Aplicaciones de los Alquinos y Alquenos y la Importancia en la Sociedad: ETENO

Eteno, también llamado Etileno, es el alqueno mas sencillo, es un gas incoloro de olor ligeramente etéreo; es poco soluble en agua, pero soluble en disolventes orgánicos. Es un compuesto químico orgánico formado por dos átomos de carbono enlazados mediante un doble enlace. Tiene ligero poder anestésico; mezclado en pequeña proporción con aire favorece la maduración de los frutos verdes.

Fórmula: C2H4 

Densidad: 1,18 kg/m³

Punto de ebullición: -103,7 °C 

Masa molar: 28,05 g/mol 

Clasificación: Alqueno Soluble en: Éter etílico, Agua, Etanol

APLICACIONES Y USOS

La mayor parte del etileno se emplea para la obtención de polímeros. Mediante reacciones de polimerización se obtiene el polietileno de alta densidad y el de baja densidad. También se obtiene dicloroetileno, intermedio para la síntesis de cloruro de vinilo, que se polimeriza a cloruro de polivinilo, y otros hidrocarburos clorados. 

Además se puede hacer reaccionar con benceno para dar etilbenceno, obteniéndose estireno, que puede polimerizarse dando poliestireno. Se emplea como producto de partida de otros polímeros, como la síntesis del monómero acetato de vinilo para la obtención de acetato de polivinilo o la síntesis de etilenglicol (a través del intermedio óxido de etileno) que con ácido terftálico da tereftalato de polietileno. El etileno se utiliza, en combinación con otros hidrocarburos saturados e insaturados, sintetizados a partir del caucho, teniendo estos muchas aplicaciones en la industria. 

Destaca fundamentalmente el EPDM, Etileno Propileno Dieno Monómero, con el que se obtienen películas de caucho saturado con múltiples aplicaciones en la industria automovilística y de la construcción, por su alta resistencia a las oscilaciones de temperatura, su flexibilidad y su capacidad impermeabilizante. El etanol se puede obtener mediante la hidratación del etileno y se emplea como combustible o en la síntesis de ésteres etílicos, disolventes, y otros productos. Por oxidación del etileno se obtiene acetaldehido, el cual se emplea en la síntesis de n-butanol y ácido acético. 

El etileno, que se encuentra naturalmente en las plantas, también se emplea para provocar la maduración de la fruta. Esto se debe a que se libera un gas, que al entrar en contacto con otros vegetales, ya sea fruta o planta, provoque su precoz maduración, o en el caso de la planta, un envejecimiento prematuro. 

El etileno ocupa el segmento más importante de la industria petroquímica y es convertido en una gran cantidad de productos finales e intermedios como plásticos, resinas, fibras y elastómeros (todos ellos polímeros) y solventes, recubrimientos, plastificantes y anticongelantes.  

A continuación haremos una descripción de los compuestos que se obtienen industrialmente a partir del etileno:

1. Polietileno (PE)

Es un termoplástico que se caracteriza por ser resistente, flexible y poco denso. Como ejemplos de aplicación se pueden nombrar recipientes, tubos flexibles, sogas y películas. Hay dos clases de Polietileno; el de alta densidad (0,941-0,970 grs/ml) que se usa para tuberías y desagües, especialmente para formas corrugadas de gran diámetro. Y el de baja densidad (0,910-0,940 grs/ml) que se utiliza en la fabricación de películas, cables, alambres y recubrimientos de papel.

2. Policloruro de vinilo

Se obtiene por adición a partir del cloruro de etileno. Sus principales características son ser resistente, algo elástico y poco desgastable; es por esto que se utiliza en revestimientos de suelos, paredes y tanques, caños y juntas.

3. Poliestireno (PS)

Se obtiene a partir de estireno o fenileteno. Se caracteriza por ser transparente y rígido por lo que se lo puede utilizar en inyección, extrusión y piezas termoformadas (envases desechabas, interiores de heladera) y también en aislamientos (expandido).

4. Poliacrilonitrilo

Se utiliza como monómero el acrilonitrilo o cianoeteno. Es un compuesto fuerte, fácil de teñir y puede hilarse. Estas características lo hacen apto para la fabricación de fibras textiles (orlon, cashmilon, Dralon).

5. Politetrafloruroeteno (teflón, fluon)

Se fabrica a partir de tetrafluoroeteno. Es un polímero muy inerte, no adhesivo y autolubricante, además de su gran resistencia a altas temperaturas. Como ejemplos de su aplicación se pueden nombrar juntas, bujes, y revestimientos de utensilios de cocina.

6. Oxido de etileno

Es un gas incoloro o un líquido incoloro, movible e inflamable. Se usa mucho como intermedio químico en la fabricación de glicol etilénico, glicoles polietilénicos y sus derivados, etanolaminas, cianhidrina etilénica y detergentes no iónicos. Se usa también como fumigante. De sus derivados es el óxido propilénico el más importante de los óxidos de alquilenos, y el óxido de estireno el más importante de los derivados aromáticos

USOS GENERALES

Para obtener el polietileno lo que es de gran importancia en la vida diaria y se usa en gran variedad de cosas como por ejemplo bolsas, asistentes eléctricos,  juguetes, lapiceros, etc. En la industria química se usa para la obtención de Alcohol Etilico, Cloruro de Vinilo y estireno. Producción del Etileno Propileno Dieno Monomero (EPDM) de gran importancia en la industria de autos. Como materia prima en la industria química orgánica sintética. 

• Se emplea para provocar la maduración de la fruta. 
• Se emplea para la obtención de polímeros. 
• Se utiliza para obtener el plástico
• polietileno.
• Se utiliza para obtener alcohol etílico. 

Bibliografía

• http://www.fullquimica.com/2012/09/el-eteno.html
• http://www.quimicaorganica.org/alquenos.html
• http://www.escet.urjc.es/~ihierro/estructuradelamateria/Tema%209.pdf
• http://www.textoscientificos.com/polimeros/tipos-de-polimeros
• http://tecnopolimeros.blogspot.com/2011/03/tipos-de-polimeros.html

El gas propano: Nueva alternativa de ahorro en el transporte. Los Alcanos y Un Problemas Social.

Antes de empezar a profundizar la nueva alternativa de ahorro en el transporte a través del gas propano, evitando la contaminación atmosférica, debemos saber que es el gas propano.

El propano es un hidrocarburo alifático que dispone de tres átomos de carbono. Este gas, que deriva del petróleo, cuenta con diversas utilizaciones en el ámbito de la industria e incluso a nivel del hogar. Su fórmula química es C₃H₈, el propano forma parte de los alcanos ya que dispone únicamente de átomos de hidrógeno y de carbono vinculados a través de enlaces simples.

Es Inodoro e incoloro, el propano fue descubierto en 1910 como parte de las sustancias volátiles presentes en la gasolina. Diversos científicos comenzaron a trabajar entonces en procesos para licuar el gas y convertirlo en un combustible útil, susceptible de ser comercializado.

El propano puede obtenerse a partir de distintos procedimientos petroquímicos o incluso a partir del gas natural. El propano es explosivo en ciertas condiciones y en contacto con determinadas sustancias, por lo que su producción, comercialización y uso deben realizarse con mucha precaución.

Existen altos índices de contaminación atmosférica, se registran en numerosas ciudades de diferentes países, con un elevado número de habitantes. En ellas es denominador común la gran cantidad de habitantes, un enorme cantidad automotriz, y plantas industriales en los suburbios. A consecuencia de estos factores se registran altos niveles de monóxido de carbono, óxido de nitrógeno y de dióxido de sulfuro y de carbono.

Los motores que impulsan a los automóviles, camiones, autobuses y motocicletas realizan una combustión incompleta del combustible con que se alimentan y los residuos de esta combustión son lanzados al exterior a través del sistema de escape. Aun en el caso de que todos los componentes del automóvil funcionen a la perfección este siempre va a generar elementos polucionantes. La cosa empeora cuando además de los volúmenes contaminantes que corresponden a ese funcionamiento normal se le agregan desperfectos que incrementan la cantidad de gases y partículas sólidas que son arrojadas al exterior por los vehículos 

Los vehículos que tienen un desgaste acentuado en las partes del motor o que no han sido debidamente entonados arrojan mucho humo por sus tubos de escape y generan una contaminación cientos de veces superior a la que les es normal. Hay dispositivos electrónicos, tales como opacimetros y gasometros que permiten evaluar la composición y el volumen de los gases residuales que son arrojados por los sistemas de escape de los vehículos.

Los motores que funcionan con gasoil generan mayor cantidad de contaminantes que los que emplean gasolina y estos a su vez son mucho más contaminantes que los que son impulsados por gases derivados del petróleo. El aprovechamiento eficiente del combustible es la clave para disminuir los niveles de contaminación generados por vehículos automotores. 

Los efectos de este tipo de contaminación se hacen sentir en la salud del hombre, principalmente por el incremento de las afecciones respiratorias y por el impacto que ocasiona en las estructuras cerebrales la presencia de moléculas de monóxido de carbono desplazando al oxigeno en la sangre que lo rocía. Los niveles habituales de contaminación en la ciudad nos ocasionan dolores de cabeza y nauseas. Cuando la ingesta de estos gases por el hombre se da en locales cerrados, el daño es mortal. En el ambiente el impacto de mayor fuerza es el incremento de los gases del efecto invernadero en la troposfera, con su consiguiente impacto en el recalentamiento global.

Por eso hoy en día hay una nueva medida para economizar el gasto del transporte. Algunas personas ya la instalaron en sus vehículos este sistema el cual consiste cambiar el uso de la gasolina por el gas propano, ya que puede ser utilizado como una forma alternativa de combustible para automóviles. Los motores de los automóviles que funcionan con combustible de propano pueden requerir más de lo mismo para cubrir la misma distancia que la gasolina, sin embargo, los partidarios de combustible propano dicen que emite menos contaminantes y en general es mejor para el medio ambiente. Un cambio a combustible de propano puede ser beneficioso o perjudicial, dependiendo de las necesidades de los desplazamientos de las personas. 

Un vehículo requiere más gas propano que la gasolina para recorrer una distancia determinada. Esto podría ser considerado una desventaja de cambiar a combustible de propano, sin embargo, porque el combustible de propano es en forma de gas, el motor funciona realmente de manera más eficiente, especialmente en climas fríos. Esto ayuda a compensar cualquier propano extra que se consume. Caballos de fuerza y ​​la capacidad de esfuerzo de torsión para vehículos que funcionan con gas propano son realmente comparables a la gasolina también. Sin embargo, el poder puede ser un poco más débil, como el propano es una sustancia menos densa que la gasolina.

La instalación de este sistema permite un mejor funcionamiento y es exclusivo para vehículos con motor de gasolina.

El sistema de gas propano para los vehículos tiene aproximadamente 6 años o un poco más de estar funcionamiento, éste permite que las personas economicen más del 50% de dinero en comparación con lo que normalmente gastan en combustible.

Los automóviles suelen propulsarse a través de un motor de combustión interna alimentado por gasolina, gas licuado del petróleo o gasóleo. El motor hace girar a algunas o todas las ruedas del automóvil. En este caso "la gasolina entra por el carburador y el gas va directo a la cámara de combustión" lo que hace más lejana la posibilidad que un vehículo falle.

El nuevo sistema está formado por membranas que con el paso del tiempo pueden dañarse. Es recomendable cambiarlo cada tres años, de lo contrario el vehículo comenzará a fallar.

¿Cómo opera este sistema? El vehículo enciende haciendo uso de gasolina. Tras el nivel de temperatura mínima requerida, el sistema interrumpe el flujo de gasolina y activa el gas propano. El conductor no se percata del cambio. Se enciende una luz que indica que está operando en gas propano. Si el vehículo agotara el tanque de gas propano, este continuará su marcha en gasolina. El sistema le dejará saber al conductor mediante un sonido cuando esto ocurre. No se elimina ningún componente del motor. Los sistemas de tanques a utilizarse dependen del tipo de vehículo. Estos varían en forma y tamaño de modo que se adapten a las necesidades y utilización del vehículo. Los tanques se colocan en el área de la goma de repuesto en el baúl. Son sumamente seguros y las conexiones de gas se cubren con una tubería plástica de escape para que cualquier residuo o emanación salga del vehículo.

Según los mecánico, la demanda de este sistema aumenta cuando la gasolina sube de precio, ya que lo que buscan es un ahorro.

Los indicadores de que este sistema no funciona adecuadamente es cuando el automóvil no acelera. Eso se debe a que hay fallas. Generalmente lo que pasa es que la suciedad del gas se convierte en aceite y cuando ocurre lo anterior, el sistema ya no trabaja.

No es peligroso de ninguna manera. Se debe dar una mantenimiento de cada seis meses, después de haberse instalado.

Hasta el momento no hay una regulación que prohíba el uso de éste. Pero mas adelante se va a tener que tomar medidas al ver la cantidad de vehículos que lo poseen. Ya que hasta el momento solo se cuenta con pocas instituciones que despachan gas. Debido a las pocos lugares de abastecimiento de gas para estos tanques, las personas utilizan los cilindros caseros de gas.

Todo vehículo que transite por nuestras calles y avenidas debe ser chequeado con un analizador de los gases de escape y al que supere los límites de tolerancia se le debe dar un plazo para efectuar las reparaciones del caso y regresar a un nuevo chequeo. En caso de incumplimiento se debe prohibir la circulación del vehículo en el ámbito del municipio. Ningún vehículo debe contaminar mas de la cuenta pero es especialmente grave que aquellos que son utilizados comercialmente contribuyan a disminuir la calidad de vida de los ciudadanos como las busetas que circulan por las calles lanzando sin consideración verdaderas nubes de humo sobre la humanidad de los peatones.

¿Podrá nuestro planeta soportar las ochenta millones de toneladas de azufre adicionales que arrojamos cada año? ¿Qué será de las plantas que absorben los óxidos de nitrógeno adicionales que generan los relámpagos miniatura dentro de los automotores? ¿Resistirá la atmósfera las cargas extras de bióxido de carbono, metano y clorofluorocarbonos que, dicen los científicos, provocarán el incremento global de la temperatura por el efecto invernadero? Tal vez el planeta pueda adaptarse con el tiempo, siempre lo ha hecho pero... ¿podremos hacer lo mismo? La sobrecarga de contaminantes puede alterar la vida, y esto podría ser para siempre.

1. http://genesis.uag.mx/edmedia/material/quimicaII/Alcanos.cfm

2. https://es.wikipedia.org/wiki/Propano

3. http://www.vitogas.es/propano-beneficios.php

4.http://www.xataka.com/automovil/como-funciona-un-coche-con-gas-natural-y-por-que-lo-vamos-a-oir-cada-vez-mas

5.http://www.elnuevodia.com/suplementos/autos/nota/gaspropanocomoalternativa-1346378/

Composición Química de los Carbohidratos. A Propósito de la Salud.

Pocas veces nos detenemos a pensar en la relación que existe entre los contenidos de las materias que  cursamos en  la escuela y la aplicación práctica de los mismos. Un ejemplo se plantea con el estudio de la química orgánica y los Carbohidratos que consumimos en la dieta diaria.

La Química orgánica es una disciplina científica que estudia la estructura propiedades, síntesis y reactividad de compuestos químicos formados principalmente por carbono e hidrógeno y otros elementos, generalmente en pequeña cantidad como oxígeno, azufre, nitrógeno, halógenos, fósforo, silicio, etc.. Así, la química orgánica es,  la disciplina científica que estudia la estructura de compuestos como los carbohidratos.  (1) 

Los carbohidratos son macronutrientes que poseen una estructura química y composición especial que es necesario conocer, para entender como funcionan. Estos   representan alrededor del 50% del valor calórico de la dieta (4 calorías/gramo), A partir de ellos, las células obtienen la energía suficiente para un correcto funcionamiento orgánico., siendo fuente de energía, participan en la formación de aminoácidos no esenciales, Intervienen en el procesamiento de las grasas, Intervienen en la producción de hueso, cartílago y de los tejidos del sistema nervioso. 

Los azúcares son hidratos de carbono generalmente blancos y cristalinos, soluble en agua y con un sabor dulce. Están formados por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) con la fórmula general (CH₂O)_n. Los carbohidratos básicos o azúcares simples se denominan monosacáridos, y se clasifican de acuerdo al número de carbonos que contienen. Los  Azúcares simples pueden combinarse para formar carbohidratos más complejos. Los carbohidratos con dos azúcares simples se llaman disacáridos. Carbohidratos que consisten de dos a diez azúcares simples se llaman oligosacáridos, y los que tienen un número mayor se llaman polisacáridos.

Clasificación de monosacáridos basado en el número de carbonos

Las estructuras de los sacáridos se distinguen principalmente por la orientación de los grupos hidroxilos (-OH). Esta pequeña diferencia estructural tiene un gran efecto en las propiedades bioquímicas, las características organolépticas (pej., sabor), y en las propiedades físicas como el punto de fusión y la rotación específica de la luz polarizada. 

Los disacáridos son carbohidratos formados por dos azúcares simples. Entre ellos se distinguen  la sucrosa, maltosa, trehalosa, lactosa, melibiosa. 

La sucrosa (o sacarosa), es el azúcar común refinado de la caña de azúcar y la remolacha azucarera. La sucrosa es el carbohidrato principal del azúcar moreno, del azúcar tamizado, y de la melaza. 

La lactosa está formada por una molécula de glucosa y otra de galactosa. La intolerancia de lactosa es causada por una deficiencia de enzimas (lactasas) que desdoblan la molécula de lactosa en dos monosacáridos. La inhabilidad de digerir la lactosa resulta en la fermentación de este glúcido por bacterias intestinales que producen ácido láctico y gases que causan flatulencia, meteorismo, cólico abdominal, y diarrea. El yogur no causa estos problemas porque los microorganismos que transforman la leche en yogur consumen la lactosa.

Clasificación de disacáridos según su composición. 

La Maltosa consiste de dos moléculas de α-D-glucosa con el enlace alfa del carbono 1 de una molécula conectado al oxígeno en el carbono 4 de la segunda molécula. Esta unión se llama un enlace glicosídico 1α→4 (también se llama "enlace glucosídico" en muchos textos en español). La trehalosa consiste de dos moléculas de α-D-glucosa conectadas con un enlace 1α→1. La celobiosa es un disacárido formado por dos moléculas de β-D-glucosa conectadas por un enlace 1β→4 como la celulosa. La celobiosa no tiene sabor, mientras que la maltosa y la trehalosa son aproximadamente una tercera parte tan dulces como la sucrosa. (2)

En ámbitos industriales se usa la palabra azúcar o azúcares para designar los diferentes monosacáridos y disacáridos, que generalmente tienen sabor dulce, aunque por extensión se refiere a todos los hidratos de carbono. Para efectos de este ensayo, nos vamos a detener en la sucrosa, sacarosa o azúcar común. cuya fórmula química es C₁₂H₂₂O₁₁ y su relación con la salud humana. 

Este es un disacárido formado por una molécula de glucosa y una de fructosa, que se presenta en forma de cristales sueltos y que se obtiene principalmente de la caña de azúcar (saccharum officinarum L) o de la remolacha (beta vulgaris L) mediante procedimientos industriales apropiados. El 27% de la producción total mundial se realiza a partir de la remolacha y el 73% a partir de la caña de azúcar (3).

El azúcar blanco o refinado se somete a un proceso de purificación química, llamado sulfitación, haciendo pasar a través del jugo de caña el gas SO₂ obtenido por combustión de azufre, el cual retira todas las mal llamadas impurezas (minerales y vitaminas.)

El  azúcar es una importante fuente de calorías en la dieta alimenticia moderna, pero al ser refinada carece de vitaminas y minerales. En alimentos industrializados el porcentaje de azúcar puede llegar al 80 % La Organización Mundial de la Salud recomienda que el azúcar no supere el 10% de las calorías diarias consumidas. (4). 

Así el azúcar blanco o refinado es un producto muy consumido, pero sin embargo no tan positivo en nuestra dieta, pues solo aporta calorías vacías. lo que significa que no aporta ningún nutriente esencial a nuestro organismo. Es más,  para su asimilación, se requiere de un alto consumo de vitaminas del grupo B y calcio, que puede depletar los depósitos óseos de éste mineral y producir osteoporosis y avitaminosis B., con repercusiones negativas para el crecimiento. Además su consumo excesivo nos propone sobrepeso y obesidad, aumento de colesterol y triglicéridos, alteración de la flora intestinal, trastorno de conducta con tendencia hiperactiva, alteraciones endocrinológicas como hiperinsulinismo, síndrome metabólico y hasta diabetes mellitus tipo II, entre  otros. (5,6)

La elección de los carbohidratos resulta fundamental para que la dieta aporte nutrientes y energía, sea saludable y equilibrada. Por lo tanto deben consumirse una amplia variedad de cereales, vegetales y frutas, y si es posible, siempre optar por los cereales integrales (Hidratos de Carbono complejos o polisacáridos) de manera de aprovechar todo su contenido de fibras vegetales , proteínas, vitaminas y minerales. 

Las necesidades de estos nutrientes está aumentada en épocas de crecimiento y al realizar ejercicio físico. En promedio, las necesidades de hidratos de carbono para un adulto son 300 gramos diarios (1200 kilocalorías), para una ingesta de 2000 kilocalorías por día (60% del total). Del 60%, sólo el 10% o menos debería proceder de los azúcares refinados y el resto de los hidratos complejos.

1. http://www.quimicaorganica.org/component/content/article/30/56-que-es-la-quimica-organica.html

2. http://www.innatia.com/s/c-carbohidratos/a-estructura-quimica-de-ch.html

3. Earl M. Weiner y J. P. Cavero (2005). Nueva Enciclopedia Universal. Volumen 3. Azúcar. Durvan. pp. 1114–1116.

4. http://www.who.int/nutrition/publications/guidelines/sugars_intake/en/. 

5. http://www.zonadiet.com/nutricion/carbohidratos-energia.htm

6. http://www.natursan.net/efectos-del-consumo-de-azucar-blanco/