IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS
La importancia de la fotosíntesis para la supervivencia de todos los
seres vivos se advierte en la capacidad de este proceso para convertir una
fuente de energía renovable y limpia, como la luz, en energía química útil para
los mecanismos biológicos de todas las formas de vida.
Sin las plantas, la vida que conocemos no existiría en nuestro planeta.
Las plantas verdes juegan un papel principal en las siguientes áreas:
Gases atmosféricos
Durante la fotosíntesis las plantas absorben dióxido de carbono y emiten
oxígeno, como una respiración a la inversa. Sin la actuación de la fotosíntesis
en las plantas verdes no habría forma de reemplazar todo el oxígeno que es
consumido en procesos como la respiración y la combustión. Además, los niveles
del dióxido de carbono en la atmósfera se incrementarían. Por lo tanto, el
equilibrio de los gases atmosféricos se mantiene de forma establece gracias a
la fotosíntesis.
Comida
Las plantas verdes también son llamadas productores debido a que
producen su propia comida de las materias primas que hay alrededor de ellas a
través de la fotosíntesis. Los animales y los humanos son consumidores y todo
lo que comen directa o indirectamente proviene de las plantas. La comida que
obtiene la mayor parte de la población del mundo procede en más de un 80% de
las plantas, como por ejemplo el arroz, las patatas, el trigo, el maíz, entre
otros. La fuente restante procede de animales, que en su mayoría se alimentan
de las plantas. De esta forma el ciclo de la vida siempre comienza gracias a
ellas. (Dibujo 5).
Dibujo 5. El ciclo de la energía
comienza en las plantas gracias a la fotosíntesis, luego pasa al resto de
seres
vivos tras su consumición.
Ropa
Muchas plantas tienen células largas y delgadas, con gruesas paredes
celulares. Estas propiedades permiten que las células formen fibras, por lo que
pueden ser hiladas y tejidas en las fábricas. Algunos ejemplos incluyen la
planta del algodón y la planta del lino. (Dibujo 6)
Dibujo 6.
Planta de lino y planta de algodón.
Medicina
Las plantas contienen un amplio rango de químicos que son extraídos y
utilizados en la producción de medicinas. La droga de la aspirina, utilizada
para aliviar el dolor y reducir la coagulación de la sangre en los pacientes
que padecen del corazón, es derivada del ácido salicílico, un químico extraído
de la corteza del sauce. Analgésicos mucho más fuertes como la morfina y la
codeína son producidos por el opio, la savia seca derivada de las semillas de la
planta de la amapola. (Dibujo 7).
Dibujo 7 Las
plantas tienen multitud de propiedades curativas, utilizadas para crear
fármacos
Hasta la fecha el número de plantas probadas con propiedades medicinales
es de miles. Pero aún quedan un montón de plantas por probar, incluyendo
especies procedentes de las selvas tropicales. Las propiedades medicinales
desconocidas de estas especies de plantas añaden la importancia de proteger
hábitats naturales como las selvas.
Madera
La madera se utiliza como material de construcción, un combustible para
la combustión y en la fabricación de papel procedente de los árboles.
Pesticidas
Muchas plantas producen químicos
como un mecanismo de defensa para protegerse contra los ataques de las plagas.
Estos químicos pueden ser extraídos de las plantas para producir pesticidas
naturales para proteger los cultivos y las plantas.
LOS
HIDROCARBUROS
Son los derivados del carbono más sencillos. Resultan únicamente de la
unión de átomos de carbono con átomos de hidrógeno y de átomos de carbono entre
sí formando cadenas que pueden ser abiertas o cerradas y cuyos “eslabones”
pueden estar unidos por enlaces simples o por enlaces múltiples.
De esta manera podemos clasificar los hidrocarburos de acuerdo con el
tipo de cadena y el tipo de enlace. Según la cadena se clasifican en alifáticos
que corresponden a los compuestos de cadena abierta como se indica en la
figura, en la cual los átomos de carbono son de color gris y los de hidrógeno
de color blanco.
Los hidrocarburos de cadena cerrada, se caracterizan por que tienen una
forma geométrica determinada en la cual en cada vértice existe un átomo de
carbono e hidrógeno. En estos compuestos se encuentran los alicíclicos y los
aromáticos.
ALCANOS
Son compuestos orgánicos del carbono que presentan
únicamente enlaces simples.El compuesto más sencillo de la serie de los alcanos
es el metano, de fórmula CH4, el cual es un combustible gaseoso que constituye
el principal componente del gas natural. Además, se incluyen en esta serie el
etano (C2H6), propano (C3H8) y
butano (C4H10).
Los hidrocarburos como el metano,
etano, propano y butano normales son gases a temperatura ambiente; desde el
pentano (C5H12) al hexadecano (C16H34)
son líquidos; desde el C16H34 (n-hexadecano) en adelante,
son sólidos. Los alcanos son incoloros, y, generalmente, sin olor (el metano y
algunos compuestos superiores poseen un ligero olor). Son prácticamente
insolubles en agua. Los puntos de ebullición, y de fusión, la viscosidad y la
densidad, en general aumentan cuando se incrementa la masa molar del compuesto
En las minas de carbón el gas metano suele formar mezclas explosivas con
el aire, y se le da el nombre de gas grisú. El peligro del gas grisú no sólo se
debe a los efectos mecánicos y térmicos de la explosión, sino también al
enrarecimiento del aire por escasez de oxígeno (asfixia), y además, por la
formación del monóxido de carbono (CO) que es altamente tóxico.
Los alcanos arden en el aire con llama no muy luminosa y produciendo
dióxido de carbono y agua. Por ejemplo, Alejandro Volta, físico italiano
(1745-1827), descubrió el metano en 1778 y Berthelot lo sintetizó a partir de
acetileno e hidrógeno en caliente y posteriormente hizo pasar esta mezcla a
través de otra mezcla compuesta de sulfuro de hidrógeno y sulfuro de carbono
sobre cobre al rojo. (Dibujo 8 y Dibujo 9).
Dibujo 8 El metano conocido
vulgarmente como el gas de los pantanos y aguas
estancadas.
Dibujo 9. Balón de gas licuado el cual
puede ser propano o butano.
El metano es apreciado como combustible y para producir cloruro de
hidrógeno, amoníaco, etino y formaldehído. El metano constituye gran parte de
la atmósfera de los grandes planetas Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
ALQUENOS
Los hidrocarburos alquenos, u olefinas, se llaman así porque entre dos
átomos de carbono vecinos existe un doble enlace; incluso puede que un
compuesto posea más de un enlace doble. Los alquenos se consideran como
isómeros de los cicloalcanos.
Los alquenos tales como eteno, propeno y buteno son gases a temperatura
y presión normales. Los siguientes alquenos, que van desde C5H10
hasta C15H30, son líquidos y los superiores a C15H30
son sólidos. Por lo general, el punto de ebullición, de fusión, la viscosidad y
la densidad aumentan a medida que se incrementa la masa molar de los alquenos.
Los alquenos son incoloros, muy ligeramente solubles en agua, pero el etileno
tiene un suave olor.
Algunos ejemplos de aplicaciones de los alquenos son los siguientes:
1.
El dicloruro de
etileno (1,2-dicloroetano) se emplea como disolvente en la manufactura de
insecticidas.
2.
El etileno, en
presencia de trazas de oxígeno y catalizador. Se obtiene el producto que
corresponde al polietileno (la unidad base de etileno se repite por centenares
de veces), el cual es un plástico altamente resistente a los ataques de
diversos reactivos químicos. Se utiliza como materia prima en artículos para la
electricidad y fabricación de accesorios de electrodomésticos.
3.
El etileno también
se emplea como anestésico en cirugía, y en gran escala para la maduración de
frutas, como limones, manzanas, naranjas, plátanos, entre otros. También, el
etileno exhibe propiedades semejantes a las hormonas, acelerando el crecimiento
de varios tubérculos, por ejemplo, la papa.
4.
El butadieno se usa
para la obtención de caucho sintético. También, se utiliza en la obtención de
otros productos para la fabricación de productos de moldeados, calzado,
adhesivos, selladores, esponjas, espumas expandibles y alfombras de piso. En la
industria automotriz y aeronáutica se emplea para las mangueras de combustible
y manipulación de hidrocarburos, sellos y arandelas, mientras que en la industria nuclear se destina para
fabricar guantes de protección. (Dibujo 10).
Dibujo 10. A.- Uno de los artículos en
los que es empleado el polietileno como materia
prima. B.- En la fabricación de los
neumáticos de los automóviles son utilizados diversos
materiales de tipo orgánico. C.- El
crecimiento de varios tubérculos, por ejemplo, la papa.
D.- Aplicación de insecticidas en
plantación de lechugas.
ALQUINOS
Los alquinos se representan por la fórmula general CnH2n-2.
La presencia de un triple enlace entre dos átomos de carbono implica
forzosamente, la pérdida de dos átomos de hidrógeno en la fórmula general (CnH2n)
de los alquenos, es decir, la pérdida de cuatro átomos de hidrógeno en la
fórmula general (CnH2n+2) de los alcanos.
Entre ellos tenemos etino, propino, butino.
Los tres primeros alquinos son gases; los demás son líquidos o sólidos.
A medida que se incrementa la masa molar de los alquinos aumenta la densidad,
el punto de fusión y el punto de ebullición en los compuestos.
Por término general, son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus
propiedades físicas son muy semejantes a las de los alquenos y alcanos. Son
insolubles en agua, pero se disuelven en los disolventes orgánicos de baja
polaridad, como el eterdietílico, benceno, tetracloruro de carbono, entre
otros.
El alquino más utilizado y conocido es el acetileno, y sus propiedades
químicas son las siguientes:
a)
Es un buen
combustible, y arde en el aire con flama muy luminosa, por lo que se usó mucho
como manantial de luz (lámparas de acetileno).
b)
Su combustión
desarrolla mucho calor, y cuando arde en oxígeno (soplete oxiacetilénico)
produce elevadas temperaturas, por lo cual se emplea frecuentemente en faenas
de soldaduras y en cortes de láminas de acero, como chapas de blindaje, hasta
de 23 cm de espesor. (Dibujo 11).
Dibujo 11. Soldadura en la que se
combina oxígeno y acetileno, para producir
elevadas temperaturas.
HIDROCARBUROS ARÓMATICOS
Los compuestos que contienen, por lo general,
anillos cerrados de átomos de carbono, se llaman hidrocarburos aromáticos.
Originalmente el término estaba restringido a un producto del alquitrán
mineral, el benceno, y a sus derivados, pero actualmente incluye casi la mitad
de todos los compuestos orgánicos. Antiguamente, el alquitrán de hulla era la
única fuente para la obtención de hidrocarburos aromáticos. Sin embargo,
durante la Segunda Guerra Mundial, Alemania se enfrentó al corte de los
suministros de las fuentes de petróleo y de gas natural. Debido a ello su
industria química creció enormemente pues al no disponer de petróleo, tuvo que desarrollar
sus procesos a partir de etino (acetileno).
GRUPOS FUNCIONALES
Los compuestos orgánicos tienen
diferentes propiedades, que se deben a la presencia de grupos de algunos átomos
tales como cloro, oxígeno o nitrógeno, que le dan ciertas características.
Estos grupos reciben el nombre de grupos funcionales y determinan la mayoría de
las propiedades químicas de los compuestos. Me centraré en los alcoholes,
éteres, cetonas, ácidos carboxílicos y derivados. (Dibujo 12).
Dibujo 12. Muchos grupos orgánicos
funcionales están presentes en productos de consumo
diario.
ALCOHOLES
Los compuestos orgánicos que contienen uno o más
grupos hidroxilos (OH-) se denominan alcoholes y fenoles. El grupo
hidroxilo (OH-) es considerado el grupo funcional de la molécula de un alcohol.
Dicha denominación se utiliza comúnmente para designar un alcohol específico;
por ejemplo, el alcohol etílico o etanol, cuya fórmula es la siguiente (CH3CH2OH);
y fenol (C6H5OH). Estos son ejemplos de compuestos
hidrocarburos no saturados (hidrocarburo aromático).
Los alcoholes son subproductos
normales de la digestión y de los procesos químicos en el interior de las
células, y se encuentran en los tejidos y fluidos de animales y plantas.
Características de algunos alcoholes más comunes
Metanol
El alcohol de madera, alcohol metílico o metanol, de fórmula CH3OH,
es el más simple de los alcoholes. Se preparaba por destilación destructiva de
la madera, pero hoy en día casi todo es de origen sintético. Al ser ingerido en
forma líquida o inhalado en vapor, el metanol puede resultar peligroso. Se
utiliza para desnaturalizar alcohol etílico, como anticongelante y, además,
como disolvente para gomas y lacas.
Etanol
El alcohol etílico o etanol, conocido como el alcohol de vino, de
fórmula global C2H5OH, es un líquido transparente e
incoloro, con sabor a quemado y un olor agradable característico. Es el alcohol
que se encuentra en bebidas como la cerveza, el vino y el brandy, entre otros.
También, debido a su bajo punto de congelación, ha sido empleado como fluido en
termómetros para medir temperaturas inferiores al punto de congelación del
mercurio, -40 °C, y como anticongelante en radiadores de automóviles.
Cabe destacar los numerosos productos químicos que se obtienen del
etanol, por ejemplo, el butadieno, utilizado en la fabricación de caucho
sintético, y el cloroetano, un anestésico local. Es un disolvente eficaz de un gran número de
sustancias, y se utiliza en la elaboración de perfumes, lacas, celuloides y
explosivos. Las disoluciones alcohólicas de sustancias no volátiles se
denominan tinturas. Si la disolución es volátil recibe el nombre de espíritu.
Los alcoholes superiores, de mayor masa molar que el etanol, tienen
diversas aplicaciones tanto específicas como generales: el butanol se usa como
base para perfumes y fijadores.
La mayoría del etanol no está destinado al consumo humano.
FENOLES
Es importante saber que el fenol es
un germicida y desinfectante, el cual fue utilizado a mediados del siglo XIX
como antiséptico. Hoy en día, hay una gran variedad de fenoles que son menos
tóxicos y más eficaces. También, el fenol es la materia prima para preparación
de la conocida aspirina: en una primera etapa se sintetiza el ácido salicílico
y a partir del ácido se obtiene la aspirina, la cual constituye hoy en día un
medicamento eficaz en la prevención y tratamiento de las enfermedades
cardiovasculares y cerebrovasculares.
ALDEHIDOS Y CETONAS
Los aldehídos y las cetonas tienen
una amplia aplicación tanto como reactivos y disolventes así como su empleo en
la fabricación de telas, perfumes, plásticos y en la medicina. En la naturaleza
se encuentran ampliamente distribuidos como proteínas, carbohidratos y ácidos
nucleicos, tanto en el reino animal como vegetal.
La cetona que mayor aplicación
industrial tiene es la acetona (propanona) la cual se utiliza como disolvente
para lacas y resinas, sin embargo, su mayor consumo está en la producción del
plexiglás, y se emplea también en la elaboración de resinas epoxi y
poliuretano. Otras cetonas industriales son la metil etil cetona (MEK, siglas
en inglés) y la ciclohexanona, que además de utilizarse como disolvente, se usa
para la obtención de la caprolactama que es un monómero en la fabricación del
Nylon 6 y, también, por oxidación da el ácido adípico que se emplea para
fabricar el Nylon 66.
El metanal, formalina o formaldehido
se utiliza en la elaboración de uno de los llamados plásticos técnicos que se
emplean fundamentalmente en la sustitución de piezas metálicas en automóviles,
maquinaria, fontanería así como para cubiertas resistentes a los choques en la
manufactura de aparatos eléctricos. Estos plásticos reciben el nombre de POM
(polioximetileno) y plantas.
También, el
formaldehído es uno de los compuestos orgánicos básicos más importantes de la
industria química. Se utiliza en la producción de diversos productos, desde
medicamentos hasta la melamina, la baquelita entre otros. Antiguamente se
utilizaba una disolución del 35% de formaldehído en agua como desinfectante. En
la actualidad se lo utiliza para la conservación de muestras biológicas y
cadáveres frescos, generalmente en una dilución al 5% en agua. Otro uso es la
fabricación de textiles libres de arrugas o desarrugados. En éstas el contenido
en metanal libre podía alcanzar hasta el 2% del peso total del textil como es
en la mayoría de los casos en otros no. Actualmente se ha bajado el contenido y
si supera el 0,15% éste debe ser declarado en la etiqueta con la recomendación
de lavar la prenda antes de usarla, debido a su gran toxicidad al combinarse
con átomos ionizados negativamente libres en el ambiente bajo C.N.P.T
(condiciones normales de presión y temperatura). Aún se utiliza como
conservante en la formulación de algunos cosméticos y productos de higiene
personal como champús, cremas para baño.
ÉTERES
Los éteres alquílicos son
líquidos de bajo punto de ebullición, y se utilizan como disolventes. Se
inflaman rápidamente y son altamente volátiles lo que los hace muy peligrosos;
por eso deben ser usados en un lugar con buena ventilación o bajo campana con
extractor de aire. Los éteres aromáticos son líquidos o sólidos. Desde un punto
de vista químico, los éteres presentan poca reactividad frente a otros
compuestos orgánicos. Por esta razón, no se realizan reacciones a partir de
ellos, sino que solamente se usan como disolventes orgánicos.
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
Se caracterizan porque sus moléculas
tienen el grupo COOH unido a la cadena
Carbonada.
Ejemplos de éstos son la aspirina, vitamina C, ácido láctico (ácido de la
leche) y ácido acético (componente del vinagre). (Dibujo 13).
Dibujo
13. Productos lácteos en los que se encuentra el ácidoláctico, compuesto
importante
en el metabolismo energético
ÉSTERES
Los ésteres son derivados de los ácidos carboxílicos en cuya molécula
está presente el grupo COOR (donde R es una cadena). Estos compuestos son los
responsables de los olores en las frutas, las verduras y los perfumes. Podemos
mencionar los aromas de plátanos, manzanas, naranjas, albaricoques, peras,
piñas y uvas.
El nitrobenceno es un líquido amarillo y su nombre es aceptado por la
IUPAC. Posee un olor a esencia de almendras amargas y su punto de ebullición es
210°C. Actualmente, en el desarrollo y expansión de la industria alimentaria y
farmacológica se obtiene sintéticamente en grandes cantidades para utilizarlos
en diferentes aplicaciones tales como; esencias frutales artificiales,
condimentos, ingredientes de los perfumes.
Es importante indicar algunas aplicaciones industriales. Mencionamos las
siguientes:
1. En la preparación
de lacas, los ésteres se utilizan como disolventes. Los más importantes son:
• El etanoato de amilo (aceite de banana).
• El etanoato de etilo.
• El etanoato de ciclohexanol.
• El ftalato de dibutilo y el fosfato de tricresilo se utilizan como
plastificadores en las lacas.
• El etanoato de amilo se emplea como cebo odorífero (veneno) para la
langosta.
• Los metanoatos son buenos fumigantes.
2. También, los
ésteres tienen usos médicos importantes. Por ejemplo, el nitrito de etilo es
diurético y antipirético. El nitrito de amilo se utiliza en el tratamiento del
asma bronquial, convulsiones epilépticas y como antiespasmódico.
AMINAS
Las aminas alifáticas de baja masa molar son
volátiles y los olores que desprenden son desagradables. El par de electrones
no compartidos de que disponen las aminas les confiere una basicidad y una
reactividad nucleofílica. Los puntos de ebullición en general son altos. La
amina
hexametilendiamina,
en presencia de un ácido dicarboxílico (ácido adípico), reacciona para obtener
una poliamida (especie polimérica) que se conoce como nylon, del cual se pueden
obtener los hilos sintéticos. La anilina y sus derivados se utilizan como
materia prima en la industria de colorantes. (Dibujo 14).
Dibujo 14. Modelos de nylon
Como puede
observarse, la química orgánica tiene una gran importancia en la actualidad.
Esto se
debe al crecimiento de la investigación científica en relación con la síntesis
de una variedad de productos derivados del carbono y que son de gran utilidad
para la vida humana en diferentes actividades tales como: medicina, alimentación,
vivienda, deporte, entre otros. Algunos ejemplos son:
ÁREA AGROQUÍMICA
a)
Fungicida
En la actualidad se ha desarrollado enormemente la química de productos
orgánicos sintéticos para la agricultura. Los productos que se utilizan como
fungicidas, tales como: Carboxin (nombre de fantasía) se usa para controlar los
hongos en cereales.
El ditiocarbonato de sodio (conocido como Naban) se aplica para
controlar el pulgón y el musgo del tomate y de la papa.
El nuevo fungicida, conocido como pirimetanil, actúa efectivamente
contra Botrytis, un grupo de hongos que ataca las frutas y los vegetales.
Botrytis y los hongos eran resistentes a varios productos que anteriormente se
utilizaban.
Los compuestos orgánicos como el dicloruro de etileno, bromuro de
metilo, entre otros, se usan como fumigantes para preparar productos de guarda
y para prevenir las infecciones del suelo.
Recientemente se ha investigado un nuevo producto llamado meteonazol. Es
un traizol de amplio espectro en el que se han obtenido resultados positivos
contra Septoria y el moho en cereales. Los químicos Monsanto han trabajado
sobre MON24000, un fungicida llamado tiazolcarboxanilida que se utiliza para
foliar arroz, para el campo en las cosechas y césped, y para el tratamiento de
semilla en cosechas de cereales y no cereales.
b)
Herbicidas
Estos compuestos se utilizan para controlar el crecimiento de la maleza,
la cual es perjudicial, ya que permite la incorporación de enfermedades y
pestes en las plantas.
Por
ejemplo, algunos derivados clorados de los ácidos carboxílicos se emplean en la
producción de herbicidas, como el Dalapon. También se pude mencionar el ácido
2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) y el ácido 2, 4,5-triclorofenoxiacético (2,
4,5-D).
c) Insecticidas
Debido a la gran variedad de insectos que existen, en el último tiempo
se ha desarrollado la obtención de nuevos insecticidas sintéticos para
controlar la transmisión de enfermedades que puedan provocar las diversas
especies de insectos. También pueden arrasar las cosechas.
Los insecticidas naturales más usados a lo largo de la historia han sido
las piretrinas y la nicotina. En la actualidad se usan como insecticidas
compuestos orgánicos que contienen fósforo, por ejemplo, se conocen el
Diazinón, Malatión y Paratión. Enseguida se ilustra la estructura del Paratión.
ÁREA DE ALIMENTOS
En esta área los productos sintetizados tienen su
origen en el reino animal y vegetal, tales como: edulcorantes, proteínas
vegetales, antioxidantes, vitaminas, entre otros, y la sacarina muy conocida
como edulcorante. También se utiliza el ciclamato.
El benzoato de sodio se emplea en la industria de la alimentación como
conservante en zumos, refrescos, mermeladas.
La mayoría de los alimentos contienen vitaminas incorporadas como
aditivos, tales como: vitaminas A, B1–B12, C, D, E, K, etc. Los antioxidantes
son compuestos orgánicos que se utilizan sobre los radicales y también impiden
que el oxígeno actúe sobre los alimentos. Por ejemplo, los antioxidantes más
utilizados son el ácido cítrico (jugo de limón, pomelo, lima) y el ácido
etilendiaminotetraacético. Otros colorantes comerciales para preservar
alimentos son: el amarillo FD&C Nº 3, el naranja FD&C Nº 1, entre
otros.
ÁREA TEXTIL
En la actualidad la industria textil utiliza una variedad de pigmentos y
colorantes. Por ejemplo: la reacción del ácido 4-nitrotolueno-2-sulfónico en
presencia de una disolución de hidróxido sodio permite obtener el colorante que
se conoce con el nombre amarillo directo 11. Se usa en fibras de celulosa,
algodón, entre otros.
Los colorantes que se utilizan en lana se conocen con los nombres de
violeta cristal y el rojo ácido 138, entre otros.
POLÍMEROS
En la actualidad la industria textil utiliza una variedad de pigmentos y
los polímeros son moléculas gigantes, formadas mediante la unión de muchas
moléculas pequeñas semejantes entre sí llamadas monómeros que contienen dobles
y triples enlaces, los cuales se rompen cuando las moléculas se unen entre sí.
A esto se llama polimerización. Muchos polímeros provienen de sustancias
naturales como la celulosa, polisacárido que se encuentra en las plantas.
El rayón (fibra) es una celulosa regenerada (sintética) tiene
propiedades absorbentes, se usa en distintos tipo de tejidos muy frecuentes en
las ropas que nos son tan comunes. El papel celofán, utilizado para envoltorios
y regalos, también tiene su origen en el xantato de celulosa, conocida como
viscosa.
El teflón es un polímero que se
obtiene a partir del tetrafluoruro de etileno. Se utiliza como aislante,
soportes, cacerolas, sartenes y ollas. Uno de los grandes usos que se le ha
dado es para una permanente "lubricación" de las partes móviles en
las naves espaciales, ya que a la temperatura y condiciones a las que se opera,
el aceite común no sirve.
El cloruro de polivinilo es otro
polímero que se obtiene a partir de cloruro de vinilo CH2=CHCl. Sus principales usos son: impermeables,
conductos, discos de fonógrafos, entre otros.
También el poliestireno es un polímero
y su materia prima corresponde al estireno y se utiliza como accesorio de
plástico transparente y aislante de espuma.
EL PLÁSTICO
El plástico corresponde a un grupo de polímeros sintetizados en su gran
mayoría por el hombre. Los plásticos tienen cualidades que los hacen
extremadamente útiles: son fuertes, fáciles de colorear y limpios. Mantienen el
calor y son aislantes de la electricidad. Hay dos tipos importantes: los
termoplásticos y termoestables. Los termoplásticos incluyen al polietileno, PVC,
nylon y poliestireno. Están formados de moléculas alargadas. Pueden ser
calentados, moldeados y endurecidos una y otra vez. Los termoestables son
brillantes y no se funden. Sus moléculas están unidas en cadenas, son duras, no
pueden ser remodelados; un ejemplo es la baquelita. El primer plástico fue
inventado en 1833.
Las moléculas del polietileno (nombre que se le da al plástico) tienen
hasta 50.000 átomos. Este compuesto además del polipropileno son dos de los
termoplásticos más utilizados en la fabricación de numerosos objetos de uso
común en casa. Se pueden encontrar en forma natural o con aditivos con fibra de
vidrio para darles mayor resistencia y/o rigidez, se pueden colorear
fácilmente. Se destacan productos en juguetería, menajes, aseo y muebles, entre
otros.
LOS POLÍMEROS
INSATURADOS
Las grasas animales y aceites vegetales pertenecen a un grupo llamado
esteres. Los esteres están formados de la mezcla de un ácido orgánico con un
alcohol. Las grasas pueden ser sólidas o líquidas. Son insolubles en agua, pero
solubles en muchos disolventes orgánicos como algún limpiador líquido. Flotan,
ya que son menos densos que el agua y dejan una mancha translúcida en papeles
porosos. Algunas margarinas se anuncian como grasas formadas por polímeros sin
saturar. Esto significa que las moléculas poseen muchos dobles y triples
enlaces, debido a que no tienen suficiente hidrógenos en su estructura. Se
piensa que las grasas formadas por estos polímeros son más saludables y reducen
el riesgo de enfermedades cardíacas. Suelen ser líquidas a 24°C y se conocen
como mantequilla. Añadiendo hidrógeno para reducir los dobles enlaces los hace
sólidos pero saturados.
Como puede verse, al dejar estos
tipos de productos expuestos al aire o al agua, sufren procesos de descomposición,
a los cuales suelen llamárseles rancidez o enranciamento. La acción de las
bacterias también puede derivar en estos procesos de descomposición.
De este modo, los enlaces dobles son atacados por el oxígeno del aire lo
cual conduce al rompimiento de la cadena de carbonos produciéndose compuestos
de mal olor. En la manteca, esta alteración provoca la aparición del ácido
butírico o butanóico, causante del sabor y del olor que toma esta sustancia
cuando se altera. La razón por la cual se sugiere mantener este tipo de
compuestos a temperaturas bajas, es decir, refrigerados, es para evitar dicha
descomposición, la cual también puede darse por acción enzimática.
ÁREA MÉDICA
Como ya lo habíamos adelantado, se ha sintetizado
una gran variedad de fármacos para aliviar dolores y malestares a los seres
humanos y animales. Uno de los remedios más utilizados es ácido
acetilsalicílico más conocido como aspirina. Existen fármacos que actúan como
sustitutos de la aspirina. Por ejemplo, uno de ellos se conoce con el nombre de
acetaminofeno (N-(4-hidroxifenil) acetamida), el cual es un excelente
antipirético y analgésico sin efectos colaterales sobre la mucosa gástrica.
Además, después de haberse
sintetizado la urea y la disponibilidad de bases sintéticas como el benceno,
proveniente como subproducto de la producción petrolera, vino el advenimiento
de una época de enorme cantidad de síntesis de medicamentos, que se extraían
primero de plantas medicinales, se extraía el principio activo, y luego se
sintetizaba para reducir costos de producción, al extremo de que en la
actualidad ya rebasa la cantidad de 5 millones de medicamentos sintetizados
orgánicamente, y se siguen sintetizando, como la nueva vacuna de un laboratorio
de Beijing, para el sida, que se esperaba estuviese lista para finales del año
2008.
Hay medicamentos inorgánicos, pero quizá representen un 0.1% respecto de
los orgánicos.
Y se sigue avanzando, ya existen medicamentos que se ingieren o se
inyectan y son guiados por electromagnetismo hasta el órgano donde deben
depositarse para ser más efectivos.
Ya existen
los nanomedicamentos, la curación de una célula enferma a través de la
inyección de nanomedicamentos previamente encapsulados. En los resultados in
vitro se demostró que el envío magnéticamente guiado de nanocontenedores
personalizados hacia las células tumorales, permitió alcanzar el objetivo con
mayor precisión, incrementando la captación por dichas células de los productos
PDT contenidos en ellos.
El campo magnético aplicado externamente actuó como una especie de
"telemando", dirigiendo a los nanocontenedores al área objetivo en el
cultivo celular. Una vez que era aplicado el campo magnético, la concentración
del medicamento dentro de las células del tumor en el área designada,
aumentaba. Este trabajo de nanomedicina tiene implicaciones de largo alcance
para una variedad de áreas clínicas, incluyendo las enfermedades neurológicas y
las cardíacas.
Según los investigadores, la terapia fotodinámica es uno de los
tratamientos más prometedores contra el cáncer; también se está investigando
como un método de tratamiento para enfermedades cardiovasculares,
dermatológicas y oftalmológicas.
La PDT se aprovecha de la propensión de los tumores a retener
concentraciones más altas de los fármacos fotosensibles que los tejidos
normales. Cuando las células son expuestas a la luz del láser, estos productos
generan moléculas tóxicas que destruyen a las células. Sin duda un gran avance para
el tratamiento de las enfermedades oncológicas.
ÁREA ENERGÉTICA
La combustión de
petróleo, carbón, gas natural o madera, permiten la obtención de energía
aprovechable y de materias primas.
El petróleo es una sustancia aceitosa, oscura, de olor característico y
menos densa que el agua.
Químicamente es, fundamentalmente, una mezcla de hidrocarburos, aunque
contiene también cantidades variables de azufre, nitrógeno y otros elementos.
Formado a partir de microorganismos acuáticos, animales y plantas, se
encuentra empapando calizas y areniscas en formaciones sedimentarias.
El petróleo está formado por miles de compuestos químicos diferentes y
se clasifica en función de su densidad, siendo de mayor calidad cuanto menor
sea su densidad, ya que implica que abundan los hidrocarburos con pocos átomos
de carbono y se puede extraer de él una mayor cantidad de combustibles.
Extraído mediante pozos petrolíferos, el petróleo es una sustancia
básica en la industria moderna. De él se extraen no sólo combustibles, sino
materias primas para la elaboración de detergentes, fibras sintéticas,
plásticos.
INDUSTRIAL QUÍMICA
La química orgánica actualmente experimenta un desarrollo creciente al
compás de los nuevos descubrimientos.
En el aspecto de síntesis, los
avances en el campo de la electroquímica, la fotoquímica y la síntesis
automatizada-combinatoria, abren perspectivas cada vez más interesantes, sobre
todo si se tiene en cuenta que, aunque parezca sorprendente, hasta hace muy
pocos años, los químicos orgánicos han utilizado, como fuente de energía en sus
reacciones, casi exclusivamente el calor.
La determinación de las
estructuras de los compuestos orgánicos, que durante muchos años constituyó un
problema de difícil solución en muchos casos, se simplifica cada día con la
utilización de las nuevas técnicas físico-químicas. Como recientes
descubrimientos en este campo conviene destacar la RMN, la dispersión óptica
rotatoria, la espectrometría de masas.
Enorme importancia industrial de muchos compuestos orgánicos, que
constituyen una de las bases de la economía de los países desarrollados, entre
ellos podemos mencionar: resinas artificiales, gasolina, productos
farmacéuticos, pinturas, tintas, neumáticos, cosméticos, tejidos e insecticidas,
entre otros.
CONCLUSIONES
1.
La química orgánica
es muy importante por ser la rama de la química en la que se estudian los
compuestos del carbono y sus reacciones.
2.
La parte más
trascendental de la química orgánica es la síntesis de moléculas.
3.
Más del 95% de las
sustancias químicas conocidas son compuestos del carbono.
4.
Todos los
compuestos responsables de la vida, son sustancias orgánicas, de allí el
notable baluarte de la química orgánica.
5.
Existe una amplia
gama de sustancias (medicamentos, vitaminas, plásticos, fibras sintéticas y
naturales, hidratos de carbono, proteínas y grasas) formadas por moléculas
orgánicas.
6.
Los químicos
orgánicos determinan la estructura y funciones de las moléculas, estudian sus
reacciones y desarrollan procedimientos para sintetizar compuestos de interés
para mejorar la calidad de vida de las personas y conservar el medio ambiente.
7.
Esta rama de la
química ha afectado profundamente la vida del siglo XX y principio del siglo
XXI, pues, ha perfeccionado los materiales naturales y ha sintetizado
sustancias naturales y artificiales que, a su vez, han mejorado la salud,
aumentado el bienestar y favorecido la utilidad de casi todos los productos
que, en la actualidad, usamos en situaciones que nos son habituales: la ropa
que vestimos, los perfumes y jabones que
usamos, los muebles, el carro, el papel, las pinturas y tintas, los objetos que ornamentan nuestra hogar,
nuestro colegio y que protegen nuestro medio ambiente.
8.
En la naturaleza
todo nos fascina. El mar con su futuro esplendor, las montañas con sus nieves
ternas, los bosques llenos de vida. Y es que toda la naturaleza hace posible la
vida gracias a una sustancia llamada carbono que está presente en diferentes
cantidades y formas. Bajo esta óptica, la química orgánica nos permite
adentrarnos en el misterio fascinante del mundo animal y vegetal y valorar con
respeto todo aquello que nos rodea, intentando dejar la naturaleza mejor que lo
que la encontramos.
BIBLIOGRAFÍA
1.
Azcón-Bieto, J., y
Talón, M. (eds.). Fundamentos de Fisiología Vegetal.
McGraw-Hill-interamericana, Madrid. 2000.
2.
Brown T., Le May H.
E., et, al., en Química la Ciencia Central; Pearson Education, México, D. F., 2004.
3. Clayden J., Greeves N., Warren S., en Organic Chemistry; Oxford
UniversityPress, U.K., 2001.
4.
McMurry J., en
Química Orgánica; Thompson Learning, México, D. F., 2004.
5. Taiz, L. y Zeiger, E. Plant Physiology. Sinauer Associates, Inc.
Sunderland, Massachusetts. 2006.
6.
http:/ / www.
sinorg. uji. es/ Docencia/ QO/ tema7QO. pdf
7.
http:/ / www.
quimicaorganica. org/ problemas-nomenclatura-alquinos/ reglas-iupac. Html
8.
Introducción a la
nomenclatura IUPAC de compuestos orgánicos. (http:/ / www. scribd. com/ doc/
6937763/
9.
Introduccion-a-la-Nomenclatura-IUPAC-de-Compuestos-Organicos)
Eugenio Alvarado. Universidad de Costa Rica.
Solomons G. T. W., en Química
Orgánica; Limusa; segunda edición. México D.F., 2002.
