CUADERNILLO DE TRABAJOS DE INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA
Hola Chicos, espero que se encuentren todos muy bien!! A continuación dejo las 10 actividades que trabajamos en Introducción a la Química a lo largo el año. Controlen cuáles les falta realizar. Son las mismas actividades que se publicaron en este blog y que yo les compartí en los grupos! Ante cualquier duda me consultan. Sigan cuidándose mucho!!
Trabajo Nº1
Cursos: 4º1º y 4º2º
Profesora: Ramírez Mariela
TRABAJO PRÁCTICO DE INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA
El
petróleo es un líquido oleoso bituminoso (color oscuro) de origen natural
compuesto por diferentes sustancias orgánicas (es una mezcla de hidrocarburos,
aunque también suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxígeno).
Es, como el carbón, un combustible fósil. También recibe los nombres de
petróleo crudo, crudo petrolífero o simplemente "crudo". Aunque se
trata de un líquido aceitoso de color oscuro, es considerado una roca
sedimentaria.
El petróleo se forma a partir de restos de
pequeños organismos marinos que viven en cantidades enormes en mares cálidos y
poco profundos. Si al morir estos organismos son rápidamente enterrados por
sedimentos, fermentarán. Pasados millones de años, bajo la presión de nuevas
capas de sedimentos, los restos orgánicos se transformarán en petróleo. El
proceso comenzó hace muchos millones de años, cuando surgieron los organismos
vivos en grandes cantidades, y continúa hasta el presente
Se encuentra en grandes cantidades bajo la
superficie terrestre, en los estratos superiores de la corteza terrestre. Esto
se debe a que el petróleo tiende a escapar a zonas más altas en las que soporte
menos presión. En este viaje, Con frecuencia acaban encontrando un esquisto
impermeable o una capa de roca densa y se acumula, ya que son determinadas
zonas de las que no puede salir: son las trampas. En otras ocasiones consigue
alcanzar la superficie. Cuando ocurre esto el petróleo se volatiza dejando un
residuo de asfalto y betún. No es de extrañar, por tanto, que fuese conocido ya
por las antiguas civilizaciones. Los egipcios utilizaban el betún para
impermeabilizar los barcos y para embalsamar las momias. Sin embargo, tan sólo
desde finales del siglo XIX viene utilizándose a gran escala como combustible.
Composición Química del petróleo
En una mezcla muy compleja de composición
variable, de hidrocarburos de muchos puntos de ebullición y estados sólido,
líquido y gaseoso, que se disuelven unos en otros para formar una solución de
viscosidad variable.
Contiene:
- Hidrocarburos saturados o parafinas. Formula general
- Hidrocarburos etilénicos u oleifinas.
- Hidrocarburos acetilénicos.
- Hidrocarburos cíclicos ciclánicos.
- Hidrocarburos bencénicos o aromáticos.
- Compuestos oxigenados (derivados de hidrocarburos etilénicos, por
oxidación y polimerización)
- Compuestos sulfurados (tiofeno, etc.)
- Compuestos nitrogenados cíclicos (piridina, etc)
En el petróleo natural, además de hidrocarburos,
existen nitrógeno, azufre, oxígeno, colesterina, productos derivados de la
clorofila y de las heminas (porfirinas) y, como elementos, trazas, vanadio,
níquel, cobalto y molibdeno.
Como consecuencia de los compuestos orgánicos
nombrados, el petróleo presenta polarización rotatoria, lo cual revela
claramente que se trata de un compuesto de origen orgánico, formado a partir de
restos animales y vegetales.
La composición química del petróleo es muy
variable, hasta el punto de que los cuatro tipos fundamentales de
hidrocarburos: parafinas (hidrocarburos saturados), olefinas (hidrocarburos
insaturados), naftenos (hidrocarburos cíclicos saturados o cicloalcanos,), e
hidrocarburos aromáticos, no solamente son diferentes de un yacimiento a otro,
sino también las diversas sustancias que es preciso eliminar más o menos
completamente: gas, azufre (que junto con el sulfhídrico, mercaptanos y
tioalcoholes pueden alcanzar un 3%), agua más o menos salada, compuestos
oxigenados y nitrogenados, indicios o vestigios de metales etc.
Un análisis en el laboratorio proporciona
primeramente indicaciones sobre la cantidad y calidad de los productos acabados
que se pueden extraer del petróleo crudo:
- alta tensión de vapor, revela la presencia de gas.
- alta densidad y viscosidad, indican una reducida proporción de
gasolina o un contenido importante de betún o parafina.
Clasificación del petróleo
La clasificación se basa en la clase de
hidrocarburos que predominan en el petróleo crudo:
Petróleo de base parafínicas
- Predominan los hidrocarburos saturados o parafínicos.
- Son muy fluidos de colores claros y bajo peso específico
(aproximadamente
- Por destilación producen abundante parafina y poco asfalto.
- Son los que proporcionan mayores porcentajes de nafta y aceite
lubricante.
Petróleo de base asfáltica o nafténica
- Predominan los hidrocarburos etilénicos y diétilinicos, cíclicos
ciclánicos (llamados nafténicos), y bencenicos o aromáticos.
- Son muy viscosos, de coloración oscura y mayor peso específico
(aproximadamente 0,950 kg/lt)
- Por destilación producen un abundante residuo de asfalto. Las
asfaltitas o rafealitas argentinos fueron originadas por yacimientos de
este tipo, que al aflorar perdieron sus hidrocarburos volátiles y
sufrieron la oxidación y polimerización de los etílenicos.
Petróleo de base mixta
- De composición de bases intermedias, formados por toda clase de
hidrocarburos: Saturados, no saturados (etilénicos y acetilénicos) y
cíclicos (ciclánicos o nafténicos y bencénicos o aromáticos).
- La mayoría de los yacimientos mundiales son de esto tipo.
A su vez la composición de los hidrocarburos que
integran el petróleo varía según su lugar de origen:
- petróleos americanos: hidrocarburos de cadena abierta o
alifáticos.
- petróleos de Pensilvania: hidrocarburos saturados (alcanos de nº
de C =
- petróleos de Canadá: hidrocarburos no saturados.
- petróleos rusos: hidrocarburos cíclicos, con 3, 4, 5, ó 6 átomos
de carbono en cadena abierta o cerrada.
Actividad
Luego de
la lectura del texto responde:
- ¿Qué es el petróleo?
- ¿A partir de qué se formó?
- ¿Dónde se lo puede encontrar y por qué en ese tipo de lugar?
- ¿Cuál es la composición química del petróleo?
- ¿Qué significa que presente polarización rotatoria?
- ¿Cómo se clasifica el petróleo? Explica cada uno.
Trabajo Nº2
EL CARBONO Y LOS HIDROCARBUROS.
Los hidrocarburos no solo se encuentran en el petróleo, sino
que pueden ser sintetizados de manera artificial en una gran proporción y su
abundancia es fenomenal esto se debe a por un lado, los átomos de carbono son
capaces de unirse entre sí y formar cadenas estables. Por otra parte, tienen la
posibilidad de formar enlaces múltiples no solo con otros átomos de carbono,
sino también con átomos de oxígeno, azufre o nitrógeno. Esto es así porque el
átomo de carbono, cuya configuración electrónica es 1s22s22p2,
(Ilustración
1) en teoría dispone
solo de dos orbitales semiocupados en su nivel más externo; sin embargo, mediante
la promoción de un electrón 2s a un orbital 2p vacío adquiere la capacidad de
formar cuatro enlaces covalentes con otros átomos y completar así su octeto (Ilustración 2).
Ilustración 1:
carbono. Ilustración 2: benceno. Hidrocarburo cicleno.
Las uniones que se establecen entre átomos de carbono son
relativamente fuertes y, por otra parte, el tamaño pequeño de los átomos de
carbono permite el acercamiento y la formación de enlaces múltiples (dobles o
triples). Todas las posibilidades de enlace explican no solo el elevado número
de compuestos orgánicos diferentes conocidos, sino también su gran variedad
estructural. Esto implica que, en la mayoría de los casos, no resulte suficiente
representarlos con su fórmula molecular:
(Ilustración 3) es preciso recurrir a otras formas de representarlos, como las fórmulas
estructurales (Ilustración 4) y los modelos moleculares (Ilustración 5).
El carbono fue conocido desde los primeros tiempos de la
humanidad como carbón vegetal y negro de humo; y también, como diamante. En
forma libre se presenta como grafito o diamante. Combinado, forma
carbonatos (sales del ácido carbónico: CO3H2), dióxido y monóxido
de carbono (CO2; CO), y combinado con H, O y N, forma numerosísimos
compuestos integrantes de los seres vivos, llamados Biomolecular.
La forma libre del carbono se presenta dos variedades
alotrópicas a) el Diamante que son guijarros ásperos de bordes
redondeados pequeños o grandes constituido por carbono puro en forma de
cristal. Normalmente es incoloro. También suele ser ligeramente coloreado de
azul, amarillo, rosado o verde, debido a pequeñísimas impurezas. Cuando es de
fuerte coloración oscura, pierde su valor como joya, llamándose entonces
diamante negro destinándoselo, por su dureza a usos industriales. Es una de las
sustancias más duras de la naturaleza. b) el Grafito se presenta en
masas cristalinas grises brillantes. Es blando, untuoso al tacto, negro
brillante, y cristaliza en láminas hexagonales. Es incombustible y buen
conductor del calor y la electricidad. Existe una gran variedad de estos
compuestos, debido a 3 características de los átomos de carbono: 1) Poder saturar entre ellos sus
valencias formando cadenas arborescentes. Los C se llaman primarios,
secundarios o terciarios, según que se unan respectivamente a uno, dos o tres
átomos de carbono.. 2) Poder formar
uniones o ligaduras simples (intercambio de 1 valencia, dobles (intercambio de
2 valencias) o triples (intercambio de 3 valencias). Los hidrocarburos
que sólo poseen ligaduras simples, se llaman saturados, alcanos
o parafinas. Los demás se denominan no saturados, y se subdividen en etilénicos
(con una doble ligadura) y acetilénicos (con una triple ligadura). 3)
La cadena de carbonos puede cerrarse para formar un ciclo o anillo dando
lugar a los hidrocarbu-ros cíclicos que pueden ser saturados o no
saturados. Los cicloalcanos son anillos de carbonos unidos por ligaduras
simples mientras que los bencénicos o aromáticos anillos de carbonos que
posee dobles ligaduras y simples alternadas.
Actividad: el carbono y los hidrocarburos.
1)
Dibuja el
átomo de carbono y sus enlaces con el hidrogeno.
2)
¿Por qué los
enlaces del carbono son fuertes y que ventaja brinda esto? Dibuja las formulas
representativas.
3)
Describe
las variedades alotrópicas del carbono.
4)
Describe
las tres características del carbono que le permiten gran variedad de
compuestos.
5)
Describe
los diferentes tipos de hidrocarburos. Dibuja.
# Recuerden enviar
las actividades resueltas a: marielaramirez2284@yahoo.com.ar
Profesora: Ramírez Mariela Mail:
marielaramirez2284@yahoo.com.ar
Celular: 1157229360
Curso: 4º1º - 4º2º
Trabajo Nº3
“Sin Química no hay cocina”
La
elaboración casera de mermelada es una actividad tradicional muy gratificante y
estupenda para disfrutar en familia. Los distintos integrantes pueden colaborar
eligiendo la fruta, lavándola, añadiendo azúcar, etc. Lo importante es que
disfruten con el proceso de preparación y que aprendan a valorar los beneficios
de una alimentación saludable.
v Primera parte del trabajo
Realizarán
una mermelada de forma casera y el registro de la misma es sus distintas etapas
(Puede ser fotográfico o redactando cómo la fueron realizando).
Materiales: (Siempre es preferible hacer poca cantidad)
§ Fruta fresca. Para mejores resultados, usa ¾ de
fruta en su punto de maduración y ¼ de fruta algo verde.
§ Bastante azúcar. Por cada parte de fruta hay que usar,
aproximadamente, 2 de azúcar. Con el azúcar es mejor que sobre a que falte, lo
peor que puede ocurrir si te pasas un poco es que la mermelada esté muy dulce o
que quede más consistente.
§ Zumo de medio limón.
§ Olla, cazuela y demás utensilios de cocina.
§ Frascos de vidrio para almacenar y conservar la
mermelada.
§ Agua.
Procedimiento:
§ Lavar, pelar, trocear y deshuesar (de ser necesario)
la fruta.
§ Mezclar la fruta con el azúcar y el zumo de limón. y
dejar que macere mientras se preparas los frascos. Mientras removerlas cada
tanto.
§ Colocar los frascos y tapas
en una olla. Cubrir con agua y hacer que hiervan durante al menos 15 minutos.
§ Volcar la mezcla en una olla o cazuela y calentar
removiendo constantemente.
§ En cuanto empiece a hervir contar 5 minutos. Ya
debería estar lista. Para estar seguro colocar una cucharadita en el congelador
para que se enfríe rápidamente. Si después de enfriarse está demasiado líquida,
entonces necesita más tiempo.
Sacar
los frascos esterilizados de la olla y llenarlos casi hasta el borde (deja unos
milímetros) con la mermelada caliente. Limpiar el borde del frasco de
salpicaduras y enroscar la tapa. Al cabo de un rato, mientras la
mermelada se enfría, se oirá un sonido “pop”. Significa que están
herméticamente cerrados. (CON ESTE MÉTODO NO SE GARANTIZA LA DESTRUCCIÓN DE LAS BACTERIAS
MÁS RESISTENTES AL CALOR, POR ELLO LA MERMELADA SE DEBE ALMACENAR EN LA
HELADERA Y CONSUMIR LO ANTES POSIBLE. SOLO UN EXPERTO CON EL EQUIPAMIENTO
ADECUADO PUEDE HACER CONSERVAS DE LARGA DURACIÓN)
v Segunda parte
del trabajo:
¿Qué ocurre?
Mediante
la elaboración de la mermelada se consigue conservar la fruta de temporada para
poder disfrutar de ella durante todo el año. La propuesta es investigar qué
papel desempeñan los siguientes ingredientes y procesos:
·
La pectina.
·
El limón.
·
La fruta.
·
El azúcar.
·
La cocción.
·
Envasado.
ç
TRABAJO Nº4
COMPOSICIÓN
QUIMICA DE LOS SERES VIVOS
Todas las
células están gobernadas por los mismos principios físicos y químicos de la
materia inerte. Si bien dentro de las células encontramos moléculas que
usualmente no existen en la materia inanimada, en la composición química de los
seres vivos encontramos desde sencillos iones inorgánicos, hasta
complejas macromoléculas orgánicas siendo todos igualmente importantes para
constituir, mantener y perpetuar el estado vivo.
Los cuatro bioelementos más abundantes en los seres
vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, representando alrededor del 99% de la
masa de la mayoría de las células.1
Las biomoléculas
son las moléculas constituyentes
de los seres vivos
Clasificación de
las biomoléculas
Según la
naturaleza química, las biomoléculas son:
Biomoléculas
inorgánicas
Son biomoléculas
no formadas por los seres vivos, (y que se encuentran en la materia no viva),
pero imprescindibles para ellos, como el agua, la biomolécula
más abundante, y las sales inorgánicas: aniones como fosfato (HPO4−),
bicarbonato (HCO3−) y cationes como el amonio (NH4+).También
forman parte de este grupo los gases como el oxígeno.
Biomoléculas
orgánicas o principios inmediatos
Son sintetizadas
solamente por los seres vivos y tienen una estructura a base de carbono. Están
constituidas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, y con
frecuencia están también presentes nitrógeno, fósforo y azufre; otros
elementos son a veces incorporados pero en mucha menor proporción.
Existen
cuatro grandes grupos de biomoléculas: lípidos, glúcidos, proteínas y ácidos
nucleicos.
·
Luego de la lectura del texto
Responde:
1) 1 ¿Qué encontramos en la
composición química de los seres vivos?
2) 2 ¿Cuáles son los cuatro bioelementos
más abundantes en los seres vivos?
3) 3¿Qué son las biomoléculas?
4) 4
¿Cómo se clasifican las
biomoléculas según su naturaleza química? Menciona cuáles son.
Trabajo Nº 5
1. MONOSACÁRIDOS
Los
hidratos de carbono más simples se denominan monosacáridos, y presentan, en
general, de tres a siete átomos de carbono.
Cuando tienen un grupo aldehído se denominan aldosas; y si presentan
cetona, cetosas. Los monosacáridos con tres átomos de carbono se llaman
triosas; con cuatro, tetrosas; con cinco, pentosas; con seis, hexosas, y así
sucesivamente. Los monosacáridos en los que haremos mayor énfasis serán ciertas
pentosas y hexosas.
Dentro
de las hexosas, mencionaremos a la glucosa, la fructosa y la galactosa; cuya
principal función biológica es suministrar energía a los seres vivos. Estas
moléculas se incorporan a través de alimento, luego de atravesar el tubo
digestivo pasan a la sangre, y finalmente a las células, donde son degradadas
para obtener energía. No son las únicas moléculas que suministran energía, pero
la energía que aportan puede usarse rápidamente. Por ejemplo, es preferible que
un deportista, antes de iniciar la actividad, consuma alimentos con hidratos de
carbono en lugar de grasas, ya que podrá utilizar su energía mucho más rápido.
Por
último, dentro del grupo de las pentosas mencionaremos a la ribosa y a la
desoxirribosa, que forman parte de los ácidos nucleicos, como se verá en el
capítulo correspondiente a estas biomoléculas.
Figura 1. Tres monosacáridos:
glucosa (una aldosa de 6 carbonos), fructosa (una cetosa de 6 carbonos) y
ribosa (una aldosa de 5 carbonos)
1.1 Estructura espacial.
Existen
dos maneras de representar la fórmula desarrollada de los monosacáridos: la
forma lineal y la anillada. Esta última es la que se encuentra en solución, y
en las células.
El
anillo se forma cuando el carbono que tiene el grupo aldehído (o el grupo
cetona) se une con otro carbono de la cadena; como se muestra en la figura
siguiente.
Los
carbonos de los monosacáridos se
numeran, correspondiendo el carbono 1 al carbono que presenta el grupo
aldehido, o si es una cetona, al carbono del extremo más cercano a la cetona.
La
figura 2 muestar el paso de la glucosa de la forma lineal a la anillada, donde
el carbono 1 se une al carbono 5 a través de un oxígeno. Los oxhidrilos que en
la molécula lineal miran hacia la derecha, en el anillo lo hacen hacia abajo.
Figura 2. Molécula de glucosa
lineal que pasa a la forma anillada. Los carbonos marcados con el círculo negro
son los que se unirán al formarse el anillo.
Figura 3. Fructosa y ribosa en forma anillada
2. OLIGOSACÁRIDOS
Los
monómeros como la glucosa, la fructosa o la galactosa, pueden unirse entre sí
mediante uniones covalentes. Cuando se unen dos monosacáridos, la molécula
resultante se denomina disacárido; tres, trisacárido,
y así sucesivamente. Si lo hacen en un número mayor -aproximadamente hasta
diez- tenemos un oligosacárido (“oligo” significa pocos).
El mecanismo por el cual se unen químicamente dos monosacáridos se denomina condensación (en el cual se forma una molécula de agua) y el tipo de enlace se llama glucosídico. Por otra parte, las uniones entre los monómeros también pueden romperse quedando las moléculas libres, mecanismo llamado hidrólisis. Hidrólisis significa “ruptura por el agua”, puesto que en el proceso de separación requiere la intervención de una molécula de agua.
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Figura 4. Formación del enlace glucosídico entre dos moléculas de glucosa, y la formación del disacárico maltosa. La reacción inversa sería una hidrólisis, en la cual obtendríamos monómeros libres. En los alimentos con gusto dulce, los azúcares se encuentran como disacáridos. El azúcar de mesa, proveniente de la caña de azúcar, es un disacárido llamado sacarosa, compuesto por una glucosa y una fructosa. El azúcar de la leche, la lactosa, está formada por una glucosa y una galactosa; en tanto que el azúcar de malta, por dos glucosas. Cuando un individuo consume estos disacáridos, las moléculas se hidrolizan en el tubo digestivo, luego los monosacáridos pasan a la sangre, y de ahí a las células, donde son degradadas para la obtención de energía. |
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Figura 5. Dos disacáridos.
Arriba, molécula de
sacarosa, el azúcar de mesa, formada por una glucosa y una fructosa.
Abajo, lactosa, el azúcar presenta en la leche, compuesta por una galactosa y una glucosa
Los
oligosacáridos también se encuentran en las membranas celulares, unidos a
proteínas o a lípidos, y consisten en
cortas cadenas ramificadas formadas por distintos tipos de monosacáridos, cuya
función es participar en la comunicación entre las células. Las células se
comunican entre sí liberando sustancias químicas a modo de mensajes. Para que
el mensaje sea recibido por otra célula, esta debe ser capaz de “captar” esta
sustancia a través de moléculas receptoras. En este proceso de reconocimiento
es donde participan los oligosacáridos.
Figura
6. Oligosacárido con siete monómeos unidos por enlaces glucosídicos
Trabajo de
Introducción a la Química
Luego
de la lectura del texto responde:
1) ¿Qué son los monosacáridos? ¿Qué
forman con la presencia de aldehído o cetona?
2) ¿Qué son las pentosas y las
hexosas? ¿Cómo las incorporamos al organismo? Menciona un ejemplo de cada una.
3) Realiza la forma lineal y
anillada de los monosacáridos mencionados.
4) ¿Qué es un oligosacárido? ¿Cómo
se denomina el mecanismo por el cual se unen y qué tipo de enlace forman?
5) Realiza el esquema de un
monosacárido y menciona ejemplos.
Trabajo Nº6
3. POLÍSACÁRIDOS
3.1 Monómeros y polímeros
Una
cadena de monosacáridos formada ya no por pocas moléculas, sino por cientos o
miles de ellas, no es un oligosacárido, sino un polisacárido.
Antes
de describir los polisacáridos, nos detendremos brevemente en los conceptos de monómeno y polímero, puesto que también se mencionarán en los otros tipos de
biomoléculas.
Un
polímero es una macromolécula formada por varias moléculas del mismo tipo, unidas
una tras otra formando una cadena; como las cuentas de un collar.
Los
monosacáridos no son las únicas moléculas que pueden formar cadenas, también lo
hacen otras moléculas, como los aminoácidos que forman las proteínas, y los
nucleótidos que forman ácidos nucleicos. En todos los casos, independientemente
del tipo de biomolécula, cada unidad que forma la cadena es un monómero, y la
cadena completa es un polímero.
Figura
7. Polímero y monómeros
En el caso de
los hidratos de carbono, los monómeros son monosacáridos, y el polímero, un
polisacárido. Estas largas cadenas de monosacáridos pueden ser lineales o
ramificadas.
Nosotros
describiremos cuatro polisacáridos: el almidón, el glucógeno, la celulosa y la
quitina. Los tres primeros tienen en común que están formadas por moléculas de
glucosa, no obstante, difieren en la forma en que se unen estos monómeros, en
su estructura espacial, en su función, y en los organismos donde se encuentran.
Trabajo de
Introducción a la Química
Luego
de la lectura del texto responde:
1-
¿Qué es un polisacárido?
2-
¿Qué es un monómero y qué es un
polímero?
3-
¿Qué otras moléculas además de los
monosacáridos pueden formar cadenas y qué forman?
4-
¿Cómo pueden ser las cadenas de
monosacáridos en los hidratos de carbono?
Trabajo
Nº7
Almidón y glucógeno.
Como
se dijo anteriormente, los seres vivos utilizan monosacáridos (como la glucosa)
para degradarlos y obtener energía.
Ahora bien, cuando un ser vivo contiene más glucosas de las que utiliza
para obtener energía, las almacena para el futuro. La forma de hacerlo es uniéndolas entre sí
formando polímeros. El polímero
fabricado por las plantas se llama almidón, que en realidad, está formado por
dos polisacáridos, la amilosa y la amilopectina; que se almacenan en unas
estructuras celulares llamadas amiloplastos.
La
papa, por ejemplo, es un tallo subterráneo con gran cantidad de almidón como
reserva; de ahí que una papa puede estar enterrada durante mucho tiempo (o
bien, guardada en la cocina) hasta que se dan las condiciones adecuadas,
entonces la papa brota y la planta se desarrolla. Lo mismo ocurre con los
bulbos que permanecen enterrados durante el invierno, y luego brotan al llegar
la primavera.
En
los animales, el polímero fabricado es el glucógeno, que se almacena en las
células del hígado y los músculos.
Tanto
en el almidón como en el glucógeno, cuando el individuo necesita energía, las
glucosas se separan entre sí (se hidrolizan) y los monosacáridos libres están
disponibles para ser utilizados por las células del individuo.
Químicamente,
la amilosa y la amilopectina del almidón, así como el glucógeno de los
animales, están formados por la misma molécula: la glucosa. Difieren entre sí
por la forma en que se unen los monosacáridos, ya que en química, las
propiedades de una molécula no dependen solamente de los átomos que la
componen, sino también de la forma en que estos se unen entre sí.
En
la figura 9 se muestra un esquema de la amilosa y la amilopectina. La primera
es lineal, pero en el espacio adopta una forma helicoidal; en tanto que la
amilopectina es ramificada, pues se observa que de una cadena lineal, sale otra
cadena del mismo tipo. El glucógeno también es ramificado, pero no por eso es
igual a la amilopectina, ya que presenta mayor número de ramificaciones.
Figura 1. Amilosa (lineal con forma
helicoidal), amilopectina (ramificado)
Figura 2. Glucógeno
Celulosa.
Este
polisacárido también está formado por glucosas, y es lineal. No obstante, no
tiene las mismas propiedades que la amilosa. Esto se debe a que las uniones
entre los monómeros no son iguales, aunque el resultado sea una molécula
lineal.
Los diferentes tipos de unión que se dan entre los monómeros en la amilosa y la celulosa, tienen consecuencias en la digestión de estos polisacáridos por parte de los humanos.
Cuando
una persona ingiere polisacáridos, sus enzimas del tubo digestivo rompe los
enlaces glucosídicos dando monosacáridos libres que pasan a la sangre y luego a
las células. Pero esto no ocurre con la celulosa, porque el hombre no tiene
enzimas capaces de romper sus enlaces. Esto significa que la celulosa no es un
alimento para el hombre, pero sí para otros animales que sean capaces de
digerirla, como los herbívoros.
En
cuanto a la función, la celulosa es un polisacárido estructural, ya que forma
parte de las paredes de las células vegetales. Las células vegetales fabrican
celulosa (entre otros polisacáridos) que forman haces, y estos se unen en
fibras que, a su vez, forman un entramado a modo de pared por fuera de la
membrana plasmática. Esta pared proporciona protección mecánica y sostén a la
célula. En las plantas leñosas, las moléculas de celulosa junto con otros
polisacáridos, forman la corteza.
Figura 3. Los polímeros de celulosa
forman haces de fibras que, a su vez, forman un entramado a modo de red. Junto
con otras moléculas, constituyen la pared celular de las células vegetales.
Quitina.
La
quitina es un polisacárido lineal formado por monómeros de
N-acetil-glucosamina, que no es más que una molécula de glucosa modificada. La
quitina también tiene una función estructural, ya que forma parte del
exoesqueleto de los insectos y de la pared celular de los hongos.
Trabajo de Introducción a la Química
Luego de la lectura del texto responde:
1) 1 ¿Cómo almacenan las plantas y los
animales la glucosa que obtienen de más, una vez que forman los polímeros? ¿En qué estructuras lo hacen y qué nombre
reciben dichos polímeros?
2) 2¿Cómo pueden utilizar los
organismos el almidón o el glucógeno reservado para la obtención de energía?
3) 3¿Por qué se considera que la
celulosa no es un alimento para el hombre?
4) 4¿Qué es la quitina y qué función
tiene?
TRABAJO
Nº8
LÍPIDOS
Los lípidos son biomoléculas orgánicas que incluyen
sustancias muy heterogéneas (diferentes), tanto desde el punto de vista
funcional (energética, vitaminas, hormonas…) como estructural (estructuras
químicas diferentes). Son como un cajón de sastre donde metemos sustancias muy
variadas que tienen en común su insolubilidad o poca solubilidad en agua.
Químicamente los lípidos están constituidos por C, H y
O (igual que glúcidos) y en múltiples ocasiones también P y S. A diferencia de
los glúcidos, la cantidad de O en estos compuestos es muy inferior en
proporción a la cantidad de C e H, circunstancia que determina sus propiedades
(insolubilidad o poca solubilidad en agua) y los diferencia de otros
compuestos.
Propiedades
Los lípidos son sustancias untuosas al tacto,
escasamente solubles en agua y son solubles en disolventes apolares orgánicos
como éter, cloroformo, benceno o xileno.
Funciones
Entre sus funciones destacan:
- Estructural: en todas las células, los
lípidos son los componentes mayoritarios de las membranas.
- Energética: algunos lípidos son eficientes
reservas de almacenamiento de energía, ya que a diferencia de los glúcidos, los
lípidos se almacenan deshidratados, ocupando menos volumen y además,
aportan más del doble de energía que los
glúcidos (9 kcal/g vs 4 kcal/g).
- Biocatalizadora: algunos lípidos son
vitaminas (vitaminas A, D, E y K). Como muchas vitaminas son coenzimas
necesarias para el metabolismo celular, los lípidos tienen función
catalizadora.
- Hormonal: algunas hormonas como las sexuales
(testosterona, estrógeno y progesterona) son de naturaleza lipídica.
Clasificación
Los lípidos se clasifican según su estructura
molecular en saponificables e insaponificables, los primeros a su vez se pueden
clasificar en simples y complejos.
- Lípidos
saponificables: son aquellos lípidos que contienen en su molécula
ácidos grasos. Estos lípidos, cuando se les somete a una hidrólisis alcalina (con
KOH o con NaOH) forman jabones, a esta reacción se le llama saponificación. Los
lípidos saponificables se pueden dividir en simples si están formados únicamente por C, H y O o complejos si contienen otro tipo de
átomos como P o moléculas no lipídicas como un glúcido.
Las grasas o acilglicéridos y las ceras (estas
últimas no entran para
- Lípidos
insaponificables: no contienen ácidos grasos y por tanto, no dan
reacciones de saponificación. Son los terpenos o isoprenoides y los esteroides.
.
Actividad
Luego de la lectura del texto responde:
- ¿Qué son los
lípidos?
- ¿Cómo están
constituidos?
- ¿Cuáles son
sus propiedades?
- ¿Qué funciones
tienen? Explica cada una.
- ¿Cómo se
clasifican? Explica cada caso.
TRABAJO Nº9
ÁCIDOS GRASOS
Los ácidos grasos son largas cadenas hidrocarbonadas que poseen un
grupo carboxilo. Su fórmula es CH3-(CH2)n-COOH,
posee un número par de átomos de carbono y n oscila generalmente entre
- Ácidos grasos saturados:
no contienen dobles enlaces en su cadena hidrocarbonada y suelen ser sólidos a
temperatura ambiente, abundan en las grasas animales (nata de la leche, manteca
de cerdo, tocino…) aunque los aceites vegetales de palma y coco son también
ricos en ácidos grasos saturados. Uno de los más comunes es el ácido esteárico
de 18 carbonos y el palmítico de 16 carbonos.
- Ácidos grasos insaturados:
presentan uno o más dobles enlaces en su cadena hidrocarbonada, llamándose
monoinsaturados y poliinsaturados, respectivamente. Suelen ser líquidos a
temperatura ambiente y son abundantes en lípidos saponificables de origen
vegetal aunque el pescado es también rico en ácidos grasos insaturados. De los
monoinsaturados el más importante es el ácido oleico con un doble enlace
situado entre los carbonos 9 y 10, con 18 carbonos en total. Los dobles enlaces
originan lo que se conoce como codo,
es decir, a causa del doble enlace la cadena hidrocarbonada sufre un giro.
Algunos ácidos grasos poliinsaturados como el omega 3 son esenciales, es decir, que nuestro
cuerpo no puede sintetizarlos, por lo que debemos ingerirlos en la dieta (antiguamente
se conocían como vitamina F). Los ácidos grasos esenciales más conocidos son:
linoleico, a-linolénico y
araquidónico.
Propiedades químicas de los ácidos grasos
Los ácidos grasos son anfipáticos (poseen en su estructura molecular
una parte polar y otra apolar). La zona polar se corresponde con el grupo
carboxilo (-COOH) que tiene carácter hidrófilo, pudiendo establecer enlaces por
puente de H con otras moléculas polares. La zona apolar es la cadena
hidrocarbonada, de carácter hidrófobo e interacciona mediante atracciones de
Van der Waals con otras cadenas hidrocarbonadas de ácidos grasos adyacentes.
Por ser anfipáticos, los ácidos grasos pueden formar en disolución bicapas,
monocapas o micelas.
El grado de insaturación y la longitud de la cadena hidrocarbonada
determinan el punto de fusión. El punto de fusión aumenta con la longitud de la
cadena ya que las interacciones de Van der Waals con otras cadenas
hidrocarbonadas se incrementan. Sin embargo, la presencia de dobles enlaces
origina codos en las moléculas que favorecen la disminución del punto de fusión
por reducir el número de interacciones de Van der Waals con otras cadenas
hidrocarbonadas.
La insolubilidad en agua aumenta con la longitud de la cadena debido a
que la parte apolar y los enlaces de Van der Waals son mayores.
GRASAS O ACILGLICÉRIDOS
Son lípidos saponificables simples formados por un trialcohol llamado
glicerina (propanotriol) unida a 1, 2 o 3 ácidos grasos llamándose mono-, di- y
triglicérido, respectivamente (también mono-, di- y triacilglicérido). La unión
de cada ácido graso a la glicerina se realiza mediante enlace éster, por lo que
la reacción se llama esterificación.
Por cada enlace éster formado se libera una molécula de agua.
Las grasas son lípidos saponificables, ya que están formadas por
ácidos grasos y por eso, se puede realizar con ellas la reacción de saponificación, que consiste en que
mediante hidrólisis alcalina (usando hidróxido de sodio o hidróxido de potasio:
NAOH y KOH, respectivamente) se obtienen jabones a partir de los ácidos grasos.
En los seres vivos la hidrólisis de las grasas se produce por unas
enzimas llamadas lipasas y no dan jabones, sino ácidos grasos y glicerina y el
proceso se denomina hidrólisis.
Las grasas de origen vegetal (excepto aceites de coco y palma)
contienen en su mayoría ácidos grasos insaturados, por lo que son líquidos a
temperatura ambiente (recuerda que el punto de fusión es menor en los ácidos
grasos insaturados) y se denominan grasas
insaturadas. Las grasas de origen animal (y los aceites de coco y palma)
contienen en su mayoría ácidos grasos saturados, por lo que son sólidas a
temperatura ambiente (recuerda que el punto de fusión es mayor en los ácidos
grasos saturados) y se denominan grasas
saturadas.
¿Por qué las grasas vegetales suelen ser líquidas a temperatura
ambiente como el aceite de oliva o el aceite de girasol?
Localización de las grasas
Las grasas vegetales abundan en las semillas como girasol, maiz, soja…
y en algunos frutos como la aceituna, también en los frutos secos (cacahuetes,
nueces…). Las grasas animales se localizan en el tejido adiposo, en el interior
de unas células llamadas adipocitos; abundan en mantequilla, tocino, queso,
nata de la leche…
Funciones de las grasas
Su principal función es la de reserva energética, al ser insolubles en
agua se almacenan sin estar hidratadas, a diferencia de lo que sucede en
glúcidos, por tanto, las grasas ocupan mucho menos volumen y peso (el agua pesa
mucho) al almacenarse en los organismos. Además, un gramo de lípidos aporta 9
kilocalorías, mientras que un glúcido solo 4 Kcal/g obteniéndose mayor energía
con las grasas. Por estas dos razones: aporta más energía y ocupa menos
volumen, los animales que pasan largo tiempo sin alimentarse como los que
hibernan, las aves migratorias… acumulan grandes reservas de grasa.
Otra función es la de aislante térmico y protección, ya que, bajo la
piel se acumula grasa formando el panículo adiposo, el cuál está muy
desarrollado en animales de clima frío como focas y pingüinos, evitando la
pérdida de calor corporal hacia el exterior a través de la piel. Muchos órganos
vitales como los riñones se encuentran rodeados de grasa que les protege de los
golpes.
Actividad
Luego de la lectura del texto responde:
- ¿Qué son los ácidos
grasos?
- ¿Cómo se clasifican?
Explica.
- ¿Cuáles son sus
propiedades químicas?
- ¿Qué son las grasas o
acilgicéridos?
- ¿Dónde se localizan
las grasas?
- ¿Qué funciones tienen
las grasas?
- Explica en qué consiste el proceso de saponificación.
TRABAJO
Nº10
LAS PROTEÍNAS
1. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS Y CLASIFICACIÓN
Las proteínas son biomoléculas orgánicas formadas
por C, H, O y N siempre y además pueden llevar S, P, Fe, Cu, Mg, etc.
Las proteínas representan el 50% del peso en seco
de un ser humano. Son las macromoléculas que mayor número de funciones
realizan. Se forman por la unión de aminoácidos mediante enlace peptídico.
Según el número de aminoácidos se clasifican en:
1.
Oligopéptidos con menos de 12 aminoácidos
2.
Polipéptidos con más de 12 y menos de 60.
3.
Proteínas con más de 60.
La diversidad de las proteínas se debe tanto al
número y tipo de aminoácidos como al orden de estos en la cadena. Como se
conocen 20 aminoácidos corrientes distintos, con n aminoácidos se pueden
obtener 20 n secuencias distintas.
La selección natural se ha encargado de elegir
las funcionales y eliminar las que no son útiles. No hay ninguna proteína
esencial, aunque si algunos aminoácidos.
2. AMINOÁCIDOS: ESTRUCTURA
Y PROPIEDADES
Son biomoléculas que llevan en su carbono 1 un
grupo carboxilo, un grupo amino, un H y un radical “R”, (por el cual se distinguen).
Los cuatro se sitúan en los vértices de un tetraedro en el que el carbono se
situaría en el centro.
Son
sólidos, cristalinos, con alto punto de fusión, solubles en agua, poseen
actividad óptica y comportamiento anfótero.
Los aminoácidos esenciales son: Valina, Leucina,
Isoleucina, Metionina, Fenilalanina, Treonina, Triptófano y Lisina. La Arginina
e Histidina son esenciales solo para los lactantes y niños de corta edad.
La clasificación de los aminoácidos se realiza
según sea el grupo R.
·
No polares
·
Polares sin
carga a pH 7
·
Ácidos con
carga negativa a pH 7
·
Básicos con
carga + a pH 7
3.
LOS PÉPTIDOS Y LAS PROTEÍNAS: PROPIEDADES QUÍMICAS Y ESTRUCTURALES
Los
péptidos y las proteínas se forman por la unión de aminoácidos mediante enlace
peptídico.
Los
péptidos se nombran según el número de aminoácidos en: dipéptido, tripéptido,
etc.
El
enlace peptídico es un enlace covalente formado entre el grupo carboxilo de un
aminoácido y el grupo amino del siguiente. Es un enlace rígido, con dimensiones
y propiedades entre un enlace simple y uno doble. Esto se debe al efecto de
resonancia y hace que los elementos que están unidos al enlace peptídico se
encuentren en el mismo plano.
La
estructura de las proteínas puede ser de cuatro tipos:
PRIMARIA: Informa de la secuencia de aminoácidos. La función va a depender de
esta secuencia pero no es real.
SECUNDARIA: Es la disposición en el espacio de la estructura primaria. Esta
disposición puede ser de tres tipos:
α - hélice: Se produce al girar los planos donde se encuentra el enlace
peptídico.
α - laminar: Se produce por la interacción entre polipéptidos lineales situados
de forma paralela o antiparalela.
Hélice del colágeno: Es un tipo especial de hélice en la que se encuentran gran cantidad
de aminoácidos que no forman enlaces por puentes de hidrógeno como la prolina y
la hidroxiprolina. El resultado es un alargamiento de la hélice. Para formar
una molécula de colágeno se necesitan tres hélices.
TERCIARIA: Se produce cuando coexiste la αhélice y la α- laminar en la misma
proteína. Esta estructura se mantiene debido
a la existencia de aminoácidos que interrumpen la estructura secundaria, los
radicales hidrófilos tenderán a salir hacia el medio y los hidrófobos a
alejarse, los restos S-H son capaces de formar puentes disulfuro S-S y a que
las cargas de algunos aminoácidos hace que se atraigan o repelan.
Siempre la misma secuencia inicial y el las
mismas condiciones del medio forma la misma conformación tridimensional, que es
la más estable y a la que se denomina estado nativo.
CUATERNARIA: Se produce por la asociación de varias cadenas polipeptídicas
mediante enlaces de tipo débil.
Las proteínas poseen las siguientes propiedades
importantes:
Solubilidad: Depende del tamaño y de la forma de la
molécula, de la disposición de los radicales, del contenido en electrolitos y
del pH del medio. Su gran tamaño hace que formen coloides que son estables
debido a los puentes de hidrógeno que se producen con las moléculas de agua.
Desnaturalización: Cuando a las proteínas se las somete a cambios
en el pH, concentración salina del medio o temperatura, la proteína pierde su
estructura y puede precipitar, dejando de ser soluble. Se dice que la proteína
se ha desnaturalizado. Estos cambios no afectan a los enlaces peptídicos y por
tanto si las condiciones del medio se recuperan la proteína puede
renaturalizarse, aunque esto no siempre es posible.
Especificidad: Las proteínas son específicas de cada especie.
Dos proteínas que realicen la misma función en dos seres vivos distintos,
varían en algunos aminoácidos. Si se introducen proteínas de un organismo en
otro se producen rechazos.
4. CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
Se distinguen dos
grupos: HOLOPROTEIDOS: Formadas
sólo por aminoácidos.
HETEROPROTEIDOS: Una parte proteica y otra no
proteica denominada Grupo prostético.
4.1. HOLOPROTEIDOS:
GLOBULARES: Solubles en agua y disolventes polares. Forma
más o menos esférica. Actividad biológica grande.
Tipos:
·
Albúminas: Reserva principal del organismo. Regulan la presión
osmótica
·
Globulinas: Elevado peso molecular hasta 1.000.000. Forman
parte de la hemoglobina y los anticuerpos.
·
Histonas: Se encuentran asociadas a los
ácidos nucleicos.
FILAMENTOSAS: Insolubles
en agua. Estructura alargada
tipo a o b. Resistentes a los
enzimas proteolíticos.
Tipos:
·
Colágeno: Formados por tres
cadenas ricas en prolina, hidroxiprolina y glicina. Se encuentran en el tejido
cartilaginoso, conjuntivo y óseo.
·
Elastinas: hélice. Se encuentran en pulmones y
arterias.
·
Queratinas: laminar. En
formaciones epidérmicas como el pelo, uñas, plumas etc.
4.2. HETEROPROTEIDOS: Se clasifican
según el grupo prostético.
·
CROMOPROTEIDOS: llevan un pigmento como la hemoglobina, mioglobina o
hemicianina.
·
GLUCOPROTEÍNAS: llevan un glúcido unido covalentemente, como en algunas
hormonas, inmunoglobulinas y mucoproteínas.
·
LIPOPROTEÍNAS: llevan lípidos como los quilomicrones, VLDL, LDL y HDL.
·
NUCLEOPROTEÍNAS: son las que se unen a los ácidos nucleicos.
·
FOSOPROTEÍNAS: llevan ácido fosfórico como la caseína y la vitelina.
5. FUNCIONES
GENERALES DE LAS PROTEÍNAS
Estructural: A nivel celular: Glucoproteínas de
la membrana, de los microtúbulos del citoesqueleto, de los cilios, flagelos y
las histonas de los ácidos nucleicos. A
nivel histológico se pueden citar las queratinas, las elastinas y el colágeno.
Transporte: Las permeasas de la membrana, la
hemoglobina, la transferrina, las lipoproteínas etc.
Enzimática: Es posiblemente la función mas
importante.
Hormonal: Insulina, tiroxina, hormona del
crecimiento, etc.
Defensa: Las inmunoglobulinas o anticuerpos,
la trombina y el fibrinógeno, las mucinas, así como los antibióticos.
Contráctil: La actina y la miosina.
Reserva: Ovoalbumina, la caseína, etc.
Homeostática: Regulan el pH y la presión osmótica.
Actividad
Luego de la lectura del texto responde:
- ¿Qué son las proteínas?
- ¿Cómo se forman? Y en
consecuencia, ¿cómo se clasifican?
- ¿Qué son los aminoácidos? ¿Qué características tienen?
- ¿Qué es el enlace polipeptídico?
- ¿Cómo pueden ser las estructuras de las proteínas? Explica
brevemente cada una.
- ¿Qué propiedades tienen las proteínas? Explica cada una.
- Menciona cómo es la clasificación de las proteínas.
- Menciona y explica las funciones de las proteínas.
