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Las macromoléculas sintéticas son productos de un proceso que podríamos llamarle unión química secuencial entre molécula y molécula, de tal forma que quede una cadena muy larga de hidrocarburos a cuyo proceso se le llama polimerización.
La polimerización consiste en la combinación de moléculas pequeñas de hidrocarburos para obtener moléculas con mayor número de átomos de carbono.
Los polímeros están formados por una unidad fundamental a la que se le llama monómero, el que se repite cientos, miles o millones de veces. Si el monómero es de un solo tipo, las macromoléculas reciben el nombre de polímero y si los monómeros son distintos se les llama copolímeros. Si el monómero se repite dos veces el compuesto se le llama dímero, si se repite tres veces trímero, etc.
Los polímeros sintéticos comenzaron a producirse en 1907 con el compuesto denominado la baquelita (utilizada actualmente para realizar componentes para instalaciones eléctricas, obtenida a partir del fenol y el formaldehído.
Según su mecanismo de polimerización En 1929 Carothers propuso la reacción:
POLÍMEROS DE ADICIÓN
Se realiza añadiendo integramente un monómero con otro hasta formar largas cadenas, sin que exista liberación de alguna otra molécula de baja masa molar.
- Polipropileno
- Poliuretano
- Polioximetalio
- Poliestireno
- Poliuretano
- Polioximetalio
- Poliestireno
POLIURETANO
El poliuretano es un agente químico, ampliamente utilizado en diversos procesos industriales. El poliuretano, es muy usado en fabricación de pinturas sintéticas, destacándose, la de los automóviles. Las cuales logran una alta adherencia al metal y gran resistencia a la inclemencia del tiempo. Ya sea en verano o en invierno. También es utilizado en la fabricación de espumas. Incluso en la fabricación de paneles aislantes, para cámaras frigoríficas. SINTESIS DEL POLIURETANO
Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemolítica:
-
- Iniciación: CH2=CHCl + catalizador ⇒ •CH2–CHCl•
- Propagación o crecimiento: 2 •CH2–CHCl• ⇒ •CH2–CHCl–CH2–CHCl•
- Terminación: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.
Los polímetros de condensación son el resultado de la polimerización entre moléculas de diferentes grupos funcionales, que al reaccionar se desprende una molécula pequeña generalmente de agua; por ejemplo en la obtención del acetato de etilo es el resultado de la reacción entre el ácido acético (vinagre) y el etano.
- Los Homopolímeros.
- Polietilenglicol
- Siliconas
- Los Copolímeros.
- Baquelitas.
- Poliésteres.
- Poliamidas.
TIPOS DE MACROMOLÉCULAS SINTÉTICAS
PLASTICOS
El término plástico en su significación más general, se aplica a las sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido concreto, nombra ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
- Son sustancias químicas sintéticas.
- De estructura macromolecular.
- Agrupaciones de monómeros unidos mediante un proceso químico llamado polimerización.
Los polímeros sintéticos habitualmente llamados plásticos, son en realidad materiales sintéticos que pueden alcanzar el estado plástico, esto es cuando el material se encuentra viscoso o fluido, y no tiene propiedades de resistencia a esfuerzos mecánicos.
- Resistencia a la degradación ambiental y biológica.
- Fáciles de trabajar y moldear.
- Poseen baja densidad.
- Buenos aislantes eléctricos.
- Buenos aislantes térmicos.
- Resistentes a la corrosión.
CODIFICACIÓN DE PLÁSTICOS
Existe una gran variedad de plásticos y para clasificarlos, existe un sistema de codificación que se muestra en la Tabla 1. Los productos llevan una marca que consiste en el símbolo internacional de reciclado
con el código correspondiente en medio según el material específico.| Tipo de plástico: | Polietileno Tereftalato | Polietileno de alta densidad | Policloruro de vinilo | Polietileno de baja densidad | Polipropileno | Poliestireno | Otros |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Acrónimo | PET | PEAD/ PEHD | PVC | PEBD/ PELD | PP | PS | Otros |
| Código 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
FIBRAS SINTÉTICAS
Existen tres tipos de fibras sintéticas: las primeras proceden de una sustancia conocida como celulosa, que se encuentra en las plantas; la segunda procede principalmente del petróleo y la tercera se obtiene a partir de minerales.FIBRAS DE CELULOSA
Se elaboran con la celulosa extraída de la pulpa.No se trata de una fibra sintética, sino de una fibra artificial, cuya diferencia entre una fibra sintética es que se obtiene de una fibra vegetal, misma que se somete a un proceso químico, mismo que cambia las características naturales del vegetal del que se extrajo.
FIBRAS PLASTICAS
El poliuretano (PUR) es un polímero que se obtiene mediante condensación de di-bases hidroxílicas combinadas con disocianatos. Los poliuretanos se clasifican en dos grupos, definidos por su estructura química, diferenciados por su comportamiento frente a la temperatura. De esta manera pueden ser de dos tipos: termoestables o termoplásticos (poliuretano termoplástico, según si degradan antes de fluir o si fluyen antes de degradarse, respectivamente).
Es posible obtener fibras a partir de plásticos, fundiéndolos o disolviéndolos y después haciendo pasar el líquido resultante a presión a través de una hilera, para que se solidifique en finas hebras.
FIBRAS DE ORIGEN MINERAL
Las fibras de vidrio se consiguen fundiendo vidrio en un horno a propósito, provisto de muchos agujeros minúsculos. El vidrio fundido pasa a través de los orificios y posteriormente se solidifica en finas barritas de la longitud deseada.
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CARBOHIDRATOS
ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS CARBOHIDRATOS
PROTEÍNAS
El nombre proteína proviene de la palabra griega πρωτεῖος ("proteios"), que significa "primario" o del dios Proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria.
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria.
1.- el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tienen azufre.
2.- los puentes de hidrógeno.
3.- los puentes eléctricos.
4.- las interacciones hidrófobas
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
Los carbohidratos o sacaridos (del griego σάκχαρον que significa "azúcar") se presentan en forma de azúcares, almidones y fibras. Son nuestra principal fuente de energia, claros ejemplos son el pan, pastas, papas, dulces, cereales, galletas y pasteles, todas las frutas y todos los vegetales asi como todas las formas de azucar son carbohidratos.
El término "hidrato de carbono" o "carbohidrato" es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua.
CARACTERÍSTICAS QUIMICAS
- Son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno.
- Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía.
- Reaccionan fácilmente a los halógenos.
- Forman un número alto de sustancias, aproximadamente 2 millones.
- El enlace fundamental es el covalente.
- Presentan isomería.
- El carbono presenta los tres tipos de hibridación
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
- Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional aldehido.
- Son sensibles al calor.
- Se utilizan como espesantes, gelificantes, crioprotectores, emulsificantes, humectantes, edulcorantes, estabilizantes.
- General son insolubles en agua.
- Solubles en solventes orgánicos (no polares).
- Sus reacciones son lentas.
- Su combustión produce CO2+H2O
ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS CARBOHIDRATOSSu fórmula general es (CH2O)n, aún asi la estructura química de los carbohidratos dependerá del tipo de azúcar de que se trate.
Monosacáridos
- Poseen 4, 5, 6 carbonos.
- Estos sacáridos se distinguen por la orientación de los grupos hidroxilos (-OH). Esto le brinda propiedades químicas y organolépticas especiales.
- Dentro de los monosacáridos pueden encontrarse los de forma lineal y los de forma anular. La fructosa es un ejemplo de ellos.
Disacáridos
- Dentro de este grupo encontramos la sacarosa, maltosa o lactosa. Estos se forman por la unión de diferentes monosacáridos, los cuales se encuentran unidos en carbonos específicos de cada molécula.
Polisacáridos
- Estos representan la fuente de reserva de hidratos de carbono simples. Son estructuras más complejas formadas por varias uniones de diferentes sacáridos. Por ejemplo el almidón es una mezcla de amilasa y amilopectina, pero a su vez la amilasa posee entre 200 a 20.000 unidades de glucosa que se despliegan en forma de hélix.
- Dentro de este grupo también se puede mencionar a la celulosa, un polímero de cadenas largas sin ramificaciones de B-D-Glucosa, la cual presenta estructuras rígidas
PROTEÍNAS
El nombre proteína proviene de la palabra griega πρωτεῖος ("proteios"), que significa "primario" o del dios Proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar.CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
- Están formadas por aminoácidos.
- Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los genes que las codifican.
- Todas las proteínas tienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y casi todas poseen también azufre.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
- Son imprescindibles para el crecimiento del organismo.
- Son las biomoléculas más versátiles y más diversas.
- Están formadas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros).
La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria.
La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria.
Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.
La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.
Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:1.- el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tienen azufre.
2.- los puentes de hidrógeno.
3.- los puentes eléctricos.
4.- las interacciones hidrófobas
Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero.
El número de protómeros varía desde dos, como en la hexoquinasa; cuatro, como en la hemoglobina, o muchos, como la cápsida del virus de la poliomielitis, que consta de sesenta unidades proteicas.
LÍPIDOS
Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
- Algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno.
- Unos están formados por cadenas alifáticas saturadas o insaturadas.
- Algunos tienen anillos aromáticos.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
- Son hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en solventes orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el cloroformo.
- Lípidos saponificables (ácidos grasos)
- Simples
- Complejos
Fosfolípidos
- Fosfoglicéridos
- Fosfoensfingolípidos
Glucolípidos
- Cerebrósidos
- Gangliósidos - Lípidos insaponificables (sin ácidos grasos)
Terpenoides
Esteroides
Eicosanoides
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Todas las cosas estan formadas por diminutas partículas llamadas moléculas. Una molécula contiene las mismas propiedades químicas y físicas de la sustancia de la cual proviene. Una macromolécula es una molécula muy grande formada de pequeñas unidades estucturales enlasadas entre sí. En Química las macromoléculas estan agrupadas en 2 grandes grupos: las naturales y las sintéticas.
SINTETICOS
OTRAS CLASIFICACIONES
Según su estructura molecular
Naturales
- Caucho
- Polisacáridos (almidón - celulosa)
- Proteínas
- Ácidos nucleicos
- Carbohidratos
- Lípidos
Artificiales
- Plásticos
- Fibras textiles sintéticas
- Poliuretano
- Polietileno
- Cloruro de polivilino (PVC)
- Politetrafluoroetileno
OTRAS CLASIFICACIONES
Según su estructura molecular
- Lineales
- Ramificados
Según su composición
- Homopolímeros: un monómero.
- Copolímeros: dos o más monómeros.
Por su comportamiento ante el calor
- Termoplásticos: se reblandecen al calentar y recuperan sus propiedades al enfriar.
- Termoestables: se endurecen al ser enfriados de nuevo por formar nuevos enlaces.
