria del papel.

Salina de donde s e obtien e la sa l d e m esa.

Es una sal que forma cristales de color verde. Se emplea para fabricar tintas, para combatir plagas de los cultivos y como desinfectante.

NomenclaturaLos cuatro primeros alcanos se denominan: metano (un carbo­

no), etano (dos carbonos), propano (tres carbonos) y butano (cua­tro carbonos). A partir del hidrocarburo de cinco carbonos, todos se denominan con un prefijo que indica el número de átomos de carbono en la cadena, y la terminación ano. Así, se tiene el penta- no (cinco carbonos), hexano (seis carbonos), etcétera.

Los alquenos y alquinos se nombran igual que los alcanos, pero cambiando la terminación ano por eno e ino, respectivamente.

Por ejemplo, butano es el alcano, buteno es el alqueno y buti- no es el alquino.

El petróleo El petróleo o “crudo” está formado por una mezcla de hidrocarburos. La nafta, que es una de las

fracciones que se obtienen de la destilación del petróleo, es una mezcla de los hidro­

carburos más livianos, es decir, los de cadena más corta.

' - j B

Guía de lectura

Indiquen para el elemento car­bono:- Ubicación en la tabla periódica.- Número atómico (Z).- Número de protones y de elec­trones.- Tipo de enlaces que forma.- Símbolo de Lewis.- ¿Por qué se ha desarrollado una química para los compuestos del carbono? ¿Por qué se la llama quí­mica orgánica?- ¿Qué son los hidrocarburos? Defi­nan alcanos, alquenos y alquinos.- ¿Cuál es la regla que se sigue para nombrar estos compuestos?

c a p ít u lo 14 Compuestos químicos 2 3 3

ono. i de la nico es ctrones y cua-

teistico.

' Fórmula desarrollada

Fórmula 1 4 semidesarrollada

Metano.

U r * O - Ut n - w w n i¡ i

H H

f * L J m uV / H 3 w n 3

Etano.

LaJ jj

H ~ G C C

H H

n 3 ' u H 2 ' C H ;

Propano.

u nivel

rma lo:o derme.ios estáámales.petróleo,¡icidas,

smpues- por sí

de cuá- arbonos

El metano, el etano y el propano son los tres hidrocarburos más sencillos. Las fórmulas superiores se denominan fórmulas desarrolladas, y las inferiores, fórmulas semidesarrolladas. En estas últimas, se escribe la cadena de carbonos y cada carbono se­guido por el símbolo del hidrógeno con un subíndice, que indica el número de átomos de hidrógeno que están unidos a él.

Este tipo de hidrocarburos, en los que todas las uniones cova- lentes entre los carbonos son simples, se llaman alcanos.

Los hidrocarburos en los que existe, por lo menos, un enlace covalente doble entre dos carbonos de la cadena se denominan alquenos.

U - P u«1 w w w nPropeno.

Los alquinos son hidrocarburos que tienen, por lo menos, un enlace triple entre dos carbonos de la cadena.

Butino.

HidrocarburosEstos compuestos están formados exclusivamente por carbono

e hidrógeno. Para representarlos, basta con completar las uniones libres de las cadenas con átomos de hidrógeno.

o o W %w*

Se puede observar que cada car­bono tiene cuatro “rayitas” a

su alrededor. Cada una de ellas representa un enlace

o unión. La cadena de carbonos es la base de los compues­tos orgánicos o, dicho de otra forma, su esqueleto; por sí

sola no representa ningún compuesto.El tipo de compuesto que se forme dependerá de cuá­

les sean los átomos que se unan a los carbonos en los enlaces que se encuentran libres.

La química orgánica estudia los compuestos del carbono. Este elemento se encuentra ubicado en el segundo período de la tabla periódica y pertenece al grupo IV A. Su número atómico es 6 , y por lo tanto tiene seis protones en el núcleo y seis electrones en la zona extranuclear (dos en el primer nivel de energía y cua­tro en el segundo).

Forma enlaces covalentes. Posee cuatro electrones en su nivel más externo y su símbolo de Lewis es:

HidrEs

e hidró libres

El más ser desarre estas i guido numere

Es- lentes

Lo covale alquei

Loenlace

NomLo

no) , et tro car se den¡ carbón no (cir

Lo. cambü

PO] no es e

Compuestos orgánicos I

Las cadenas de carbono A-3.

Un compuesto orgánico puede estar for­mado por un solo carbono o por varios de ellos, unidos formando una cadena. _

:232 Compuestos químicos c a p í t u l o 14

El carbono puede formar cuatro uniones covalentes con átomos diferentes o con otros átomos de carbono.

Pero, ¿por qué el carbono tie­ne una “química propia”, desa­rrollada especialmente para el estudio de sus compuestos?

Sucede que este elemento tiene la particularidad de unirse con otros átomos de carbono, y forma lo que se denomina cadenas de carbono. Es así que el número de compuestos de este tipo, los compuestos orgánicos, es enorme.

¿Y por qué orgánicos? Porque una gran cantidad de ellos está presente en los organismos vivos, tanto vegetales como animales. Pero no sólo se encuentran en los seres vivos: están en el petróleo, la madera, la ropa, los plásticos, los fertilizantes, los plaguicidas, los medicamentos, etcétera.

Las uniones covalentes se forman entre átomos de no metales, que comparten electrones hasta al­canzar ocho electrones en el nivel más externo. Pueden compartir uno, dos o tres pares de electro­nes, formando así uniones cova­lentes simples, dobles y triples, respectivamente.

La madera está formada por com­puestos orgánicos.

Uniones covalentes

h 2c o ir u

1 1

Etanol.

Fórmulasemidesarrollada

3

Compuestos orgánicos IICada familia de compuestos orgánicos se caracteriza por la

presencia de un átomo o de un grupo de átomos que está unido a la cadena de carbonos, y se llama grupo funcional. Por lo tanto, el grupo funcional define el tipo de compuesto. Estos compuestos in­cluyen a los alcoholes, los aldehidos, las cetonas, los ácidos carbo- xílicos, los ésteres, las amidas, las aminas y las biomoléculas.

Los alcoholesEl grupo funcional de un alcohol se denomina hidroxilo, -OH

(el guión que figura delante del oxígeno representa la unión entre dicho grupo y la cadena de carbonos). La familia de los alcoholes se caracteriza, entonces, por poseer uno o más grupos hidroxilos unidos a la cadena.

Grupo alcohol.

Si se compara la fórmula del etanol con la del etano, se observa que un hidrógeno del etano es reemplazado por un grupo hidroxilo.

El alcohol se nombra como el hidrocarburo que tiene igual nú­mero de átomos de carbono, pero cambiando la terminación ano por la terminación ol (butanol, hexanol, etcétera).

El etanol es el alcohol usado habitualmente como desinfectan­te, y también es el constituyente de las bebidas alcohólicas.

Aldehidos y cetonasEsta familia de compuestos se caracteriza por la presencia del

grupo carbonilo en la molécula.Si este grupo se encuentra en un extremo de la cadena, el com­

puesto es un aldehido; cuando su ubicación está en cualquier posi­ción en el interior de la cadena, se trata de una cetona.

Cetona Aldehido

Grupo carbonilo.

Se nombran cambiando la terminación ano del nombre del hi­drocarburo de igual número de átomos de carbono, por al, si se trata de un aldehido, y por ona cuando es una cetona.

Oí’N -iJw r i 3 c h 2 c h 2 c h

oH 3 - - C - C H 3

Propanona (cetona). Butanal (aldehido).

Mientras que los aldehidos de cadena corta (pocos átomos de carbono) suelen tener olor picante, las cetonas tienen, frecuente­mente, olores muy agradables, y algunas de ellas se emplean en la elaboración de perfumes.

2 3 4 Compuestos químicos c a p í t u l o 14

El formol

El metanal en solución acuosa se conoce con el nombre de formol, y se emplea para conservar piezas anatómicas y distintos organis­mos, ya que evita la descomposi­ción de la materia orgánica.

□serva roxilo. al nú- ano

2Ct an­

ta del

ú com- r posi-

el hi- se trata

os de ente- 1 en la

Ácidos carboxílicosLos áv idos orgánicos constituyen una familia de compuestos

caracterizados por la presencia del grupo carboxilo.

O

Grupo carboxilo.

Si bien se nombran con la terminación oico, que reemplaza la terminación ano del hidrocarburo de igual número de átomos de carbono, también se los conoce con nombres comunes o “vulgares”, que se relacionan con su origen natural.

El ácido etanoico o acético es el principal constituyente del vinagre (del latín, acetum, vinagre), mientras que los ácidos ca- proico, caprílico y cáprico (hexanoico, octanoico y decanoico) de seis, ocho y diez carbonos, son los responsables del poco agrada­ble olor de las cabras.

EsteresLos ásteres se obtienen por la reacción química entre un ácido

carboxílico y un alcohol. El etanoato de metilo es, por ejemplo, e éster obtenido a partir del ácido etanoico y del alcohol metanol.

Grupo éster

Etanoato de metilo.

La primera parte del nombre del éster se refiere al ácido que le dio origen, y la segunda parte se relaciona con el alcohol del cual procede.

Muchos de estos ésteres se encuentran en las flores y en las fru­tas, y son responsables, junto con las cetonas, de su aroma. Sus apli­caciones son variadas. Entre otros usos, se emplean en la elaboración de fragancias artificiales y se utilizan como solventes industriales.

AminasLas aminas son compuestos que poseen el grupo amino unido

a la cadena de carbonos. Tienen un olor penetrante, que suele compararse con el del pescado.

„ N H aGrupo amino.

i 13 C l H 2 ' C H Í 2 " N H :

H C HÁcido metanoico.

3 ■rHÁcido etanoico.

C H ..3 v i «2

Ácido propanoico.

Acidos y hormigas.

Al ácido metanoico se lo conoce ¡ como ácido fórmico, ya que es pro­ducido por las hormigas (del latín, fórmica, hormiga). Este ácido es el responsable de la irritación que se produce en la piel después de una picadura de este insecto.

Guía de lectura

¿Qué se entiende por grupo fun­cional?

¿Cuál es la terminación del nom­bre de los compuestos correspon­dientes a cada grupo funcional mencionado?

¿Cuáles son las características de los alcoholes, tos aldehidos, las cetonas y los ácidos carbóxidos?

Butilamina.

c a p ít u lo 14 Compuestos químicos 2 3 5

Las plantas verdes forman gluco­sa a partir de dióxido de carbono y agua, en un proceso denomina­do fotosíntesis. La velocidad de la reacción química es acelerada por la clorofila, y requiere un aporte de energía que es suministrado por la luz solar.

La glucosa enlas plantas

Biomoléculas ILas biomoléculas son compuestos del carbono que forman

parte de los seres vivos y desempeñan funciones biológicas de gran importancia. Incluyen, entre otros, a los glúcidos, los lípi- dos y las proteínas.

‘.ta­

los glúcidosLos glúcidos se conocen también con el nombre de hidratos

de carbono o azúcares. Están constituidos por tres elementos: carbono, hidrógeno y oxígeno.

Para comprender su importancia, bastará decir que son funda­mentales en la alimentación: se encuentran en el pan, las frutas, las papas y batatas, los porotos, etcétera. También están presentes en el algodón y en el lino, con los que se confeccionan los tejidos; en la madera, y son el principal constituyente del papel.

ClasificAdem

formados

Disacipor ejemp cuentra ei fructosa,; el glúcido

Cuaác con agua, en otras p

Tris atcáridos.

Polisaformados que const una gran i grupo el a talinos y i

Distintas representaciones de la molécula de glucosa

Los monosacáridos son los glúcidos más simples. Están for­mados por moléculas que contienen entre tres y ocho átomos de carbono.

Su estructura básica consiste en una cadena de carbonos uni­dos por enlaces simples; uno de los carbonos forma parte de un grupo aldehido o cetona, y los carbonos restantes se encuentran unidos a un grupo alcohol.

Los monosacáridos son sólidos cristalinos solubles en agua, de sabor dulce. Se los divide en aldosas, cuando poseen un grupo aldehido en la molécula, y cetosas /cuando poseen un grupo cetona.

La aldosa más importante en la naturaleza es la glucosa. Se encuentra en las frutas y también en la miel. La glucosa es incorporada al organis­mo por medio de los alimentos. Allí, es absorbida y pasa al torrente sanguíneo, dirigiéndose a los distintos tejidos.

Se utiliza como fedulcorante en la prepara­ción de comidas. En medicina, se emplea para el tratamiento de la deshidratación y como alimentación intravenosa.

En el grupo de las cetosas, se destaca la fructosa, que se encuentra en las frutas, como la manzana y la naranja.

Los monosacáridos se oxidan en el organismo animal, produ­ciendo la energía que es fundamental para la vida.

La glucosa es el principal “combustible celular” del organismo. Reacciona con el oxígeno incorporado en la respiración, y se con­vierte en dióxido de carbono (que es exhalado), agua y energía.

El almidónpolímero de y cumple fu va alimentic formado po sa (que con lopectina (q La|amilosa< des de gluc< gen a cadenLa amilopec

Glucosa + Oxígeno Dióxido de carbono + Agua + Energía

de glucosa principal cc ficaciones.

Modelo de bolas y varillas

Fórmuladesarrollada

M odelo de espacio lleno

2 3 6 Compuestos químicos c a p ít u lo 14

La celulosa es otro polímero de la glucosa que se encuentra en las plantas. Es el constituyente prin­cipal de la pared celular. Cumple funciones de sostén y le da rigi­dez. La glucosa está dispuesta por cadenas que forman fibras. Es el principal componente del algo­dón, el lino y la madera. Se emplea en la fabricación de papel, seda ar­tificial (rayón) y explosivos.

Guía de lectura

Caña de azúcar.Clasificación de los glúcidos

Además de los monosacáridos, existen otros glúcidos que están formados por dos o más moléculas de monosacáridos.

Disacáridos. Están formados por dos monosacáridos. La lactosa, por ejemplo, está constituida por glucosa y por galactosa, y se en­cuentra en la leche. La sacarosa está formada por glucosa y por fructosa, y se encuentra en la caña de azúcar y en la remolacha; es el glúcido conocido como azúcar de mesa.

Cuando estos glúcidos se hidrolizan, es decir que reaccionan con agua, se desdoblan en los dos monosacáridos que los forman; en otras palabras, originan dos moléculas de monosacáridos.

Trisacáridos. Están formados por tres moléculas de monosa­cáridos.

Remolacha.

La celulosa

funda-

Polisacáridos. Estos compuestos son polímeros, es decir, están formados por la unión de centenares o miles de moléculas sencillas, que constituyen largas cadenas. Cuando se hidrolizan, originan una gran cantidad de monosacáridos. Son representantes de este grupo el almidón, la celulosa y el glucógeno. Son sólidos no cris­talinos y no poseen sabor dulce.

tran

El almidón es unpolímero de la glucosa, '!ai¡H k, y cumple funciones de reser- w va alimenticia en las plantas. Está formado por dos fracciones: la amilo sa (que constituye el 20%) y la ami- lopectina (que constituye el 80 %). La|amilosa está constituida por unida­des de glucosa que se unen y dan ori­gen a cadenas en forma de hélice.La amilopectinajcontiene unidades de glucosa que forman una cadena principal con gran cantidad de rami­ficaciones.

El papel contiene celulosa.

El glucógeno es un polímero de la glucosa que cumple funciones de reserva energética en los animales. Se encuentra en el hígado y en los músculos. Tiene una estructura si­milar a la amilopectina, pero mucho más ramificada. ¿A qué se llama biomoléculas?

Nombren algunas de ellas.¿Con qué otro nombre se conoce

a los glúcidos?¿Cuál es la estructura básica de

los monosacáridos? ¿Cómo se agrupan?

¿Por qué se dice que la glucosa es un “combustible celular”?

Expliquen la funcjón-del almi­dón, el glucógeno y la celulosa.

nsmo

tiergia

c a p ít u lo 14 Compuestos químicos 237

Tiífglicéndos

Las funciones que cumplen los triglicéridos en el organismo ani­mal son variadas: como reserva energética, aislantes de órganos y de tejidos, para disolver ciertas vitaminas llamadas liposolubles, como la vitamina A, como aislan­tes térmicos (protegen del frío), como en el caso de las ballenas.

Biomoléculas IILos lípidos

Los lípidos se encuentran en los tejidos animales y vegetales. Tienen un alto valor energético y son útiles como fuente de ener­gía cuando las reservas de hidratos de carbono se acaban.

El grupo de los lípidos está integrado por una amplia variedad de compuestos: las grasas, los aceites, las ceras y los fosfolípidos son algunos de ellos. Estos cuatro tipos de lípidos son ásteres, es decir, se forman por la combinación de un ácido y de un alcohol.

Los ácidos orgánicos que constituyen estos ásteres se llaman ácidos grasos.

Los ácidos grasos que forman los líquidos suelen tener 16 o 18 átomos de carbono. Pueden estar unidos sólo por enlaces simples, o puede haber entre dos y cuatro enlaces dobles en la cadena.

El alcohol que se combina con estos ácidos grasos es el glice- rol o glicerina.

OH OH

Muchos alimentos son ricos en lípidos.

12 w n w n 2Glicerina.

La glicerina tiene tres grupos alcohol, y cada uno de ellos se une a un ácido graso para formar un áster. Por lo tanto, en la mo­lécula habrá tres funciones éster. Es por eso que decimos que las grasas y los aceites son triésteres de la glicerina, y se los conoce con el nombre de triglicéridos.

Hj OíH C Í O CÍCHa H> C H , H , O H , G H a - C H a - C H a C H , C H , C H 2 C H , C H , C H , C H , C H , C H a

O :H C í o c ! C H , C H , C H , C H , C H , í I , C H , C H CH C H , C H C H C H , C H CH C H , C H a

O iH C Í O C j C H ,

H

H , CH , H a C H a C H , C H ,

Función éster

Fórmula semidesarrollada de un triglicérido.

H C H C H a C H a C H a C H a C H a C H a C H 2 C H 3

Mientras que los aceites son líquidos a tem­peratura ambiente, las grasas son sólidas.

La diferencia consiste en que la molécula de los aceites está constituida por ácidos grasos con dobles enlaces en la cadena, y la de las grasas, por ácidos que sólo poseen enlaces simples.

Otra representación de un triglicérido.

2 3 8 Compuestos químicos c a p í t u lo 14

El ordenlineal de las proteínas es muy estable, mientras que la estructu­ra espacial particular es más fácil de destruir. Una alteración extre­ma de la estructura tridimensional se denomina desnaturalización. Este proceso puede producirse por cambios físicos o químicos en el medio en el que se encuentra la proteína, por ejemplo, el calor ex­cesivo. El cambio de estructura provocado por la desnaturaliza­ción de la proteína provoca la pér­dida de su función biológica.

Guía de lectura

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c a p í t u lo 14 Compuestos químicos

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pla de sos con asas,:s.

Las proteínasLas proteínas están formadas por una gran cantidad de aminoá­

cidos, que son sustancias orgánicas que poseen en su molécula dos grupos funcionales distintos: el grupo carboxilo y el grupo amino.

En la naturaleza existen unos 100 aminoácidos, y la mayor parte de ellos posee el grupo amino unido al carbono que está in­mediatamente después del grupo carboxilo; a ese carbono se lo llama carbono a (alfa), y a los aminoácidos que poseen esta ca­racterística se los conoce como a-aminoácidos

Grupoamino

Grupocarboxilo

Carbono a

Cadenalateral

Hidrógeno

Modelo de bolas y varillas de un aminoácido.

¿Qué función química caracteri­za las grasas y los aceites?

¿Cuál es la diferencia entre las grasas y tos aceites?

Nombren algunas de las funcio­nes de los triglicéridos.

¿Qué son los aminoácidos?■ ¿Cómo están constituidas las proteínas? Nombren algunas de sus funciones.

.... . ' Jl>*' r f

Los aminoácidos se pueden unir entre sí formando largas ca­denas que constituyen las proteínas; estas son, por lo tanto, un polímero de los a-aminoácidos. Del total de los 100 aminoácidos naturales, sólo unos 2 0 constituyen las proteínas.

Estos 20 aminoácidos se pueden combinar de distinta manera para formar las proteínas.

El orden de los diferentes aminoácidos, es decir, su secuencia, constituye la estructura primaria de la proteína.

La estructura secundaria queda determinada por la disposición tridimensional de la cadena. La más común se denomina a-hélice, y en este caso la cadena se enrosca alrededor de un eje imaginario como si fuera una espiral.

Las proteínas se pueden plegar, y esto conforma la estructura terciaria.

Por último, las cadenas se pueden aso­ciar para formar complejos más grandes, lo que constituye la estructura cuaternaria.

Estructura primaria.

Estructura terciaria.

Estructura secundaria (a- hélice).

Estructura cuaternaria.

Casos y conceptos La oxidación de los metales

Los metales son elementos que tienen tendencia a ceder elec­trones, formando cationes. Esta tendencia se pone de manifiesto en su participación en las uniones iónicas. Con el oxígeno, reaccio­nan formando los compuestos llamados óxidos.

Algunos metales, como el sodio y e l potasio, reaccionan con el oxígeno a temperatura ambiente. Otros metales, la gran mayoría, reaccionan con el oxígeno si se los calienta. Sin embargo, hay tres metales que son inoxidables, es decir, que no reaccionan con el oxí­geno del aire. Ellos son el oro, la plata y el platino, los cuales, debido a este comportamiento, reciben el nombre de metales nobles.

¡m í El aire húmedo y la formación de óxidos/ÉÉÉk La acción combinada del oxígeno y del vapor de agua de la atmósfera

é w / I produce, en la mayoría de los metales, la formación de una capa de óxido “BS'̂ Y J g Esa capa suele adherirse al metal (óxido ad-

herente) y forma una película que lo /P N cubre Y protege, ya que al no que- / / £

dar el metal expuesto al aire hú- MilÉmedo, no se puede seguir oxidando. Á M Í '•

En ciertos casos, como sucede con el ' • • ^ ^ •hierro, el óxido formado no es adherente y,

por lo tanto, la oxidación continúa. Este :í;,. proceso se conoce como corrosión. Es "J s un fenómeno indeseable, ya quelíásMs % produce el deterioro de los metales ^ W lF q lsa ja W l l ^

y muchas veces arruina las construc- ^‘ ciones humanas.M JS m En una forma más amplia, se puede

definir la corrosión como el deterioro que se produ- W ce de cualquier material, en especial de los metales, causado por

el medio ambiente o por sustancias que están en contacto con ellos.Si bien el fenómeno de corrosión más habitual es el del hierro, al

cual se le forma una capa de óxido naranja oscuro conocida como herrumbre, existen muchísimos otros casos que se pueden mencionar.

Carcaza oxidada de un barco.

Por ejemplo, los recipientes de metal, en general, no sirven para guardar productos químicos, porque suelen ser "atacados” por ellos.

Las latas de conserva no deben utilizarse para guardar cualquier tipo de alimento y tampoco pueden fabricarse con cualquier metal.

240 Compuestos químicos c a p í t u lo 14

El oro es muy apreciado en la fabrica­ción de joyas no sólo por su belleza sino también por su característica de ser inoxidable.

Cómo evitar la corrosión

xidadaco.

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Es posible prevenir o, al menos, retardar el proceso de co­rrosión por diferentes métodos. Uno de los más importantes es el galvanizado.

1. Las piezas de metal se atan y se desengrasan. Luego, se enjuagan en un baño de inmersión con agua ácida (solución de ácido sulfúrico diluida).

2. Se sumergen las piezas en un ba­ño de cobre o baño de base, que sir­ve para que el acabado final sea más uniforme y de mejor calidad. Este baño es muy importante cuando las distintas partes de la pieza están elaboradas con metales diferentes.

4 . Se realiza el baño definitivo, con el metal elegido (estaño, cromo, níquel, cinc, plata, oro).

5, Se dejan secar las piezas.

3, Se realiza un nuevo enjuague con agua ácida, para evitar que los restos del baño de cobre contami­nen el baño definitivo.

Generalmente, la corrosión de ios meta­les se evita cubriéndolos de una capa protectora de pintura antióxido, que evita el contacto con el oxígeno y con el agua.

El estañado se utiliza para proteger distintos metales. Las latas estañadas se utilizan para envasar alimentos.

• ¿Cuáles son los factores que, por su acción combinada, produ­cen la oxidación de la mayoría de los metales?• ¿Cuáles son los dos tipos de óxi­do que se pueden formar, y cuál de ellos impide que continúe la oxidación? ¿Por qué?

¿Qué es la corrosión?» ¿En qué consiste el proceso de galvanizado?

c a p ít u lo 14 Compuestos químicos 241

Procedimientos v de trabajo Obtención de compuestos inorgánicos

El oxígeno reacciona con los metales dando óxidos básicos, y con los no metales formando

óxidos ácidos. Los óxidos básicos reaccionan con agua formando los hidróxidos correspondien­

tes, mientras que los óxidos ácidos reaccionan con agua y dan origen a los oxoácidos.

E iíe m p o rta m ie n to de los metales frente al oxígeno e sc a ria d o . A lgunos metales se

oxidan a tem peratura am biente y otros son inoxidables, como el oro y el p latino. La ma­yoría se oxida por acción del calor.

En cuanto a ios no metales, se pueden mencionar

tres ejemplos de com portam iento diferente frente al

oxígeno: el fósforo blanco, que es una variedad de

fósforo que se inflama a temperatura ambiente y arde

en forma espontánea; el azufre, que sólo arde

cuando es calentado, y el carbono, que al oxidar­

se arde desprendiendo gran cantidad de calor.

Mechero

Cinta de magnesio

Oxidación del cobre por acción del calor.

Para poner en prácticaA continuación, se presentan algunos métodos sencillos para obtener óxidos, hidróxidos y ácidos.Los materiales que van a necesitar son: un trozo de cinta de magnesio (4 a 5 cm), azufre en polvo, una pinza de hierro, dos vidrios de reloj, dos vasos de precipitados, varillas de vidrio, una cuchara de combustión, (o alguna que pueda llevarse al fuego) papel tornasol rojo y azul.

Vidrio de reloja) Obtención de óxido y de hidróxido de magnesio• Limpien bien la superficie de la cinta de magnesio (pueden usar lana metálica tipo virulana). Sostengan la cinta por un extremo y coloquen el otro extremo sobre la llama del mechero.■ Cuando se encienda, retírenla del fuego y sosténganla sobre el vidrio de reloj. No miren la luz en forma directa.

Cuando cese la reacción, coloquen el óxido así obtenido sobre el vidrio de reloj. Agreguen unas gotas de agua y mezclen bien. Se formará el hidróxido de magnesio.

Sobre otro vidrio coloquen una tira de papel tornasol rojo y una azul; to­quen ambos papeles con la varilla mojada en la solución obtenida. ¿Qué ocurre? ¿Por qué?

b) Obtención de óxido y de ácido de azufre Azufre en polvo Coloquen en la cuchara de combustión una punta de espátula de azufre

en polvo y caliéntenlo sobre la llama.• Cuando el azufre empiece a arder, retírenlo de la

llama e introduzcan la cuchara en un vaso de pre­cipitados. Tapen bien con un vidrio de reloj.

El gas obtenido es el dióxido de azufre. Debe permanecer tapado para que no escape a la atmósfera y porque es irritante.

Retiren el vidrio de reloj lo suficiente como para agregar agua, aproximadamente hasta

Papel tornasol 1 cm a'tura- Vuelvan a tapar y agiten mo­viendo el vas^ con cuidado hasta que el gas desaparezca. Se obtiene así el ácido. Realicen con el papel tornasol rojo y azul el mismo procedimiento que en el punto a).

¿Qué ocurre? ¿Por qué?

i

af 242 Compuestos químicos c a p í t u l o 14

Test de comprensión

1. Completen el siguiente cuadro

Oxígeno

+Metal +No Metal

c a p í t u lo 14 Compuestos químicos 243

eosrmando

¡ondien-

ss se

a ma-

2. Clasifiquen cada uno de los siguientes compuestos en óxidos básicos, óxidos ácidos, hidróxidos, oxoáci- dos y sales.

a) Na2 O ------------------------------------------------------------------------------ f) HN02 ----------------------------------------------------------------------------------------

b) Cl2 0 5 ------------------------------------------------------------------------------ -------g) Mg O ---------------- --------------

c) K O H -----------------------------------------------------------------------------------h) S04 ----------------------------------------------------------------------- i—

d) NaCl -------------------------------------------------------------------------------- ------ i) K Br —

e) H7S04 ------------------------------------------------------------------------------

3 Clasifiquen los siguientes compuestos según la familia orgánica a la que pertenecen

(alcohol, amida, etcétera).

a) Butanona--------------------------------------------------------------------

b) Propanal -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

c) Ácido hexanoico -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

d) M e ta n o l-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

e) Etilamina ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

f) Etino -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4, Indiquen los grupos funcionales presentes en las moléculas de los glúcidos, los lípidos y las proteínas.