LA CHIMICA NASCOSTA NELLA VITA QUOTIDIANA

lo zucchero il sapone

la benzina e la plastica

la cellulosa della carta

la cera delle candele

La chimica organica

Tutte queste sostanze contengono molecole organiche formate principalmente da carbonio, idrogeno e ossigeno.

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

Gli idrocarburi sono formati dacatene di atomi di carbonio.

metano

metano etano

In natura gli idrocarburi si trovano mescolati nel petrolio.

propanobutano

pentano esano

Monomeri e polimeri

Se si uniscono tra loro tante molecole dell’idrocarburo etilene (o etene),si forma il polietilene, una plastica molto resistente.

Le molecole tutte uguali che si uniscono sono chiamate monomeri, mentre la lunga molecola risultante è chiamata

polimero.

monomeropolimero

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

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.

metanolo etanolo glicerolo

I combustibili di interesse tecnico e di comune impiego sono icombustibili fossili gassosi e liquidi costituiti da Idrocarburi (compostidi 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 legamisemplici 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 GENERALIAlcano R-CH2-CH2-R CnH2n+2Alchene R-CH=CH-R CnH2nAlchino R-C C-R CnH2n-2

Idrocarburi

Combustibili GassosiI combustibili gassosi fossili sono essenzialmente costituiti

daidrocarburi paraffinici da 1 (metano) fino a 4 atomi dicarbonio (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).

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.

    

ALCANI CHE CI TRASPORTANO …

CARBONIO: FONTE DI VITAGli 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>GLUCOSIOENANTIOMERI 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 legame1,4-glicosidico.FONTI:Latte e derivatiFOCUS INTOLLERANZA AL LATTOSIONon 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

Funzione di struttura (VEGETALE)InsolubileOmopolimero 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>CELLULOSA

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.

CARBOIDRATI>COMPLESSI>POLISACCARIDI>CHITINA