• Esterificación ⇔hidrólisis ácida. • Saponificación (hidrólisis básica).
Esterificación: Se denomina esterificación a la reacción por la que a partir de un ácido carboxílico y un alcohol se forma una molécula de ester y una molécula de agua, es un proceso reversible, se alcanza un equlibrio químico con un rendimiento del 60% (el proceso inverso recibe el nombre de hidrólisis del ester).
La reacción de esterificación ha sido ampliamente estudiada y se conoce perfectamente el mecanismo por el que transcurre
R–COOH + R’–OH ↔ R–CO–O–R’ + H2O Ejemplo:
CH3–COOH +CH3–CH2–OH ⇒ CH3–CO–O–CH2–CH3 + H2O
La esterificación de un ácido graso con la glicerina Propano-1,2,3-triol da lugar a la formación de triglicéridos:
Saponificación (hidrólisis básica):
Consiste en la formación de una sal a partir de un ácido graso y de un hidróxido. Ej. La
formación de jabón (el ácido oleico es el triglicérido y junto con el hidróxido de sodio forma el oleato de sodio (jabón) + glicerina
CH2–O–CO–R R–COO–Na+ CH2OH
CH–O–CO–R’ + 3 NaOH ⇒ R’–COO –
Na+ + CHOH
EL PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS.
El petróleo es una mezcla de hidrocarburos que procede de la descomposición anaerobia (en ausencia de aire) del plancton acumulado durante millones de años en el fondo de mares y lagos. Es un proceso muy lento, de millones de años, con lo que sólo puede extraerse de yacimientos fósiles.
Es una sustancia oleosa de color variable, desde el ámbar hasta el negro. Su composición es variable. Contienen entre un 90 y un 95% de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos (gas natural).
Usos: Obtención de energía (90%). Fabricación de plásticos, aceites, fertilizantes,
medicamentos, pinturas, colorantes, fibras textiles, explosivos, disolventes...
Los diferentes hidrocarburos se separan por destilación fraccionada, separando en una torre de fraccionamiento las sustancias según su punto de ebullición. Se obtienen así gases, gasolinas, queroseno, gasoil, aceites lubricantes, asfaltos...
Las gasolinas (compuestas en su mayor parte por octano y heptano) se obtiene mediante
cracking , rotura de cadenas más largas por calentamiento a presión (500 ºC y 12 atm) y
posterior refinado.
Es importante que la gasolina se inflame cuando se produzca la chispa en el motor, pero que no explosione espontáneamente
(detonación). A mayor proporción de octanos, menor peligro hay de detonación.
El índice de octanos indica el porcentaje de octano presente en la gasolina. Este porcentaje se aumenta mediante el uso de catalizadores de plomo, con el inconveniente de que introduce plomo en la gasolina (muy contaminante, y que degrada los catalizadores del tubo de escape). Las actuales gasolinas sin plomo incluyen diversos alcoholes como antidetonantes.
Plásticos: Sustancias sólidas a temperatura ambiente, que mantiene su forma tras ser
moldeadas a alta temperatura. Los primeros plásticos artificiales fueron obtenidos a finales del s. XIX (celofán, rayón, celuloide, ebonita).
En el s. XX, se obtienen gran cantidad de plásticos por polimerización (formación de cadenas largas al unir moléculas más pequeñas). Por ejemplo:
Baquelita (polimerizando fenol + metanal) nylon (poliamida) PVC (polimerizando cloruro de vinilo) plexiglás y metacrilatos Polietileno (polimerizando etileno)
Tienen múltiples usos, pero son difícilmente reciclables y, salvo excepciones, no son biodegradables. Además, al quemarlos, desprenden gases contaminantes.
POLÍMEROS Y MACROMOLÉCULAS.-
Son moléculas muy grandes, con una masa molecular muy grande que se obtienen por la repeticiones de una o más unidades simples llamadas “monómeros” unidas entre sí mediante enlaces covalentes.
Forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas.
Se pueden clasificar según diversos criterios.
POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN.
La masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero, pues al formarse la cadena los monómeros se unen sin perder ningún átomo.
Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura homolítica: • Iniciación: CH2=CHCl + catalizador ⇒ ·CH2–CHCl·
• Propagación o crecimiento: 2 ·CH2–CHCl· ⇒ ·CH2–CHCl–CH2– CHCl· • Terminación: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o
bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.
En el cuadro siguiente vemos algunos de los polímeros de adición más importantes, sus principales aplicaciones, así como los monómeros de los que proceden. Nótese que los polímeros basan su nomenclatura en el nombre comercial de los monómeros.
MONÓMERO POLÍMERO USOS PRINCIPALES
CH2=CH2 –CH2–CH2–CH2–CH2– Bolsas, botellas, juguetes...
eteno (etileno) polietileno
CH2=CH–CH3 –CH2–CH–CH2–CH– Películas, útiles de cocina,
| | aislante eléctrico...
CH3 CH3 propeno (propileno) polipropileno
CH2=CH –CH2–CH–CH2–CH–J Juguetes, embalajes fenileteno (estireno)
–CF2–CF2–CF2–CF2– Antiadherente, aislante...
tetraflúoreteno PTFE (teflón)
propenonitrilo I I
(acrilonitrilo) CN CN
cloroeteno (cloruro de vinilo) policloruro de vinilo
aislante térmico y acústico.
CH2=CCl–CH=CH2 –CH2–CCl=CH–CH2–Aislante térmico, neumáticos 2-clorobutadieno,cloropreno o neopreno
CH2=CH–CN –CH2–CH–CH2–CH–Tapicerías,alfombras, tejidos
MACROMOLÉCULAS DE INTERÉS BIOLÓGICO
Son muchos los compuestos orgánicos que aparecen en la vida cotidiana. Sólo destacamos aquí los nombres de algunos.
Proteínas: Formados por largas cadenas de aminoácidos (moléculas con grupos amino y
carboxilo). Son los “ladrillos” que construyen las células.
Hidratos de carbono (azúcares): Formados por aldehidos y cetonas con radicales –hidroxi.
Constituyen la fuente de energía de los organismos vivos. Ej: almidón, sacarosa, glucosa, fructosa, lactosa...
Grasas: ácidos grasos de cadena larga y los ésteres de estos ácidos. Ej: aceites, colesterol... Proteínas: Formados por largas cadenas de aminoácidos (moléculas con grupos amino y
carboxilo). Son los “ladrillos” que construyen las células.
Ácidos nucleicos.
Polisacáridos. Almidón.Celulosa.
Glucógeno
Celulosa
Se forman por la condensación de la glucosa en sus dos estados ciclados α y β.
Si se condensa la “α−glucosa” se produce el disacárido maltosa y si se continúa la polimerización se produce el almidón. Si se condensa la "β−glucosa” se produce la celulosa.