Polimeros

Los polímeros 

son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros. Estos forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas. Los polímeros tienen elevadas masas moleculares, que pueden alcanzar incluso millones de UMAs.

El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales y el nailon, el polietileno y la baquelita de polímeros sintéticos.

En función de la repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se clasifican en: 

 Homopolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por el mismo monómero a lo largo de toda su cadena, el polietileno, poliestireno o polipropileno son ejemplos de polímeros pertenecientes a esta familia. 

 Copolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena, el ABS o el SBR son ejemplos pertenecientes a esta familia. 

La formación de las cadenas poliméricas se producen mediante las diferentes polireacciones que pueden ocurrir entre los monóneros, estas polireacciones se clasifican en: 

• Polimerización
• Policondensación
• Poliadición

En función de cómo se encuentren enlazadas o unidas (enlaces químicos o fuerzas intermoleculares) y la disposición de las diferentes cadenas que conforma el polímero, los materiales poliméricos resultantes se clasifican en:

• Termoplásticos
• Elastómeros 

Termoestables

Polimerización

En química orgánica, la reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se denomina polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción de polimerización para dar lugar al polímero, ésta se clasifica como "polimerización por pasos" o como "polimerización en cadena". En cualquier caso, el tamaño de la cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hable de masa promedio del polímero.

Tipos de Polimerización

Existen dos tipos fundamentales de polimerización:

• Polimerización por condensación.

• Los copolímeros

baquelitas

poliamidas

poliésteres

• Los homopolímeros

polietilenglicol

siliconas

• Polimerización por adición.

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 cada unión de dos monómeros se pierde una molécula pequeña, por ejemplo agua. Debido a esto, la masa molecular del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero. Los polímeros de condensación se dividen en dos grupos:

La polimerización en etapas (condensación) necesita al menos monómeros bifuncionales. Deben de saber que los polímeros pueden ser maquinables.

Ejemplo: HOOC--R1--NH2

Si reacciona consigo mismo, entonces:

2 HOOC--R1--NH2 <----> HOOC--R1--NH· + ·OC--R1--NH2 + H2O <----> HOOC--R1-NH--CO--R1--NH2 + H2O

En este tipo de polimerización la masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura homolítica:

1. Iniciación: CH2=CHCl + catalizador ⇒ •CH2–CHCl•

2. Propagación o crecimiento: 2 •CH2–CHCl• ⇒ •CH2–CHCl–CH2–CHCl•

3. Terminación: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.

Referencias

1. http://www.proquibasa.com/wp-content/uploads/2014/09/06-polimeros003.jpg
2. https://es.wikipedia.org/wiki/Polímero

Biomoleculas

Las biomoléculas 

Están constituidas principalmente por carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno, y en menor medida fósforo y sulfuro. Suelen incorporarse otros elementos, pero en menor frecuencia.Estas cuentan con estos elementos en sus estructuras ya que les permiten el equilibrio perfecto para la formación de enlaces covalentes entre ellos mismos, también permite la formación de esqueletos tridimensionales, la formación de enlaces múltiples y la creación de variados elementos.

Tipos de biomoleculas

Según la naturaleza química, las biomoléculas son:

Biomoléculas inorgánicas

Son moléculas que poseen tanto los seres vivos como los cuerpos inertes, aunque son imprescindibles para la vida, como el agua, la molécula inorgánica más abundante, los gases (oxígeno, etc.) y las sales inorgánicas: aniones como fosfato (HPO₄⁻), bicarbonato (HCO₃⁻) y cationes como el amonio (NH₄⁺).

Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos

Son sintetizadas principalmente por los seres vivos y tienen una estructura con base en carbono. Están constituidas, principalmente, por los elementos químicos carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia también están presentes nitrógeno, fósforo y azufre; a veces se incorporan otros elementos pero en mucha menor proporción.

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

Ácidos nucleicos

Vitaminas

Las biomoléculas orgánicas pueden agruparse en cinco grandes tipos:

Los glúcidos (impropiamente llamados hidratos de carbono o carbohidratos) son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales; la glucosa está al principio de una de las rutas metabólicas productoras de energía más antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las bacterias a los vertebrados. Muchos organismos, especialmente los vegetales (algas, plantas) almacenan sus reservas en forma de almidón en estructuras denominadas amiloplastos, en cambio los animales forman el glucógeno, entre ellos se diferencia por la cantidad y el número de ramificaciones de la glucosa. Algunos glúcidos forman importantes estructuras esqueléticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de los artrópodos.

Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicéridos son el principal almacén de energía de los animales. Los lípidos insaponificables, como los isoprenoides y los esteroides, desempeñan funciones reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).

Las proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funciones realizan en los seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o actividad. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las células; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante el estado de la contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén de la planta y el tallo

Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, desempeñan, tal vez, la función más importante para la vida: contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de la célula. El ADN tiene la capacidad de replicarse, transmitiendo así dichas instrucciones a las células hijas que heredarán la información.

Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etcétera.) no encajan en ninguna de las anteriores categorías citadas.

Las vitaminas son precursoras de coenzimas, (aunque no son propiamente enzimas) grupos prostéticos de las enzimas. Esto significa, que la molécula de la vitamina, con un pequeño cambio en su estructura, pasa a ser la molécula activa, sea esta coenzima o no.

Los requisitos mínimos diarios de las vitaminas no son muy altos, se necesitan tan solo dosis de miligramos o microgramos contenidas en grandes cantidades (proporcionalmente hablando) de alimentos naturales. Tanto la deficiencia como el exceso de los niveles vitamínicos corporales pueden producir enfermedades que van desde leves a graves e incluso muy graves como la pelagra o la demencia entre otras, e incluso la muerte. Algunas pueden servir como ayuda a las enzimas que actúan como cofactor, como es el caso de las vitaminas hidrosolubles.

Bibliografia

http://static.batanga.com/sites/default/files/curiosidades.batanga.com/files/Origen-de-las-biomoleculas-1.jpg

www.batanga.com/curiosidades/2010/09/08/que-son-las-biomoleculas

Aplicacion industrial de los hidrocarburos.

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos que contienen diferentes combinaciones de carbono e hidrógeno, presentándose en la naturaleza como gases, líquidos, grasas y, a veces, sólidos. El petróleo crudo y el gas natural, que son una combinación de diferentes hidrocarburos, son sus principales representantes.

Se forman por la descomposición y transformación de restos de animales y plantas, que han estado enterrados a grandes profundidades durante siglos, así tenemos que:

·          

•     El petróleo crudo, es una mezcla compleja de hidrocarburos líquidos, compuesto en mayor medida de carbono e hidrógeno, con pequeñas cantidades de nitrógeno, oxígeno y azufre.

• ·         El gas natural, es un hidrocarburo en estado gaseoso compuesto de metano, principalmente, y de propano y butano en menor medida.

Los hidrocarburos son una fuente importante de generación de energía para las industrias, nuestros hogares y para el desarrollo de nuestra vida diaria. Pero no es sólo un combustible, sino que a través de procesos más avanzados se separan sus elementos y se logra su aprovechamiento a través de la industria petroquímica.

Mediante la aplicación de distintos procesos de transformación (refinación) de los hidrocarburos, se pone a disposición del consumidor una amplia gama de productos, que podemos agrupar en:

1.   

Energéticos: que son combustibles específicos para transporte, la industria, la agricultura, la generación de corriente eléctrica y uso doméstico.
 
 Productos especiales: como lubricantes, asfaltos, grasas para vehículos y productos de uso industrial.

Sin duda, la mayor demanda de hidrocarburos se da para la fabricación de los combustibles que usamos a diario en nuestros hogares, en nuestros automóviles y en las industrias. Los combustibles que más se comercializan en nuestro país son las gasolinas, el kerosene y el diesel. El gas natural, sobre todo el GNV1, recién está penetrando el mercado de venta de combustibles.

Asimismo, la Industria Petroquímica hace uso de los elementos que se encuentran presentes en los hidrocarburos produciendo compuestos más elaborados que sirvan de materia prima para las demás industrias. Estos productos petroquímicos dan vida a muchos productos de uso difundido en el mundo actual: plásticos, acrílicos, nylon, fibras sintéticas, guantes, pinturas, envases diversos, detergentes, cosméticos, insecticidas, adhesivos, colorantes, refrigerantes fertilizantes, llantas, etc.

Aplicación de los alquenos

El uso más importante de los alquenos es como materia prima para la elaboración de plásticos.

El alqueno de mayor uso industrial sea el ETILENO (eteno) que se utiliza entre otras cosas para obtener el plástico POLIETILENO, de gran uso en cañerías, envases, bolsas y aislantes eléctricos. También se utiliza para obtener alcohol etílico, etilen-glicol, cloruro de vinilo y estireno.

El propileno (propeno) es materia prima del POLIPROPILENO, usado en la industria textil y para fabricar tubos y cuerdas.

El isobutileno se utiliza para obtener tetra etilo de plomo, cuestionado aditivo de las naftas.

Aplicación de los alquinos

El acetileno (etino) es el alquino de mayor uso. Es un gas que cuando se quema en presencia de oxígeno puro produce una llama de alrededor de 2800 ºC por lo que se utiliza en soldaduras. El Acetileno Como agente calorífico es un combustible de alto rendimiento, utilizado en las aplicaciones oxiacetilénicas. Las temperaturas alcanzadas por esta mezcla varían según la relación Acetileno-Oxígeno, pudiendo llegar a más de 3000°C. A partir de él también se sintetizan gran cantidad de compuestos orgánicos, siendo el ácido acético uno de los más importantes junto a otros hidrocarburos insaturados capaces de polimerizarse dando plásticos y caucho.

Bibliografia

1.https://mundoquimica.wordpress.com/164-2/

2.https://www.google.co.ve/?gws_rd=ssl#q=alquenos+alquinos+y+la+petroquimica

Abundancia de los alcanos en el planeta tierra

El petróleo es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo.

Se produce en el interior de la Tierra, por transformación de la materia orgánica acumulada en sedimentos del pasado geológico y puede acumularse en trampas geológicas naturales, de donde se extrae mediante la perforación de pozos.

El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestos de hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas, naftenos y aromáticos. Junto con cantidades variables de derivados saturados homólogos del metano (CH₄). Su fórmula general es C_nH_2n+2.

• Cicloalcanos o cicloparafinas-naftenos: hidrocarburos cíclicos saturados, derivados del ciclopropano (C₃H₆) y del ciclohexano (C₆H₁₂). Muchos de estos hidrocarburos contienen grupos metilo en contacto con cadenas parafínicas ramificadas. Su fórmula general es C_nH_2n.
• Hidrocarburos aromáticos: hidrocarburos cíclicos insaturados constituidos por el benceno (C₆H₆) y sus homólogos. Su fórmula general es C_nH_n.
• Alquenos u olefinas: moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace doble de carbono (-C=C-). Su fórmula general es C_nH_2n. Tienen terminación -"eno".
• Dienos: Son moléculas lineales o ramificadas que contienen dos enlaces dobles de carbono. Su fórmula general es C_nH_2n-2.
• Alquinos: moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace triple de carbono. Su fórmula general es: C_nH_2n-2. Tienen terminación -"ino".

Además de hidrocarburos, el petróleo contiene otros compuestos que se encuentran dentro del grupo de orgánicos, entre los que destacan sulfuros orgánicos, compuestos de nitrógeno y de oxígeno. También hay trazas de compuestos metálicos, tales como sodio (Na), hierro (Fe), níquel (Ni), vanadio (V) o plomo (Pb). Asimismo, se pueden encontrar trazas de porfirinas.

La fuente comercial más importante para los alcanos es el gas natural y el petróleo.⁵ El gas natural contiene principalmente metano y etano, pero también algo de propano y butano: el petróleo es una mezcla de alcanos líquidos y otros hidrocarburos. Estos hidrocarburos se formaron cuando los animales marinos y plantas (zooplancton y fitoplancton) muertos y hundidos en el fondo de los mares antiguos y cubiertos con sedimentos en un medio wikt:anóxico y cubiertos por varios millones de años a alta temperatura y presión hasta su forma actual. El gas natural, por ejemplo, se puede obtener de la reacción siguiente:

C₆H₁₂O₆ → 3CH₄ + 3CO₂

Estos hidrocarburos fueron absorbidos en rocas porosas, y se localizaron en una cápsula impermeable de roca y ahí quedaron atrapados. A diferencia del metano, que se reforma en grandes cantidades, los alcanos superiores (alcanos con 9 átomos de carbono o más) raras veces se producen en cantidades grandes en la naturaleza. Estos depósitos, por ejemplo, campos de petróleo, se han formado durante millones de años y una vez exhaustos no pueden ser reemplazados rápidamente. El agotamiento de estos hidrocarburos es la base para lo que se conoce como crisis energética.

Los alcanos sólidos se conocen como alquitrán y se forman cuando los alcanos más volátiles, como los gases y el aceite, se evaporan de los depósitos de hidrocarburos. Uno de los depósitos más grandes de alcanos sólidos es en el lago de asfalto conocido como el lago Pitch en Trinidad y Tobago.

El metano también está presente en el denominado biogás, producido por los animales y materia en descomposición, que es una posible fuente renovable de energía.

Los alcanos tienen solubilidad baja en agua; sin embargo, a altas presiones y temperaturas bajas (tal como en el fondo de los océanos), el metano puede co-cristalizar con el agua para formar un hidrato de metano sólido. Aunque éste no puede ser explotado comercialmente ahora, la cantidad de energía combustible de los campos de hidrato de metano conocidos excede al contenido de energía de todos los depósitos de gas natural y petróleo juntos; el metano extraído del clatrato de metano es entonces considerado un candidato para combustibles futuros.

Bibliografía

1.https://www.google.co.ve/search?q=petroleo&biw=1024&bih=644&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMImLS2vNf8yAIVidkmCh2l4AIn#imgrc=J8xLx5nuzdY5MM%3A

2.https://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo

3.https://es.wikipedia.org/wiki/Alcano

 

Química Orgánica Industrial.

Química Orgánica Industrial.

La Química Orgánica es la parte de la Química que estudia los compuestos del carbono. Los compuestos orgánicos según su origen se clasifican en naturales y sintéticos. Los de origen natural, a su vez, pueden ser: a) productos orgánicos extraídos de plantas y animales ó b) productos orgánicos naturales de yacimientos geológicos.

En la preparación de compuestos orgánicos industriales hay que considerar no sólo que los procesos sean viables desde un punto de vista cinético y termodinámico sino además la economía del proceso. Hay que considerar también factores medio ambientales; si un proceso es químicamente viable y económicamente atractivo pero se producen subproductos nocivos o de efectos adversos para las personas empleadas en su fabricación habrá que abandonar dicho proceso.

La Industria Química Orgánica utiliza varias fuentes de materias primas para preparar la gran variedad de productos orgánicos que hay en el mercado; petróleo, carbón, gas natural y materias obtenidas de plantas y animales (semillas oleaginosas, grasas, madera.). Actualmente la más importante es el petróleo.

Estructura de la Industria Química Orgánica.

La Industria Química tuvo su origen en la segunda mitad del siglo XVIII y principios del XIX y consistió principalmente en productos inorgánicos basados en materias primas naturales, tales como el azufre y la sal común. En cuanto a los productos orgánicos inicialmente se utilizaron aquellos que se obtenían de la fermentación de productos agrícolas, a causa de la disponibilidad de tecnología y de materias primas adecuadas basadas en la agricultura. Entre los más conocidos se encuentran etanol, vinagre, ácido láctico, glicerina, acetona, y butanol entre otros. Sin embargo, los procesos de fermentación tienen una aplicabilidad limitada, utilizando generalmente sistemas acuosos y bajas concentraciones, lo que lleva a una purificación relativamente complicada del producto, lo que ha motivado su declive. No obstante en Brasil el etanol utilizado como combustible se obtiene por fermentación de la caña de azúcar.

A principios del siglo XX se desarrollaron los procesos de fabricación para obtener productos orgánicos a partir del carbón; este período estuvo dominado por Alemania y otros países productores de carbón como Estados Unidos, Gran Bretaña y Francia; se establecieron industrias de alquitrán de hulla durante el período de 1914 a 1920. A partir de 1950 comenzó a desarrollarse la industria petroquímica en los Estados Unidos, basada en productos de la industria petrolífera. El crecimiento de la industria petroquímica después de la II Guerra Mundial, gracias a la abundancia de las fuentes, motivó que se desarrollará una industria basada en el petróleo, situación que continúa en la actualidad. Vivimos en un sistema socioeconómico basado en el petróleo y dependiente de él. Si bien hay que tener en cuenta que todos los productos orgánicos requeridos pueden sintetizarse a partir de carbón y agua.

El valor de producción de la I.Q.O. es superior al 85% del de toda la industria química. Los sectores de producción de la Industria Química Orgánica por orden de mayor a menor producción son los siguientes:

Industria Petroquímica Básica: proporciona, además de combustibles como la gasolina y el gasoleo, los productos básicos de la I. Q. O. que son: metano, etileno, propeno, butenos, benceno, tolueno y xilenos Todos ellos constituyen las materias prima básicas para la Industria de los productos intermediarios, que los transforman en una serie de productos secundarios que son utilizados por las industrias denominadas finalistas.

Industria de los plásticos, elastómeros, resinas y fibras sintéticas: Es el sector en el que se emplean con mayor profusión los intermedios petroquímicos y representa un consumo de la mitad de la totalidad de los productos químicos producidos. Abarca, cauchos, elastómeros, fibras sintéticas, adhesivos y los plásticos propiamente dichos.

Industria de los agentes tensoactivos: Este sector consume una grandes cantidades de materias primas petroquímicas y de grasas naturales. La mayor parte de los tensoactivos se dedican a detergentes. Otras aplicaciones de menor consumo son la preparación de emulsiones, separación de minerales por flotación y bactericidas entre otras.

Industria farmacéutica: El sector farmacéutico es el de mayor valor añadido y el que tiene mayor diversidad de productos (antibióticos, hormonas, enzimas, vitaminas, fungicidas, antiparasitarios, analgésicos, anestésicos y sulfamidas entre otros muchos).

Industria agroquímica (biocidas y pesticidas): Los productos agroquímicos logran salvar entre el 30 y el 50% de las cosechas, pero como contrapartida negativa, muchos son tóxicos, otros teratógenos y cancerígenos, por lo que algunos se han retirado del mercado. En la actualidad se han descubierto biocidas que impiden el desarrollo de todas especies vegetales y son al mismo tiempo biodegradables.

Industria de los colorantes y pigmentos: El sector de los colorantes está íntimamente relacionado con los polímeros, ya que a medida que aparecen nuevas fibras y plásticos se han tenido que desarrollar nuevos colorantes afines con ellos.

Industria de los disolventes: Los disolventes son esenciales en la fabricación de pinturas, barnices y en la aplicación de colorantes y pigmentos. Asimismo se usan como agentes de limpieza y removedores de diversos materiales poliméricos.

 Los productos orgánicos con mayor volumen de producción son:

1. Etileno	5. Urea	9. Metanol
2. Propileno	6. Tolueno	10. Formaldehído
3. Benceno	7. Etilbenceno	11. Xileno
4. Dicloroetano	8. Estireno	12. Cloruro de vinilo

Materias primas: reservas y suministro de energía.

El carbón, el gas natural, y el petróleo, que con ayuda de la energía solar se han almacenado durante millones de años, tienen que proporcionarnos en nuestros días no sólo energía, sino también materias primas para cubrir nuestras necesidades.

La accesibilidad y el precio de las fuentes de energía y de las materias primas han determinado siempre la base tecnológica y, por tanto, la expansión y desarrollo de la industria química. La crisis del petróleo ha hecho necesario plantear de nuevo esta relación y su importancia para la economía mundial.

En ningún sector de producción industrial es tan completa esta dependencia entre energía y materia prima como en la industria química, que se ve afectada por cualquier variación en la disponibilidad de las mismas, puesto que es la mayor consumidora de energía y de reservas fósiles naturales, imposibles de regenerar, las cuales se transforma en una amplia gama de productos de uso cotidiano con que nos beneficiamos. La demanda creciente y la limitada reserva de materias primas, apuntan hacia la urgencia de asegurar para el futuro el abastecimiento tanto de energía como de materias primas. Todos los esfuerzos a corto y medio plazo deben concentrarse en ampliar la flexibilidad de la provisión de materias primas para la industria y, satisfacer las crecientes demandas en el sector energético. A largo plazo el objetivo primordial es desvincular a las reservas fósiles del sector energético con objeto de asegurar el mayor tiempo posible tan imprescindible materia prima para la industria química.

Bibliografía

1.https://www.google.co.ve/search?q=quimica+organica+y+su+relacion+con+la+industria

2.http://www.eii.uva.es/organica/qoi/tema