QUIMICA ORGANICA

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    01-Oct-2015
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FUNCIONES BIOCOMBUSTIBLES

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Por qu los biocombustibles son una buena alternativa a los hidrocarburos fosiles, y que desventajas tienen desde el punto de vista energtico?Son importantes porque ayudan a los principales pases consumidores de petrleo a desarrollar fuentes alternas de energa para disminuir su dependencia de los hidrocarburos y, al mismo tiempo, mitigar el calentamiento global a travs de la reduccin de las emisiones de los gases de efecto invernadero

En principio, cambiar las fuentes de energa actuales por otras renovables traera numerosos beneficios econmicos y sociales. La escasez y el aumento de los precios de los combustibles fsiles, el reto del cambio climtico y las oportunidades de desarrollo para el Tercer Mundo por los ingresos econmicos derivados de cultivar materias primas y producir biocombustibles son factores que han contribuido a que se considere a stos como una opcin viable. La produccin a gran escala de biocombustibles ofrece seguridad energtica, especialmente para los pases que carecen de petrleo. Pero incluso algunos pases que cuentan con yacimientos petroleros, pero adems tienen amplias superficies cultivables, como Brasil, tambin producen biocombustibles.Las especies ms usadas para obtener biodiesel son la palma aceitera y la soya. El etanol representa cerca del 90% de la produccin total de biocombustibles y el biodiesel el restoDesde el punto de vista energticoLos costos de la materia prima son elevados y guardan relacin con el precio internacional del petrleo . Dichos costos representan el 70% de los costos totales del biodisel, por lo que este actualmente es un producto relativamente costoso .Por su alto poder solvente, se recomienda almacenar el biodisel en tanques limpios; si esto no se hace, los motores podran ser contaminados con impurezas provenientes de los tanquesEl contenido energtico del biodisel es algo menor que el del disel (12% menor en peso u 8% en volumen), por lo que su consumo es ligeramente mayorEl biodisel de baja calidad (con un bajo nmero de cetano) puede incrementar las emisiones de NOx (xidos de nitrgeno), pero si el nmero de cetano es mayor que 68, las emisiones de NOx seran iguales o menores que las provenientes del disel fsil .

Cantidad de Energa: Los biocombustibles tienen menos cantidad de energa, por lo que se necesita ms material para producir la misma energa que la gasolina.Contaminacin en la Produccin: Muchos estudios se han hecho que muestran que si bien no contaminan a la hora de ser quemados, hay fuertes indicaciones que el proceso de crearlo contamina mucho.Precio de la Comida: Se dice que la demanda de cultivos para la fabricacin del combustible podra afectar los precios de los alimentos.Uso de Agua: Se necesitan grandes cantidades de agua para regar los campos para cultivar el producto necesario.

Qumica de los esteres

Los Esteresson compuestos que se forman por la unin de cidos conalcoholes, generando agua como subproducto.

Como se ve en el ejemplo, el hidroxilo del cido se combina con el hidrgeno del radical hidroxilo del alcohol.Nomenclatura: Se nombran como si fuera una sal, con la terminacin ato luego del nombre del cido seguido por el nombre del radical alcohlico con el que reacciona dicho cido.Los steres se pueden clasificar en dos tipos:steres inorgnicos: Son los que derivan de un alcohol y de un cido inorgnico. Por ejemplo:

steres orgnicos: Son los que tienen un alcohol y un cido orgnico. Como ejemplo basta ver el etanoato de propilo expuesto arriba.Otro criterio o forma de clasificarlos es segn el tipo de cido orgnico que se uso en su formacin. Es decir, si se trata de un cido aliftico o aromtico. Aromticos son los derivados de los anillos bencnicos como se ha explicado anteriormente. Para los alifticos hacemos alusin nuevamente al etanoato de propilo anteriormente expuesto.Al proceso de formacin de un ster a partir de un cido y un alcohol se lo denomina esterificacin. Pero al proceso inverso, o sea, a la hidrlisis del ster para regenerar nuevamente el cido y el alcohol se lo nombra saponificacin. Este trmino como veremos es tambin usado para explicar la obtencin de jabones a partir de las grasas.Obtencin de steres:Veremos algunos de los mtodos ms usados.Lossteresse preparan combinando un cido orgnico con un alcohol. Se utiliza cido sulfrico como agente deshidratante. Esto sirve para ir eliminando el agua que se forma y de esta manera hacer que la reaccin tienda su equilibrio hacia la derecha, es decir, hacia la formacin del ster.

Combinando anhdridos con alcoholes.

Propiedades fsicas:Los que son de bajo peso molecular son lquidos voltiles de olor agradable. Son las responsables de los olores de ciertas frutas.Lossteressuperiores son slidos cristalinos, inodoros. Solubles en solventes orgnicos e insolubles en agua. Son menos densos que el agua.Propiedades Qumicas:Hidrlisis cida:Ante el calor, se descomponen regenerando el alcohol y el cido correspondiente. Se usa un exceso de agua para inclinar esta vez la reaccin hacia la derecha. Como se menciono es la inversa de la esterificacin.Hidrlisis en medio alcalino:En este caso se usan hidrxidos fuertes para atacar al ster, y de esta manera regenerar el alcohol. Y se forma la sal del cido orgnico.

Usos de los steres:Citaremos algunas. La mejor aplicacin es utilizarlo en esencias para dulces y bebidas ya que se hallan de forma natural en las frutas. Otros para preparar perfumes. Otros como antispticos, como el cloruro de etilo.

CARBOHIDRATOSLos carbohidratos son compuestos que contienen cantidades grandes de grupos hidroxilo. Los carbohidratos ms simples contienen una molcula de aldehdo (a estos se los llama polihidroxialdehidos) o una cetona (polihidroxicetonas). Tolos los carbohidratos pueden clasificarse como monosacridos, oliosacridos o polisacradidos. Un oligosacrido est hecho por 2 a 10 unidades de monosacridos unidas por uniones glucosdicas. Los polisacridos son mucho ms grandes y contienen cientos de unidades de unidades de monosacridos. La presencia de los grupos hidroxilo permite a los carbohidratos interactuar con el medio acuoso y participar en la formacin de uniones de hidrogeno, tanto dentro de sus cadenas como entre cadenas de polisacridos. Derivados de carbohidratos pueden tener compuestos nitrogenados, fosfatos, y de azufre. Los carbohidratos pueden combinarse con los lpidos para formarglucolpidoso con las protenas para formarglicoprotenas.Clasificacin de los Carbohidratos# de CarbonosNombre de la CategoraEjemplos relevantes

3TriosaGliceraldehido, dihidroxiacetona

4TetrosaEritrosa

5PentosaRibosa, ribulosa, xilulosa

6HexosaGlucosa, galactosa, manosa, fructosa

7HeptosaSeudoheptulosa

9Nanosacido neuramnico, tambin llamado acido silico

Los aldehdos y las cetonas de los carbohidratos de 5 y 6 carbonos reaccionaran espontneamente con grupos de alcohol presentes en los carbonos de alrededor para producir hemiacetales o hemicetales intramoleculares, respectivamente. El resultado es la formacin de anillos de 5 o 6 miembros. Debido a que las estructuras de anillo de 5 miembros se parecen a la molcula orgnicafurn, los derivados con esta estructura se llamanfuranosas. Aquellos con anillos de 6 miembros se parecen a la molcula orgnicapirany se llamanpiranosas.Tales estructuras pueden ser representadas por los diagramasFisheroHaword. La numeracin de los carbonos en los carbohidratos procede desde el carbono carbonilo, para las aldosas, o a partir del carbn ms cercano al carbonil, para las cetosas.

Proyeccin cclica de Fischer de la -D-glucosaProyeccin de Haworth de la -D-glucosa

Los anillos pueden abrirse y cerrarse, permitiendo que exista rotacin alrededor del carbn que tiene el carbonilo reactante produciendo dos configuraciones distintas (a y b) de los hemiacetal y hemicetal. El carbono alrededor del cual ocurre esta rotacin es elcarbono anomricoy las dos formas se llaman anmeros. Los carbohidratos pueden cambiar espontneamente entre las configuraciones a y b: un proceso conocido comomuta rotacin. Cuando son representados en la proyeccin Fischer, la configuracin a coloca al hidroxilo unido al carbn anomrico hacia la derecha, hacia el anillo. Cuando son representados en la configuracin Haworth, la configuracin a coloca al hidroxilo hacia abajo.Las relaciones espaciales de los tomos de las estructuras de anillo furanos y piranosa se describen ms correctamente por las dos conformaciones identificadas como forma de silla y forma de bote. La forma de silla es la ms estable de las dos. Los constituyentes del anillo que se proyectan sobre o debajo del plano del anillo son axiales y aquellos que se proyectan paralelas al plano son ecuatoriales. En la conformacin de silla, la orientacin del grupo hidroxilo en relacin al carbn anomrico de la -D-glucosa es axial y ecuatorial en la -D-glucosa.

DisacridosSucrosaLas uniones covalentes entre el hidroxilo anomrico de un azcar cclico y el hidroxilo de un segundo azcar (o de otro compuesto que tenga alcohol) se llaman unionesglucosdicas, y las molculas resultantes son los glucsidos. La unin de dos monosacridos para formar disacridos involucra una unin glucosdica. Varios disacridos con importancia fisiolgica incluyen la sucrosa, lactosa, y maltosa.Sucrosa: prevalerte en el azcar de caa y de remolacha, esta compuesta de glucosa y fructosa unidas por un -(1,2)--enlace glucosdico.

Lactosa: se encuentra exclusivamente en la leche de mamferos y consiste de galactosa y glucosa en una -(1,4)-enlace glucosdico.

Maltosa: el principal producto de degradacin del almidn, esta compuesta de dos monmeros de glucosa en una -(1,4)-enlace glucosdico.

PolisacridosLa mayora de carbohidratos que se encuentran en la naturaleza ocurren en la forma de polmeros de alto peso molecular llamadospolisacridos. Los bloques monomricos para construir los polisacridos pueden ser muy variados; en todos los casos, de todas maner