BANCO DE TALLER # 1 Asignatura: QUÍMICA Periodo: 4 Docentes: ELVER ANTONIO RIVAS CÓRDOBA Y BEATRIZ ELENA RESTREPO ZAPATA Grados: 11.1, 11.2 y 11.3 Tipo de actividad: Banco de taller X Fecha de ejecución: ____________________ Explica y comprende los aspectos que constituyen el fundamento de la química como ciencia: El lenguaje de la química y estados de agregación de la materia. Indicadores de desempeño INSTRUCCIONES 1. Lea atentamente el texto 2. Realizar un resumen del taller 3 .Desarrollar los ejercicios de aplicación CONTENIDO NITRILOS O CIANUROS: Son compuestos orgánicos análogos al H-CN (cianuro de hidrógeno o ácido cianhídrico) se les da el nombre genérico de nitrilos o cianuros. Hay varios sistemas de nomenclatura para esos compuestos, los más comunes son: A) Añadir el sufijo -nitrilo al nombre del hidrocarburo de igual número de carbonos; B) Considerarlo como un dericado del HCN (cianuro de ......). Por ejemplo: etanonitrilo cianuro de metilo propanonitrilo cianuro de etilo 4-metilpentanonitrilo cianuro de isopentilo benzonitrilo cianuro de fenilo Otro sistema de nomenclatura, idónea para casos como los que se indican a continuación, consiste en emplear el sufijo -carbonitrilo para designar el grupo -CN. ciclohexanocarbonitrilo 1,1,2,4-butanotetracarbonitrilo (cianuro de ciclohexilo) Cuando hay otras funciones que tienen prioridad sobre el grupo -CN se cita éste mediante el prefijo cianoNITRODERIVADOS: Los compuestos que contienen u grupo -NO2 se designan mediante el prefijo nitro- (nunca se considera a dicha función como grupo principal; en otras palabras, siempre se le nombra como derivado). Ejemplos de nitroderivados: nitrometano nitropropano nitrobenceno 1,3-dinitrobenceno BANCO DE TALLER # 2 Asignatura: QUÍMICA Periodo: 4 Docentes: ELVER ANTONIO RIVAS CÓRDOBA Y BEATRIZ ELENA RESTREPO ZAPATA Grados: 11.1, 11.2 y 11.3 Tipo de actividad: Banco de taller X Fecha de ejecución: ____________________ Indicadores de desempeño Explica y comprende los aspectos que constituyen el fundamento de la química como ciencia: El lenguaje de la química y estados de agregación de la materia. INSTRUCCIONES 1. Lea atentamente el texto 2. Realizar un resumen del taller 3 .Desarrollar los ejercicios de aplicación CONTENIDO ÉSTERES: Los ésteres se nombran de forma análoga a las sales ya que hay cierta semejanza entre ellos: en la sal, un átomo metálica reemplaza al H del ácido; en el éster, es una cadena carbonada la que reemplaza al H. La diferencia entre una sal y un éster reside en que el enlace -ONa es predominantemente iónico, y el enlace O-CH3 es predominantemente covalente. ácido carboxílico sal de ácido carboxílico éster Ejemplos de ésteres: HCOOCH3 metanoato de metilo o formiato de metilo CH3-COO-CH2CH3 etanoato de etilo o acetato de etilo 3-cloropentanoato de de fenilo 3-butenoato de isopropilo propanoato de fenilo Hay casos más complicados. Por ejemplo, aquellos compuestos en los que el grupo éster no es el prioritario, o cuando hay más de dos grupos éster (si hay solo dos grupos éster y están sobre la cadena principal no hay ningún problema: se nombra el compuesto como si se tratara de una sal de un ácido dibásico). Para citar al grupo éster en los casos complejos caben dos opciones, según que la función principal esté sobre la porción R ó R’ de la molécula de R-COO-R’. Si “manda” R, el sustituyente -COO-R’ se nombra como alcoxicarbonil- o ariloxicarbonil- . Si “manda” R’, el sustituyente R-COO- se nombra como aciloxi- . Ejemplos: El grupo principal, de acuerdo con la Tabla de prioridades, es el COOH. Se trata, pues, de un ácido el 4-fenilbutanoico, que tiene un sustituyente -COO-CH2CH3 sobre el fenilo. Dicho sustituyente se nombra como etoxicarbonil (CO = carbonil; OCH2CH3 = etoxi). Por lo que el nombre correcto será: ácido 4-(2-etoxicarbonil)fenil)butanoico Nos queda por ver un caso particular de esteres, las lactonas; las cuales son ésteres internos. Se pueden obtener a partir de ciertos hidroxiácidos por pérdida de agua: -metil--lactona -lactona BANCO DE TALLER # 3 Asignatura: QUÍMICA Periodo: 4 Docentes: ELVER ANTONIO RIVAS CÓRDOBA Y BEATRIZ ELENA RESTREPO ZAPATA Grados: 11.1, 11.2 y 11.3 Tipo de actividad: Banco de taller X Fecha de ejecución: ____________________ Relaciona y reconoce grupos funcionales con las propiedades físicas y químicas de las sustancias. Indicadores de desempeño Explica y comprende los aspectos que constituyen el fundamento de la química como ciencia: El lenguaje de la química y estados de agregación de la materia. INSTRUCCIONES 1. Lea atentamente el texto 2. Realizar un resumen del taller CONTENIDO Carbohidratos Los carbohidratos son biomoléculas constituidas por carbono, hidrogeno y oxigeno, estos son los compuestos comúnmente conocidos como azucares, que se representan en general por la formula. (CH2O)n Actualmente se definen los carbohidratos como derivados de polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas. Un azúcar que contiene un grupo aldehídico se llama aldosa y uno que contiene un grupo cetonico se llama cetosa. Los carbohidratos se conocen también como glucidos o hidratos de carbono. Se clasifican en monosacáridos, disacáridos, polisacáridos y mucopolisacaridos. Los azucares o sacáridos son compuestos sólidos cristalinos, que presentan sabor dulce. Monosacáridos Los monosacáridos se pueden clasificar, dependiendo del número de átomos de carbono que tengan en cada molécula. Estos compuestos se dividen en aldosas o cetosas, según posean un grupo aldehído o cetona. La glucosa es una aldohexosa y el monosacárido más importante, ya que es la unidad constituyente del almidón, la celulosa, el glicógeno y de muchos otros compuestos orgánicos. • • • Glúcidos más sencillos: Fructosa, galactosa Ribosa, desoxirribosa (n=5) Parte de la estructura de los ácidos nucleicos Glucosa, libre o unida a glúcidos más complejos, lípidos (glucolípidos) o proteínas (glucoproteínas), es el glúcido principal del metabolismo de los organismos, es la principal fuente de energía (fotosíntesis, glucolisis, respiración celular Si los azucares tienen en su penúltimo carbono la configuración opuesta, se dice que son de la serie L, así que todas las estructuras de la serie D aldosas tendrán sus enantiomeros que serán de la serie L, teniendo en total 16 esteroisomeros. Disacáridos La sacarosa o azúcar de mesa es una combinación de glucosa y fructuosa que se da de forma natural, tanto en la remolacha, la caña de azúcar y el sorgo, como en las frutas y en algunos vegetales. La lactosa se obtiene a partir del suero de la leche de los mamíferos. La maltosa es el disacárido que se obtiene del almidón y de la malta, por la reacción de hidrólisis de estos polisacáridos. La trehalosa es el azúcar que se encuentra en hongos y en las setas, posee uso potencial en conservas alimenticias, comidas envasadas, alimentos congelados, medicamentos y productos cosméticos. Polisacáridos Los polisacáridos son azucares de alto peso molecular que contiene un gran numero de unidades monosacáridos. El almidón se encuentra en casi todas las plantas, principalmente en las semillas que pueden contener hasta 75% de almidón y en las raíces hasta 30%. Esta Solución esta formada de una parte soluble llamada amilasa. La celulosa es un polisacárido blanco, amorfo, resistente casi a todos los disolventes, ya que es insoluble en agua y constituye el armazón de las membranas celulares de todas las plantas. Glucógeno aparece distribuido en el protoplasma de las células, y se localiza en mayor cantidad en el hígado (sintetizado a partir de la glucosa) y en los músculos, asociado con las proteínas; también es el material de reserva energética de los animales. Almidón Celulosa BANCO DE TALLER # 4 Asignatura: QUÍMICA Periodo: 4 Docentes: ELVER ANTONIO RIVAS CÓRDOBA Y BEATRIZ ELENA RESTREPO ZAPATA Grados: 11.1, 11.2 y 11.3 Tipo de actividad: Banco de taller X Fecha de ejecución: ____________________ Relaciona y reconoce grupos funcionales con las propiedades físicas y químicas de las sustancias. Indicadores de desempeño Explica y comprende los aspectos que constituyen el fundamento de la química como ciencia: El lenguaje de la química y estados de agregación de la materia. INSTRUCCIONES 1. Lea atentamente el texto 2. Realizar un resumen del taller CONTENIDO Lípidos Los lípidos constituyen una de las tres clases principales de productos alimenticios, son compuestos naturales que se encuentran en las plantas (aceites y ceras) y animales (aceites y grasas). Químicamente los lípidos están formados por cinco elementos principales: carbono, hidrogeno, oxigeno y, a veces, nitrógeno y fósforo. Las grasas y los aceites son mezclas de esteres de ácidos grasosos, por eso se denominan glicéridos, en donde una parte de la molécula es glicerol y la otra son ácidos grasos unidos a este. Los aceites vegetales se pueden hidrogenar metiendo hidrogeno a las instauraciones de la cadena para saturarlo y volverlo más sólido. Las grasas son compuestos biológicos que por reacciones bioquímicas desprenden gran cantidad de energía que es utilizada por los organismos para el cumplimiento de sus funciones. Proteínas Las proteínas ocupan el papel principal en estos procesos biológicos y constituyen los compuestos más abundantes e importantes de los animales. Las proteínas son polímetros de grandes pesos moleculares formados por unidades de aminoácidos. Si las proteínas de un alimento suministra suficientes aminoácidos esenciales, entonces se llama proteína completa, si no los suministra se denomina proteína incompleta. Clasificación de las proteínas a) Proteína fibrosa.- Queratina, colágeno, elastina. b) Proteínas globulares.- Enzimas, anticuerpos, hormonas. c) Sencillas y conjugadas.- Albumina, prolamina, globulina. Estructura de las proteínas La estructura de una proteína no solo depende del conocimiento de los aminoácidos que la integran, sino también del tipo de enlace en su distribución, del plegamiento que realizan ocasionado por las atracciones electrostáticas entre los grupos ácidos y aminos de los puentes hidrogeno y de las interacciones. Las proteínas son polímeros de elevado peso molecular de un grupo de monómeros de bajo peso molecular llamados aminoácidos. Estas sustancias contienen dos grupos funcionales: Amino (NH2) y carboxilo (COOH). Las proteínas forman parte estructural de músculos, sangre, enzimas, piel, arterias, huesos, hormonas, pelo, uñas, plumas, cuernos, etc., de los animales y de los seres humanos. También se encuentran en los órganos de plantas y microorganismos. Todas las proteínas son importantes por su carácter indispensable en múltiples funciones vitales. Se clasifican para su estudio en: a) Estructura primaria: La secuencia de aminoácidos en una cadena de polipéptidos determina su estructura primaria. Esta secuencia, se especifica por la información genética. b) Estructura secundaria: La estructura secundaria de las proteínas implica que las cadenas se pliegan y forman una hélice u otra estructura regular. Esta uniformidad se debe a las interacciones entre los átomos del esqueleto regular de la cadena peptídica. c) Estructura terciaria: La estructura terciana de una molécula de proteína está determinada por la forma que adopta cada cadena polipeptídica. d) Estructura cuaternaria: Las proteínas compuestas de dos o más cadenas de polipéptidos adquieren una estructura cuaternaria: cada cadena muestra estructuras primaria, secundaria y terciaria y forma una molécula proteínica biológicamente activa. Funciones de las proteínas Gracias a su gran hetereogeneidad estructural, las proteínas asumen funciones muy variadas. Describir las funciones de las proteínas equivale a describir en términos moleculares todos los fenómenos biológicos. Podemos destacar las siguientes: · Función enzimática. La gran mayoría de las reacciones metabólicas tienen lugar gracias a la presencia de un catalizador de naturaleza proteica específico para cada reacción. Estos biocatalizadores reciben el nombre de enzimas. La gran mayoría de las proteínas son enzimas. · Función hormonal. Las hormonas son sustancias producidas por una célula y que una vez secretadas ejercen su acción sobre otras células dotadas de un receptor adecuado. Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la hormona del crecimiento, o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio). · Reconocimiento de señales químicas. La superficie celular alberga un gran número de proteínas encargadas del reconocimiento de señales químicas de muy diverso tipo (figura de la izquierda). Existen receptores hormonales, de neurotransmisores, de anticuerpos, de virus, de bacterias, etc. En muchos casos, los ligandos que reconoce el receptor (hormonas y neurotransmisores) son, a su vez, de naturaleza proteica. · Función de transporte. En los seres vivos son esenciales los fenómenos de transporte, bien para llevar una molécula hidrofóbica a través de un medio acuoso (transporte de oxígeno o lípidos a través de la sangre) o bien para transportar moléculas polares a través de barreras hidrofóbicas (transporte a través de la membrana plasmática). Los transportadores biológicos son siempre proteínas. · Función estructural. Las células poseen un citoesqueleto de naturaleza proteica que constituye un armazón alrededor del cual se organizan todos sus componentes, y que dirige fenómenos tan importantes como el transporte intracelular o la división celular. En los tejidos de sostén (conjuntivo, óseo, cartilaginoso) de los vertebrados, las fibras de colágeno forman parte importante de la matriz extracelular y son las encargadas de conferir resistencia mecánica tanto a la tracción como a la compresión · Función de defensa. La propiedad fundamental de los mecanismos de defensa es la de discriminar lo propio de lo extraño. En bacterias, una serie de proteínas llamadas endonucleasas de restricción se encargan de identificar y destruir aquellas moléculas de DNA que no identifica como propias (en color blanco en la figura de la derecha). En los vertebrados superiores, las inmunoglobulinas se encargan de reconocer moléculas u organismos extraños y se unen a ellos para facilitar su destrucción por las células del sistema inmunitario · Función de movimiento. Todas las funciones de motilidad de los seres vivos están relacionadas con las proteínas. Así, la contracción del músculo resulta de la interacción entre dos proteínas, la actina y la miosina. El movimiento de la célula mediante cilios y flagelos está relacionado con las proteínas que forman los microtúbulos · Funciones de reserva. La ovoalbúmina de la clara de huevo, la lactoalbúmina de la leche, la gliadina del grano de trigo y la hordeína de la cebada, constituyen una reserva de aminoácidos para el futuro desarrollo del embrión. · Funciones reguladoras. Muchas proteínas se unen al DNA y de esta forma controlan la transcripción génica. De esta forma el organismo se asegura de que la célula, en todo momento, tenga todas las proteínas necesarias para desempeñar normalmente sus funciones. Las distintas fases del ciclo celular son el resultado de un complejo mecanismo de regulación desempeñado por proteínas como la ciclina · Otras funciones. Los fenómenos de transducción (cambio en la naturaleza físico-química de señales) están mediados por proteínas. Así, durante el proceso de la visión, la rodopsina de la retina convierte (o mejor dicho, transduce) un fotón luminoso (una señal física) en un impulso nervioso (una señal eléctrica) y un receptor hormonal convierte una señal química (una hormona) en una serie de modificaciones en el estado funcional de la célula.