Elementi di chimica
Elementi di chimica
La molecola di acqua è polare formazione di legami idrogeno.
Da questi legami derivano le peculiarità dell’acqua (ad es. «solvente
universale»).
L’acqua e il legame idrogeno
Sono trasformazioni delle sostanze riordinamento degli atomi che costituiscono
le molecole.
Le sostanze coinvolte nella reazione si chiamano reagenti, le sostanze ottenute
sono dette prodotti della reazione.
Le reazioni chimiche
Le reazioni chimiche
»Reazioni esoergoniche o esotermiche
Liberano energia
Es.:
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O + energia (combustione del metano)
»Reazioni endoergoniche o endotermiche
Richiedono energia
Es.:
6 CO2 + 6 H2O + energia C6H12O6 + 6 O2 (fotosintesi clorofilliana)
N.B. Le reazioni esotermiche spontanee sono più comuni di quelle endotermiche spontanee.
Reazioni chimiche ed energia
»Acidi
Hanno sapore acido, colorano di rosso la cartina
al tornasole, in acqua liberano H+
»Basi (o alcali)
Hanno sapore amaro, colorano di blu la cartina
al tornasole, in acqua liberano OH-
»Sali
Si formano per reazione tra un acido e una base (reazione di neutralizzazione):
acido + base sale + acqua
Acidi, basi, sali
Il pH è una grandezza che esprime la concentrazione di H+ presente in
una soluzione.
Il pH
Esistono numerosissimi composti del carbonio sono oggetto di studio della
chimica organica.
Il carbonio tende a formare 4 legami covalenti.
I composti del carbonio
Insieme di atomi da cui derivano le proprietà fisico-chimiche del composto di
appartenenza.
Il gruppo funzionale
»Formula grezza o bruta
Indica il numero di atomi di ciascun elemento presenti nella molecola.
Es.: formula grezza dell’acroleina C3H4O
»Formula di struttura
Oltre alle indicazioni del numero e del tipo di atomi, mette in evidenza i legami
caratteristici della molecola.
Es.: formula di struttura dell’acroleina
»Isomeri
Composti che hanno lo stesso numero di atomi, dello stesso tipo, ma legati in
modo differente.
Formule e isomeria
Gli isomeri di struttura hanno la stessa formula bruta ma diversa formula
di struttura.
N.B. Il gruppo ossidrilico –OH è posto su atomi di carbonio differenti.
Isomeri di struttura
Gli isomeri geometrici si presentano nei composti che hanno doppi legami.
Es.:
Gli isomeri geometrici hanno proprietà fisico-chimiche e biologiche differenti.
Es.:
acido oleico (forma cis) abbassa "colesterolo cattivo" nel sangue
acido elaidinico (forma trans) aumenta "colesterolo cattivo" nel sangue
Isomeri geometrici
»Idrocarburi
Composti organici formati esclusivamente da atomi di carbonio e atomi di
idrogeno. Gli atomi di C, legati tra loro, formano lo scheletro carbonioso.
»Classificazione
Saturi o alcani Insaturi (alcheni e alchini) Aromatici
Gli idrocarburi
»Alcoli
Si caratterizzano per il gruppo funzionale ossidrilico (-OH)
Es.: CH3OH CH3CH2OH
alcol metilico o metanolo alcol etilico o etanolo
»Fenoli
Si caratterizzano per il gruppo funzionale
ossidrilico (-OH) legato a un anello aromatico
Es.:
Alcoli e fenoli
Entrambi si caratterizzano per il gruppo carbonile.
Il carbonile è un gruppo molto reattivo che riveste un ruolo
fondamentale nelle biomolecole.
Nelle aldeidi il gruppo carbonile è terminale.
Es.: metanale (più noto come aldeide formica o formaldeide)
Nei chetoni il gruppo carbonile è situato all’interno della
molecola.
Es.: propanone (più noto come acetone)
Aldeidi e chetoni
Gli acidi organici si caratterizzano per avere il gruppo
carbossilico.
Es.: acido metanoico, acido etanoico
Gli acidi grassi (i costituenti dei lipidi) sono acidi carbossilici con numero di atomi
di carbonio tra 4 e 26.
Es.: acido esanoico o acido capronico
Gli acidi carbossilici
Gli esteri sono composti organici che si caratterizzano per il gruppo estereo.
Derivano dall’unione di un acido e di un alcol.
Gli esteri più piccoli (con catene di atomi di C < 10) hanno odori gradevoli e sono
presenti nei frutti.
Es.: acetato di etile (pera, mela); acetato di pentile (banana)
Gli esteri
Sono composti organici contenenti il gruppo amminico (-NH2).
Es.: metilammina (CH2-NH2)
Hanno carattere basico.
Le ammine più piccole (numero di C ≤ 6) sono solubili in H2O.
Alcune sono tossiche.
Es.: la trimetilammina N(CH3)3 è presente nei pesci avariati.
Per reazione con i nitriti formano le nitrosammine (sostanze cancerogene).
Le ammine
Sono composti organici presenti negli esseri viventi, possono avere:
- piccole dimensioni vitamine, acidi grassi
- grandi dimensioni macromolecole (ad es. DNA, proteine)
Idrolisi e condensazione sono reazioni
opposte che avvengono naturalmente
nelle cellule.
I principi alimentari sono: glucidi,
protidi, lipidi, vitamine, sali minerali,
acqua.
Le biomolecole