La chimica organica
Tutte queste sostanze contengono molecole organiche
formate principalmente da carbonio, idrogeno e ossigeno.
la cellulosa
della carta
la cera
delle candele
lo zucchero
il sapone
la benzina
e la plastica
La chimica organica
Il carbonio ha valenza 4:
gli mancano cioè 4 elettroni
per completare l’ottetto esterno.
Ogni atomo di carbonio perciò
può legarsi con quattro altri atomi
(tra cui altri atomi di carbonio)
e in questo modo dare origine
a molecole molto complesse.
Gli idrocarburi
propano
butano
metano
metano
etano
pentano
Gli idrocarburi sono formati da
catene di atomi di carbonio.
esano
In natura gli idrocarburi si trovano
mescolati nel petrolio.
Monomeri e polimeri
Se si uniscono tra loro tante molecole dell’idrocarburo etilene (o etene),
si forma il polietilene, una plastica molto resistente.
monomero
polimero
Le molecole tutte uguali che si uniscono sono chiamate monomeri, mentre
la lunga molecola risultante è chiamata polimero.
Le sostanze idrofobe e idrofile
L’olio è idrofobo, cioè
rifiuta di mescolarsi con
l’acqua (l’olio nell’acqua
non forma una soluzione,
bensì una emulsione).
Il vino invece è idrofilo,
cioè si mescola facilmente
con l’acqua.
Gli alcoli
metanolo
etanolo
glicerolo
Anche gli alcoli sono composti organici
formati da carbonio, idrogeno e ossigeno.
Tutte le molecole degli alcoli hanno gruppi alcolici OH
(evidenziati nella figura) che sono legati agli atomi di carbonio.
Idrocarburi
I combustibili di interesse tecnico e di comune impiego sono i
combustibili fossili gassosi e liquidi costituiti da Idrocarburi (composti
di idrogeno e carbonio) e tracce di elementi/composti inorganici (zolfo,
azoto, ossigeno, metalli, ecc).
Gli idrocarburi si distinguono in alifatici e aromatici.
Gli idrocarburi alifatici si distinguono a loro volta in:
o
idrocarburi saturi, alcani o paraffine, sono idrocarburi con legami
semplici a catena aperta o ciclica (cicloalcani)
o
idrocarburi insaturi sono idrocarburi in cui alcuni dei legami C-C
sono doppi legami (alcheni) e tripli legami (alchini).
FORMULE GENERALI
Alcano R-CH2-CH2-R CnH2n+2
Alchene R-CH=CH-R
CnH2n
Alchino R-C C-R
CnH2n-2
Combustibili Gassosi
I combustibili gassosi fossili sono essenzialmente costituiti da
idrocarburi paraffinici da 1 (metano) fino a 4 atomi di
carbonio (butano).
Gas naturale: metano (CH4), tracce di etano (C2H6), propano
(C3H8).
GPL: propano (C3H8) e butano(C4H10) tracce di etano (C2H6).
IDROCARBURI IN ITALIA…
Nei giacimenti di Villafortuna-Trecate, gli idrocarburi
si trovano in rocce carbonatiche mesozoiche fratturate
a causa di deformazioni alpine sepolte sotto la Pianura
Padana, con uno dei giacimenti di idrocarburi liquidi
più profondo al mondo (6.200 m).
ALCANI CHE CI TRASPORTANO …
Quasi tutti gli alcani possono essere utilizzati come combustibili liquidi o gassosi.
Gli idrocarburi bruciano all’aria dando anidride carbonica e acqua e sviluppando una
notevole quantità di calore, che è il principale prodotto di questa reazione ossidativa.
La reazione di combustione in presenza dell’ossigeno dell’aria non è spontanea a
temperatura ambiente, ma deve essere innescata, ad esempio con una fiamma.
Nella reazione, ogni atomo di carbonio si trasforma in diossido di carbonio e l’idrogeno si
unisce all’ossigeno per formare acqua.
CARBONIO: FONTE DI VITA
Gli zuccheri o carboidrati
Gli zuccheri o carboidrati
sono composti organici
formati da carbonio,
idrogeno e ossigeno.
Negli organismi servono
come riserve energetiche e
strutture di sostegno.
Possono essere:
• monosaccaridi come
il fruttosio e il glucosio
• disaccaridi come
il saccarosio
• polisaccaridi come
l’amido e la cellulosa.
MONOSACCARIDI
CARBOIDRATI>SEMPLICI>MONOSACCARIDI>GLUCOSIO
ENANTIOMERI
MONOSACCARIDE ALDOSO
CARBOIDRATI>SEMPLICI>MONOSACCARIDI>FRUTTOSIO
•Zucchero
semplice monosaccaride simile al
glucosio, e che si differenzia
principalmente da quest'ultimo
poiché di tipo chetoso
anziché aldoso; combinato poi
chimicamente con quest'ultimo,
forma il più noto
disaccaride saccarosio.
CARBOIDRATI>SEMPLICI>MONOSACCARIDI>GALATTOSIO
•Aldoso destrogiro del glucosio, uguale a
esso nella composizione e nella struttura;
l'unica differenza fra i due esosi, è nella
posizione dell'-OH sul C-4.
DISACCARIDI
CARBOIDRATI>SEMPLICI>DISACCARIDI>SACCAROSIO
COSTITUENTI:
Una molecola di α-D-glucosio e una di β-D-fruttosio unite con legame
1,2-glicosidico.
FONTI:
Canna da zucchero e barbabietola da zucchero.
CARBOIDRATI>SEMPLICI>DISACCARIDI>LATTOSIO
COSTITUENTI:
Una molecola β-D-glucosio e una di β-D-galattosio unite con legame
1,4-glicosidico.
FONTI:
Latte e derivati
FOCUS
INTOLLERANZA AL LATTOSIO
Non si tratta di un'allergia, che viene al contrario scatenata, nei soggetti
predisposti, dalle proteine contenute nel latte, ma di una difficoltà, più o
meno accentuata, nella digestione del lattosio, causata dalla mancata
persistenza, in età adulta, dell'enzima lattasi.
CARBOIDRATI>SEMPLICI>DISACCARIDI>MALTOSIO
COSTITUENTI:
Due molecole di α-D-glucosio unite con legame 1,4-glicosidico.
FONTI:
Digestione dell’amido, cereali e malto in germinazione.
POLISACCARIDI
CARBOIDRATI>COMPLESSI>POLISACCARIDI>AMIDO>AMILOSIO
•Funzione di riserva energetica.
CARBOIDRATI>COMPLESSI>POLISACCARIDI>AMIDO>AMILOPECTINA
•Funzione di riserva
energetica.
•Costituisce il restante
80-85% dell’amido.
•Legami: 1,4-glicosidici.
•Ramificazioni: ogni
25-30 unità di glucosio,
legami 1,6-glicosidici.
•Insolubile.
CARBOIDRATI>COMPLESSI>POLISACCARIDI>GLICOGENO
•E’ l’analogo dell’amido nel mondo animale (RISERVA ENERGETICA).
•Omopolimero di α-D-glucosio molto più ramificato dell’amilopectina (Ramificazioni
ogni 10-12 unità di glucosio, può raggiungere una massa molecolare di oltre 5 milioni di
dalton).
•Si trova nel citoplasma delle cellule del fegato e del muscolo
•Solubile
CARBOIDRATI>COMPLESSI>POLISACCARIDI>CELLULOSA
Funzione di struttura (VEGETALE)
Insolubile
Omopolimero costituito da numerose unità
monosaccaridiche di β-D-glucosio unite con legami
1,4-glicosidici.
Legami idrogeno
Si formano fibre molto resistenti
alla trazione che forniscono sostegno alla struttura
della pianta.
CARBOIDRATI>COMPLESSI>POLISACCARIDI>CHITINA
Funzione di struttura (ANIMALE)
Omopolisaccaride costituito da unità di N-acetil-β-D-
glucosammina unite con legami 1,4-glicosidici.
Catene non ramificate che formano robusti fasci che
conferiscono resistenza alla struttura.
