Se caracterizan por estar formados por un conjunto de átomos unidos entre sí mediante enlaces covalentes carbono-carbono, denominado grupo carboxilo, que cuando se unen a otros elementos como hidrógeno, oxígeno o nitrógeno, integran una infinidad de compuestos diferentes
Estos ácidos se clasifican de acuerdo a la cantidad de grupos carboxilos que posea cada átomo:
- Monocarboxílicos, una molécula contiene un solo grupo carboxilo, como por ejemplo el ácido fórmico, acético, palmítico, esteárico, valérico.
- Dicarboxílicos, cada átomo incluye dos grupos carboxilos, entre ellos están el ácido oxálico, malónico, glutárico, adípico, pimélico, subérico, sebácico.
- Tricarboxílicos o policarboxílicos, una misma partícula dispone de tres grupos carboxilos, prototipo de ello son el ácido cítrico, aconítico, tricarbalítico.
Propiedades de los ácidos carboxílicos.
Las cualidades que caracterizan a las ácidos carboxílicos son las siguientes:
- La estructura molecular se presenta en forma trigonal plana.
- Generalmente son sólidos y contienen más de ocho átomos de carbono, al menos que posean doble enlace, lo que impide una formación compacta.
- A medida que aumenta la cadena de carbono disminuyen su solubilidad en agua, en este sentido, cuando pasan de diez átomos de carbono son insolubles, contrariamente, son muy disolubles en alcoholes, debido a que forman enlaces de hidrógeno.
- El comportamiento químico de estos ácidos está determinado por el grupo carboxilo.
- Aunque el olor es el característico de cada ácido, a mayor cantidad de carbonos este disminuye.
- Con el grupo hidroxilo generan hidrógeno ácido y se comportan como bases sobre el oxígeno carbonílico.
- Poseen un punto de ebullición superior al de los alcoholes, cetonas o aldehídos, debido a la fuerte presencia del hidrógeno.
- Reaccionan con álcalis originando sales sódicas, que se emplean para hacer jabones.
- Cuando responden a alcoholes dan lugar a ésteres, compuestos que generan una gran cantidad de fragancias afrutadas.
- Unidos a un ácido orgánico pierden agua produciendo anhídridos, que causan el efecto de efervescencia en las bebidas de cola.
- Se convierten en cloruros de ácido al contacto con el cloruro de tionilo y oxalilo formando subproductos gaseosos.
- Forman alcoholes primarios en su aleación con el hidruro de litio y aluminio.
- Las propiedades de fusión también varían de acuerdo a la cantidad de moléculas de carbonos, que a partir de seis átomos empieza a ser irregular
Nomenclatura
Los ácidos carboxílicos se nombran con la ayuda de la terminación –oico o –ico que se une al nombre del hidrocarburo de referencia y anteponiendo la palabra ácido:
Ejemplo
CH3-CH2-CH3 propano CH3-CH2-COOH Ácido propanoico (propan + oico)
En el sistema IUPAC los nombres de los ácidos carboxílicos se forman reemplazando la terminación “o” de los alcanos por “oico”, y anteponiendo la palabra ácido.
El esqueleto de los ácidos alcanoicos se enumera asignando el N° 1 al carbono carboxílico y continuando por la cadena más larga que incluya el grupo COOH.
En el grupo funcional carboxilo coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (-C=O). Se puede representar como -COOH ó -CO2H.
Propiedades físicas
Solubilidad: El grupo carboxilo –COOH confiere carácter polar a los ácidos y permite la formación de puentes de hidrógeno entre la molécula de ácido carboxílico y la molécula de agua. La presencia de dos átomos de oxígeno en el grupo carboxilo hace posible que dos moléculas de ácido se unan entre sí por puente de hidrógeno doble, formando un dímero cíclico.
Esto hace que los primeros cuatro ácidos monocarboxílicos alifáticos sean líquidos completamente solubles en agua. La solubilidad disminuye a medida que aumenta el número de átomos de carbono. A partir del ácido dodecanóico o ácido láurico los ácidos carboxílicos son sólidos blandos insolubles en agua.
En los ácidos aromáticos monocarboxílicos, la relación carbono-carbono es de 6:1 lo que provoca que la solubilidad se vea disminuida con respecto a los ácidos monocarboxílicos alifáticos.
Los ácidos carboxílicos son solubles en solventes menos polares, tales como éter, alcohol, benceno, etc. Los ácidos carboxílicos hierven a temperaturas aún más altas que los alcoholes. Estos puntos de ebullición tan elevados se deben a que un par de moléculas del ácido carboxílico se mantienen unidas no por un puente de hidrógeno sino por dos. Los olores de los ácidos alifáticos inferiores progresan desde los fuertes e irritantes del fórmico y del acético hasta los abiertamente desagradables del butírico, valeriánico y caproico; los ácidos superiores tienen muy poco olor debido a sus bajas volatilidades.
Punto de ebullición: Los ácidos carboxílicos presentan puntos de ebullición elevados debido a la presencia de doble puente de hidrógeno.
Punto de fusión: El punto de fusión varía según el número de carbonos, siendo más elevado el de los ácidos fórmico y acético, al compararlos con los ácidos propiónico, butírico y valérico de 3, 4 y 5 carbonos, respectivamente. Después de 6 carbonos el punto de fusión se eleva de manera irregular.
Esto se debe a que el aumento del número de átomos de carbono interfiere en la asociación entre las moléculas. Los ácidos monocarboxílicos aromáticos son sólidos cristalinos con puntos de fusión altos respecto a los ácidos alifáticos.
Los ácidos fórmico y acético (1, 2 carbonos) son líquidos de olores irritantes. Los ácidos butíricos, valeriano y capróico (4, 5 y 6 carbonos) presentan olores desagradables. Los ácidos con mayor cantidad de carbonos presentan poco olor.
Las sales de los ácidos carboxílicos son sólidos cristalinos no volátiles constituidos por iones positivos y negativos y sus propiedades son las que corresponden a tales estructuras. Las fuerzas electrostáticas considerables que mantienen los iones en el retículo cristalino sólo pueden superarse por un calentamiento a temperatura elevada o por medio de un solvente muy polar. La temperatura requerida es tan alta que, antes de lograrla, se rompen enlaces carbono−carbono y se descompone la molécula, lo que sucede generalmente entre los 300−400°C. Raras veces es útil un punto de descomposición para la identificación de una substancia, puesto que, generalmente, refleja la rapidez del calentamiento que la identidad del compuesto.
Una base fuerte puede desprotonar completamente en un ácido carboxílico. Los productos son el ión carboxilato, el catión que queda de la base, y agua. La combinación de un ión carboxilato y un catión constituyen la sal de un ácido carboxílico.
Propiedades químicas
El comportamiento químico de los ácidos carboxílicos está determinado por el grupo carboxilo -COOH. Esta función consta de un grupo carbonilo (C=O) y de un hidroxilo (-OH). Donde el -OH es el que sufre casi todas las reacciones: pérdida de protón (H+) o reemplazo del grupo –OH por otro grupo.
Formación de hidrólisis de nitrilos. Los mejores reactivos para convertir los ácidos carboxílicos en cloruros de ácido son el cloruro de tionilo (SOCl2) y el cloruro de oxalilo (COCl)2, porque forman subproductos gaseosos que no contaminan al producto. El cloruro de oxalilo es muy fácil de emplear porque hierve a 62ºC y se evapora de la mezcla de reacción.
Síntesis y empleo de cloruros de ácido. Los ácidos carboxílicos se convierten directamente en ésteres mediante la esterificación de Fischer, al reaccionar con un alcohol con catálisis ácida.
Condensación de los ácidos con los alcoholes. Esterificación de Fischer. El hidruro de litio y aluminio (LiAlH4) reduce los ácidos carboxílicos para formar alcoholes primarios. El aldehído es un intermediario en esta reacción, pero no se puede aislar porque se reduce con mayor facilidad que el ácido original.
Reducción de los ácidos carboxílicos. Un método general para preparar cetonas es la reacción de un ácido carboxílico con 2 equivalentes de un reactivo de organolitio.
Alquilación de los ácidos carboxílicos para formar cetonas
Descarboxilación de los radicales carboxilato
Es una reacción química en la cual un grupo carboxilo es eliminado de un compuesto en forma de dióxido de carbono (CO2).
Los ácidos carboxílicos se pueden convertir en halogenuros de alquilo con pérdida de un átomo de carbono mediante la reacción de Hunsdiecker.
Utilidad en la industria de los ácidos carboxílicos
Los ácidos carboxílicos de mayor aplicación industrial son el ácido acético que se utiliza fundamentalmente para la obtención de acetato de vinilo que se utiliza como monómero para la fabricación de polímeros.
También se utiliza en la producción de acetato de celulosa para la obtención de lacas y películas fotográficas, así como en la fabricación de disolventes de resinas y lacas.
La sal alumínica del ácido acético se emplea como mordiente en tintorería. El ácido fórmico se suele emplear en la industria del curtido al objeto de suavizar las pieles y también en los procesos de tintorería en la industria del curtido. Algunos derivados clorados de los ácidos carboxílicos se emplean en la producción de herbicidas.
El ácido benzoico tiene una amplia utilidad como intermediario de síntesis en muchos procesos orgánicos y algunos de sus ésteres se emplean como plastificantes y en la industria de la perfumería (benzoato de bencilo). El benzoato de sodio se emplea en la industria de la alimentación como conservante (zumos, refrescos, mermeladas, etc.).
Entre los ácidos dicarboxílicos, el ácido propanodioico (ácido malónico) se emplea en la elaboración de medicamentos, plaguicidas y colorantes. El ácido 1-4-butanodioico (ácido succínico) se emplea en la obtención de resinas de poliéster para barnices y el ácido trans-butenodioico (ácido fumárico) se emplea como acidulante en la fabricación de refrescos.
Beneficios y desventajas de los ácidos carboxílicos.
Normalmente los ácidos carboxílicos no tienen un efecto nocivo para la salud del ser humano, debido a que la mayoría de estos componentes provienen de la naturaleza, y como hemos evidenciado, muchos se usan para el consumo humano.
En cuanto a los beneficios de los ácidos carboxílicos encontramos:
IMPACTO AMBIENTAL DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS
ORGANICOS
En la Tierra hay diferentes compuestos de origen inorgánico e orgánico, pero mientras que los compuestos inorgánicos al estar constituidos por sencillas moléculas, generalmente sus constituyentes no suelen desaparecer o cambiar, en el caso de los compuestos orgánicos, cuando se encuentran en la atmósfera, una vez liberados, tienden a oxidarse dando CO2 y agua. También existen casos en los que la sustancia se preserva y no cambia cuando se encuentra en ambientes pobres de oxígeno, como por ejemplo es el caso del petróleo o del carbón.
La estabilidad de estos compuestos orgánicos, es debida a poseer átomos de cloro como sustituyentes, los cuales le confieren gran estabilidad química, pues al tener un gran volumen, éstos hacen que la molécula esté prácticamente cerrada y protegida contra un posible ataque que lo pueda oxidar.
La gran mayoría de este tipo de compuestos, fueron sintetizados e introducidos en el uso cotidiano como plaguicidas, siendo éste el caso de, por ejemplo, los insecticidas DDT, el lindano, aladrín, mirex, endrina, etc. En el caso del hexaclorobenceno, éste fue utilizado como fungicida, y todavía hoy se ve producido a modo de subproducto en la industria y fabricación de algunas sustancias disolventes orgánicos. En el caso de los PCB, o policlorobifenilos, éstos se sintetizaron con la finalidad de usarlos como dieléctricos para transformadores, aceites con gran estabilidad, retrasadores de llama, etc. Muchos de estos compuestos se fabricaron como productos puros, pero generalmente la misma producción y uso, favoreció las mezclas entre ellos, (como por ejemplo los toxafenos), dando de dicho modo, un número mayor de compuestos al medio ambiente.
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos ( HAP), son un grupo de hidrocarburos que en su estructura no tienen átomos de cloro, pero están constituidos por anillos bencénicos que se encuentran fusionados, lo que les confiere gran estabilidad química, pues le confieren propiedades típicas que tienen los contaminantes de tipo persistente. Dichos productos, son producidos generalmente en la combustión (ya sea de automóviles, industrias térmicas, etc.).
Los compuestos orgánicos contaminantes de éste tipo suelen ser además, tóxicos, liposolubles y a menudo volátiles, lo que les permite viajar por la atmósfera, y acumularse en la cadena trófica, provocando efectos indeseables e incluso nocivos para diferentes organismos, aunque vivan alejados de la zona donde se produjo el contaminante en cuestión.
Es precisamente debido a esto que hoy en día, el uso la gran mayoría de compuestos de este tipo están totalmente prohibidos, como deja claro el acuerdo que firmaron los países europeos (Convenio de Estocolmo), en el cual se comprometen a reducir o incluso erradicar las distintas emisiones de compuestos orgánicos contaminantes, así como también, a investigar sobre los aspectos y efectos negativos de dichos compuestos sobre la salud, ya sea humano o del planeta en sí.
En poco más de 60 años después de la introducción y uso de ciertos compuestos orgánicos, se ha tenido que tomar medidas drásticas para intentar erradicarlos del uso debido a su potenciales y preocupantes, efectos negativos.
INORGANICOS
Nomenclaturas de compuestos inorgánicos.
Nomenclatura sistemática
También llamada nomenclatura por numadad o estequiométrica, es el sistema recomendado por la IUPAC. Se basa en nombrar a las sustancias usando prefijos numéricos griegos que indican la atomicidad de cada uno de los elementos presentes en cada molécula. La atomicidad indica el número de átomos de un mismo elemento en una molécula, como por ejemplo el agua con formula H2O, que significa que hay un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno presentes en cada molécula de este compuesto, aunque de manera mas practica, la atomicidad en una fórmula química también se refiere a la proporción de cada elemento en una cantidad determinada de sustancia. En este estudio sobre nomenclatura química es mas conveniente considerar a la atomicidad como el número de átomos de un elemento en una sola molécula. La forma de nombrar los compuestos en este sistema es: prefijo-nombre genérico + prefijo-nombre específico (Véase en la sección otras reglas nombre genérico y específico).
Todo lo que nos rodea, aire, mares, cerros, árboles, etc. son materia y pues esta materia esta conformada por pequeñas unidades discretas llamadas átomos, pero estos no están estáticos, ellos están en movimiento continuo e interactúan de diversas maneras, en esta interacción los átomos se asocian para formar lo que nosotros conocemos como compuestos químicos, que en la actualidad se sabe existen mas de 5 millones de compuestos químicos entre orgánicos e inorgánicos.
Entonces podemos decir que casi todo lo que nos rodea esta conformado por compuestos químicos, en el presente proyecto educativo trataremos de centrarnos en los del tipo inorgánico, pero ¿qué son los compuestos inorgánicos? Los compuestos inorgánicos son asociaciones de átomos de distinta naturaleza y en proporciones fijas, en la cual el carbono, no es el principal elemento.
Estos compuestos químicos están clasificados en cinco familias principales (hidruros, oxido, hidróxido, acido y sal). En nuestra vida diaria de una u otra manera estamos en contacto permanente con ellos es más los manipulamos y hasta los producimos, a veces sin darnos cuenta y otras adrede.
Por ejemplo en nuestra respiración hacemos un intercambio gases consumimos el oxigeno del medio ambiente y eliminamos un tipo de oxido, dióxido de carbono, otro compuesto que fabrica el hombre es el tri hidruro de nitrógeno, más conocido como el amoniaco, quien tiene múltiples usos como en la fabricación de fertilizantes y explosivos.
Como podemos darnos cuenta es imposible no estar en constante interacción con los compuestos inorgánicos, pues muchos de estos son importantes para nuestra salud como el cloruro de sodio que no solo da sabor a nuestras comidas, sino también nos suministra sodio, el cual es importante para el funcionamiento de los nervios y los músculos, pero no siempre los compuestos inorgánicos son beneficiosos estos pueden perjudicarnos cuando se presentan como contaminantes , pero ¿cuando estos compuestos se presentan como contaminantes ? responderemos esta pregunta analizando el ejemplo anterior sabemos que el ingerir cloruro de sodio es importante porque nos suministra sodio en forma de electrolito pero que sucedería si consumiésemos un exceso de ésta sal, entonces tendríamos altos niveles de sodio en nuestro organismo lo que causaría un daño a nuestros riñones y además podríamos sufrir de hipertensión, entonces no es recomendable consumir esta sal en exceso.
Ahora veamos otro ejemplo:
En la naturaleza las concentraciones de oxido de azufre son pequeñas, pero la industria en su producción diaria aumenta la concentración de este oxido, el cual al entrar en contacto con el vapor de agua forma el acido sulfúrico y precipita en forma de lluvia acida, dañando las tierras de cultivo, entonces el añadir compuestos extraños en un lugar puede tener efectos nocivos.
Podemos concluir nuestra respuesta diciendo que los compuestos inorgánicos están como contaminantes cuando se presentan en exceso o como un agente extraño en un determinado ecosistema. En el caso de nuestro proyecto educativo del cual trata de los compuestos inorgánicos en el CAUNE y como estos se presentan en éste.
En una practica de campo con los alumnos de diversas secciones del tercer año, se hizo un recorrido a la parte superior del colegio para identificar diversos compuestos, ahí se pudo apreciar diversos materiales que contaminan y en ellos pudimos reconocer el oxido férrico ( Fe2O3), que estaba en fierros oxidados ,al igual óxidos de aluminio ( Al2O3) que estaban en tapas de ollas que yacían tiradas, también encontramos vidrios compuesto principal es el oxido de silicio ( SiO2) en nuestro recorrido ,también, pudimos apreciar de manera indirecta el monóxido de carbono (CO), el dióxido de carbono (CO2), hidruro de nitrógeno (NH3) . Todos ellos como contaminantes en el lugar donde se encontraban y lo mas grave de estos contaminantes es que la naturaleza tarda mucho en degradarlos por ejemplo el vidrio en forma de botella, la naturaleza tarda cerca de cuatrocientos años en transformarla en sus componentes naturales del suelo, pero no todos los compuestos inorgánicos encontrados en el CAUNE estaban en forma de contaminantes , en nuestro recorrido visitamos el centro de clarificación y desinfección de agua en el cual se pudo apreciar como usan compuestos inorgánicos para la clarificación de agua como la cal viva (CaO), y el sulfato de aluminio (Al2(SO4)3 ) estos sirven como floculantes ,que usan para sedimentar partículas suspendidas en el agua , y reguladores del PH del agua también se observó el tratamiento con otros compuestos como el hipoclorito de calcio (Ca(ClO)2) y el hipoclorito de sodio (NaClO). Los cuales liberan radicales cloro que eliminan bacterias y otros contaminantes del agua.
De todo lo expuesto podemos concluir que las personas están en constante interacción con compuestos inorgánicos y que ellos contaminen o no, depende de cómo se ubiquen en un determinado lugar, y como nosotros lo utilicemos.
Entonces podemos decir que casi todo lo que nos rodea esta conformado por compuestos químicos, en el presente proyecto educativo trataremos de centrarnos en los del tipo inorgánico, pero ¿qué son los compuestos inorgánicos? Los compuestos inorgánicos son asociaciones de átomos de distinta naturaleza y en proporciones fijas, en la cual el carbono, no es el principal elemento.
Estos compuestos químicos están clasificados en cinco familias principales (hidruros, oxido, hidróxido, acido y sal). En nuestra vida diaria de una u otra manera estamos en contacto permanente con ellos es más los manipulamos y hasta los producimos, a veces sin darnos cuenta y otras adrede.
Por ejemplo en nuestra respiración hacemos un intercambio gases consumimos el oxigeno del medio ambiente y eliminamos un tipo de oxido, dióxido de carbono, otro compuesto que fabrica el hombre es el tri hidruro de nitrógeno, más conocido como el amoniaco, quien tiene múltiples usos como en la fabricación de fertilizantes y explosivos.
Como podemos darnos cuenta es imposible no estar en constante interacción con los compuestos inorgánicos, pues muchos de estos son importantes para nuestra salud como el cloruro de sodio que no solo da sabor a nuestras comidas, sino también nos suministra sodio, el cual es importante para el funcionamiento de los nervios y los músculos, pero no siempre los compuestos inorgánicos son beneficiosos estos pueden perjudicarnos cuando se presentan como contaminantes , pero ¿cuando estos compuestos se presentan como contaminantes ? responderemos esta pregunta analizando el ejemplo anterior sabemos que el ingerir cloruro de sodio es importante porque nos suministra sodio en forma de electrolito pero que sucedería si consumiésemos un exceso de ésta sal, entonces tendríamos altos niveles de sodio en nuestro organismo lo que causaría un daño a nuestros riñones y además podríamos sufrir de hipertensión, entonces no es recomendable consumir esta sal en exceso.
Ahora veamos otro ejemplo:
En la naturaleza las concentraciones de oxido de azufre son pequeñas, pero la industria en su producción diaria aumenta la concentración de este oxido, el cual al entrar en contacto con el vapor de agua forma el acido sulfúrico y precipita en forma de lluvia acida, dañando las tierras de cultivo, entonces el añadir compuestos extraños en un lugar puede tener efectos nocivos.
Podemos concluir nuestra respuesta diciendo que los compuestos inorgánicos están como contaminantes cuando se presentan en exceso o como un agente extraño en un determinado ecosistema. En el caso de nuestro proyecto educativo del cual trata de los compuestos inorgánicos en el CAUNE y como estos se presentan en éste.
En una practica de campo con los alumnos de diversas secciones del tercer año, se hizo un recorrido a la parte superior del colegio para identificar diversos compuestos, ahí se pudo apreciar diversos materiales que contaminan y en ellos pudimos reconocer el oxido férrico ( Fe2O3), que estaba en fierros oxidados ,al igual óxidos de aluminio ( Al2O3) que estaban en tapas de ollas que yacían tiradas, también encontramos vidrios compuesto principal es el oxido de silicio ( SiO2) en nuestro recorrido ,también, pudimos apreciar de manera indirecta el monóxido de carbono (CO), el dióxido de carbono (CO2), hidruro de nitrógeno (NH3) . Todos ellos como contaminantes en el lugar donde se encontraban y lo mas grave de estos contaminantes es que la naturaleza tarda mucho en degradarlos por ejemplo el vidrio en forma de botella, la naturaleza tarda cerca de cuatrocientos años en transformarla en sus componentes naturales del suelo, pero no todos los compuestos inorgánicos encontrados en el CAUNE estaban en forma de contaminantes , en nuestro recorrido visitamos el centro de clarificación y desinfección de agua en el cual se pudo apreciar como usan compuestos inorgánicos para la clarificación de agua como la cal viva (CaO), y el sulfato de aluminio (Al2(SO4)3 ) estos sirven como floculantes ,que usan para sedimentar partículas suspendidas en el agua , y reguladores del PH del agua también se observó el tratamiento con otros compuestos como el hipoclorito de calcio (Ca(ClO)2) y el hipoclorito de sodio (NaClO). Los cuales liberan radicales cloro que eliminan bacterias y otros contaminantes del agua.
De todo lo expuesto podemos concluir que las personas están en constante interacción con compuestos inorgánicos y que ellos contaminen o no, depende de cómo se ubiquen en un determinado lugar, y como nosotros lo utilicemos.
INTEGRANTES DEL EQUIPO:
FERNANDO MARIN ANTONIO
ULISES ANTONIO
CESAR
LUIS ALBERTO
