Aula 6 Propriedades do Carbono

O Carbono e a Química Orgânica
Aula 6
O Carbono e a Química Orgânica
Nomenclatura e Isomeria
Petróleo e seus Derivados
A Química do Desenvolvimento
A Química da Morte
O carbono (do latim carbo, carvão) é um
elemento químico, símbolo C;
Número atômico 6 (6 prótons e 6 elétrons),
massa atómica 12 u, sólido à temperatura
ambiente;
Pertence ao grupo (ou família) 14
(anteriormente chamada 4A).
O Carbono e a Química Orgânica
O Carbono e a Química Orgânica
É o pilar básico da química orgânica, se
conhecem cerca de 10 milhões de
compostos de carbono, e forma parte de
todos os seres vivos.
Algumas Aplicações do Carbono:
O isótopo carbono-14, se usa na datação
radiométrica.
Em varetas de proteção de reatores nucleares.
As pastilhas de carbono são empregadas em
medicina para absorver as toxinas do
sistema digestivo e como remédio para a
flatulência.
O Carbono e a Química Orgânica
Propriedades do Carbono
Algumas Aplicações do Carbono:
Como elemento de liga principal dos aços
(ligas de ferro).
Tetracovalência:
O Carbono SEMPRE faz 4 ligações;
O carbono ativado se emprega em sistemas de
filtração e purificacão da água.
Caráter Anfótero:
O Carbono pode ligar a elementos
eletropositivos e eletronegativos ao
mesmo tempo.
O carvão é muito utilizado nas indústrias
siderúrgicas, como produtor de energia e na
indústria farmacêutica
(na forma de carvão ativado)
Propriedades do Carbono
Número de oxidação variável:
O Carbono pode variar seu número de
oxidação entre – 4 até + 4.
Encadeamento:
É a principal característica do Carbono.
O Carbono faz as mais longas cadeias de
átomos existentes.
Nomenclatura (IUPAC)
Regra Básica:
Encadeamento:
C–C–C–C–C
C–C–C–C–C–C
C–C–C
C–C–C–C
C
C–C–C
Nomenclatura (IUPAC)
Raiz:
número de carbonos na cadeia principal
Raiz + Saturação + Terminação
Indica o
número de
átomos de C
na cadeia
principal
Propriedades do Carbono
Indica o
tipo de
ligação entre
os carbonos
Indica a
função a que
o composto
pertence
Nomenclatura (IUPAC)
Saturação:
Tipo de ligação ENTRE OS CARBONOS
1 C – met
2 C – et
3 C – prop
4 C – but
5 C – penta
6 C – hex
7 C – hept
8 C – oct
9 C – non
10 C – dec
Nomenclatura (IUPAC)
Terminação:
É a função química do composto
HIDROCARBONETO
O
ÁLCCOL
OL
EN
ÁCIDO CARBOXÍLICO
OICO
IN
ALDEÍDO
CETONA
AL
ONA
C–C
UM SÓ TRAÇO
AN
C═C
DOIS TRAÇOS
C≡C
TRÊS TRAÇOS
Nomenclatura (IUPAC)
H
H
H
H–C–C–C–H
H
H
H
PROP AN O
PROPANO
Tipos de Isomeria
Os tipos de isomeria são definidos através
das fórmulas estruturais, assim:
Isomeria
A isomeria ocorre quando dois ou mais
compostos orgânicos possuírem a mesma
fórmula molecular e diferentes fórmulas
estruturais.
Mesma fórmula
molecular
Estrutura A
Estrutura B
Isomeria Plana
Os isômeros planos ou constitucionais são
reconhecidos através de:
a)Mesma fórmula molecular
( mesmo mol ),
b) Diferentes fórmulas estruturais planas.
A diferença na estrutura plana poderá ser:
no tipo de função orgânica,
no tipo de cadeia carbônica,
na posição de um fenômeno na
cadeia carbônica.
Isomeria Espacial
Os isômeros espaciais são reconhecidos
através de:
a)Mesma fórmula molecular
( mesmo mol ),
b) Diferentes fórmulas estruturais
espaciais.
Através da fórmula espacial podemos reconhecer
dois tipos básicos de isomeria espacial:
a isomeria geométrica ou
cis-trans; e a isomeria óptica.
Petróleo e seus Derivados
Petróleo
(do latim petroleum, petrus
= pedra e oleum = óleo,
"óleo da pedra"), é uma
substância oleosa,
inflamável, geralmente
menos densa que a
água, com cheiro
característico e coloração
que pode variar desde o
incolor ou castanho claro
até o preto, passando por
verde e marrom
(castanho).
Petróleo e seus Derivados
Petróleo e sua Origem
Há inúmeras teorias
sobre o surgimento
do petróleo, porém, a
mais aceita é que ele
surgiu através de
restos orgânicos de
animais e vegetais
depositados no fundo
de lagos e mares
sofrendo
transformações
químicas ao longo de
milhares de anos.
O petróleo é um recurso
natural abundante,
porém sua pesquisa
envolve elevados
custos e
complexidade de
estudos.
É também atualmente a
principal fonte de
energia.
Frações do Petróleo
Frações do Petróleo
Nas refinarias, o petróleo é submetido a uma
destilação fracionada, sendo o resultado desse
processo separado em grupos. Nesta destilação
encontramos os seguintes componentes:
Temperatura (oC)
De 20 a 60
De 60 a 90
De 90 a 120
De 40 a 200
De 150 a 300
De 250 a 350
De 300 a 400
Resíduos
Subprodutos
Componente
Éter do petróleo (pentano + hexano)
Benzina
Nafta
Gasolina
Querosene
Óleo diesel
Óleos lubrificantes
Asfalto, piche e coque
Parafina e vaselina
Petróleo e seus Derivados
Serve como base para
fabricação dos mais
variados produtos,
dentre os quais
destacam-se:
benzinas, óleo diesel,
gasolina, alcatrão,
polímeros plásticos e
até mesmo
medicamentos.
Um pouco de História
Registros históricos da utilização do
petróleo remontam a 4000 a.C. devido a
exsudações e afloramentos freqüentes no
Oriente Médio.
Os povos da Mesopotâmia, do Egito, da
Pérsia e da Judéia já utilizavam o betume
para
pavimentação
de
estradas,
calafetação de grandes construções,
aquecimento e iluminação de casas, bem
como lubrificantes e até laxativo.
Um pouco de História
Guerras do Petróleo
No início da era cristã, os árabes davam ao
petróleo fins bélicos e de iluminação.
O petróleo de Baku, no Azerbaijão, já era
produzido em escala comercial, para os
padrões da época, quando Marco Polo
viajou pelo norte da Pérsia, em 1271.
A Química Orgânica do
Desenvolvimento
As Moléculas da Vida
Biomoléculas são compostos químicos
sintetizados por seres vivos, e que participam
da estrutura e do funcionamento da matéria
viva.
São, na sua maioria, compostos orgânicos,
cujas massas são formadas em 97% de C,
H, O e N (Carbono, Hidrogênio, Oxigênio e
Nitrogênio). Ou seja, são as proteínas,
Glicidios, lipídios, ADN etc.
O elemento principal é o carbono.
Açúcares
Também são conhecidos
como glicídios. São
formados por (CH2O)n.
São classificados:
Monossacarídeos
Glicose e Frutose
Dissacarídeos
Sacarose, Maltose
Polissacarídeos
Amido , Glicogênio,
Celulose
Glicogênio
Diabetes Mellitus
É um polissacárido e a principal reserva
energética nas células animais, encontrado,
principalmente, no fígado e nos músculos
O glicogênio é especialmente abundante no
fígado, onde ele constitui até 7% do peso
úmido deste órgão.
A principal função do glicogênio armazenado
no fígado serve para alimentar a
necessidade
energética
das
células
cerebrais.
É uma doença metabólica caracterizada por
um aumento anormal da glicose ou açúcar
no sangue.
A glicose é a principal fonte de energia do
organismo, mas quando em excesso, pode
trazer várias complicações à saúde.
Quando não tratada adequadamente, causa
doenças tais como infarto do coração,
derram
cerebral,
insuficiência
renal,
problemas visuais e lesões de difícil
cicatrização, dentre outras complicações.
Diabetes Mellitus
Diabetes Mellitus
Embora ainda não haja uma cura definitiva
para o Diabetes, há vários tratamentos
disponíveis que, quando seguidos de forma
regular, proporcionam saúde e qualidade de
vida para o paciente portador.
Segundo uma projeção internacional, a
população de doentes diabéticos a nível
mundial vai aumentar até 2025 em mais de
50%, para 380 milhões de pessoas a
sofrerem desta doença crônica
Lipídios (ou gorduras)
Triglicerídeos são
biomoléculas insolúveis
em água, e solúveis em
solventes orgânicos,
como o álcool, benzina,
éter e clorofórmio.
Cada grama de lipídio
armazena 9 calorias de
energia cinética,
enquanto cada grama de
glicídio ou proteína
armazena somente 4
calorias.
Gorduras Saturadas
É a gordura que consiste de triacilglicerídios
que contém somente ácidos graxos
saturados. Apresenta uma ligação simples
entre carbonos e é normalmente
encontrada em estado sólido.
Gorduras Insaturadas
É uma gordura ou ácido
graxo na qual uma ou
mais ligações duplas
estão presentes na
cadeia
do
ácido
graxo.
São
normalmente
encontradas
em
estado líquido.
Margarina X Manteiga
Gorduras Trans
São um tipo especial de
ácido graxo, formado a
partir de ácidos graxos
insaturados.
Em outros termos, são um
tipo específico de gordura
formada por um processo
de hidrogenação, quer
seja natural (ocorrido no
rúmen
de
animais
artiodátilos) ou artificial.
Seu nome é bastante
mencionado devido à sua
nocividade
à
saúde
humana.
Margarina X Manteiga
Margarina
A margarina é um produto de origem vegetal e
em geral é rica em ácidos gordos poli e
monoinsaturados.
Manteiga
A manteiga é a nata do leite batida até se
transformar numa emulsão que pode ser
usada, por exemplo, sobre fatias de pão ou
bolachas, ou ainda para cozinhar.
Anfetaminas
São substâncias simpatomiméticas que tem
a estrutura química básica da betafenetilamina.
As anfetaminas, propriamente ditas, são a
dextroanfetamina e a metanfetamina.
Obesidade
Nediez ou pimelose (tecnicamente, do
grego pimelē = gordura e ose = processo
mórbido) é uma doença na qual a reserva
natural de gordura aumenta até o ponto
em que passa a estar associada a certos
problemas de saúde ou ao aumento da
taxa de mortalidade.
Obesidade
Apesar de se tratar de uma condição clínica
individual, é vista, cada vez mais, como
um sério e crescente problema de saúde
pública: o excesso de peso predispõe o
organismo a uma série de doenças, em
particular doença cardiovascular, diabetes
mellitus tipo 2, apnéia do sono e
osteoartrite.
Cálculo IMC
Situação
Abaixo de 18,5
Você está abaixo do peso ideal
Entre 18,5 e 24,9
Parabéns — você está em seu peso
normal!
Entre 25,0 e 29,9
Você está acima de seu peso
(sobrepeso)
Entre 30,0 e 34,9
Obesidade grau I
Entre 35,0 e 39,9
Obesidade grau II
40,0 e acima
Obesidade grau III
Obesidade
Como calcular o Índice de Massa Corporal
(IMC):
Peso (kg)
IMC =
( Altura (m))2
Obesidade
Aminoácidos
Aminoácidos
uma
biomolécula
formada
por
gurpamentos amino, ácido carboxílico.
Os aminoácidos se unem através de
ligações
peptídicas,
formando
as
proteínas.
Para que as células possam produzir sua
proteínas, elas precisam de aminoácidos,
que podem ser obtidos a partir da
alimentação ou serem fabricados pelo
próprio organismo.
Aminoácidos não-essenciais são aqueles os
quais o corpo humano pode sintetizar. São
eles:alanina, asparagina,cisteína, glicina,
glutamina, histidina, prolina, tirosina, ácido
aspártico, ácido glutâmico.
É
Aminoácidos
Aminoácidos
Os aminoácidos essenciais são aqueles
que não podem ser produzidos pelo corpo
humano. Dessa forma, são somente
adquiridos pela ingestão de alimentos,
vegetais ou animais. São eles: arginina,
fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina,
metionina, serina, treonina, triptofano e
valina.
Proteínas
Proteínas
As Proteínas são compostos orgânicos de
estrutura complexa e massa molecular
elevada (de 5.000 a 1.000.000 ou mais
unidades de massa atômica), sintetizadas
pelos organismos vivos através da
condensação de um grande número de
moléculas de aminoácidos, através de
ligações
denominadas
ligações
peptídicas.
Enzimas
Enzimas são um grupo de substâncias
orgânicas de natureza normalmente protéica
(existem também enzimas constituídas de
RNA, as ribozimas), com atividade intra ou
extracelular que têm funções catalisadoras.
A capacidade catalítica das enzimas torna-as
adequadas para aplicações industriais, como
na indústria farmacêutica ou na alimentar.
Enzimas
Uma vez que controlo da atividade
enzimática
é
essencial
para
a
homeostase, qualquer alteração em genes
que codifiquem enzimas (mutações ou
delecções) poderá ter como efeito o
aparecimento de doenças genéticas.
Enzimas digestivas
Ptialina (ou Amilase salivar) é uma enzima da
saliva, que em pH neutro, ou ligeiramente alcalino,
digere parcialmente o amido e converte-o em
maltose (um tipo de carboidrato - dissacarídeo.). É
na boca, com a ptialina da saliva, que começa a
digestão química dos polissacarídeos ingeridos.
Lipases são enzimas que atuam sobre lipídeos. No
sistema digestivo humano, ela tem como função,
basicamente, transformar lipídeos (Gorduras) em
ácidos graxos e glicerol, isto ocorre quando o
pâncreas libera um suco que contém várias
enzimas, uma delas é a lipase, no intestino
delgado.
Enzimas
A importância das enzimas
é demonstrada pelo facto
de que uma doença letal
pode ser causada pelo
mau funcionamento de
um único tipo de enzima
entre as milhares que
estão presentes no corpo
humano.
Um exemplo disso é que o
acontece com o tipo mais
comum de fenilcetonúria
Armas Químicas
Armas Químicas
São baseadas na toxicidade de substâncias
químicas, capazes de matar ou causar danos
a pessoas e ao meio ambiente - tais como o
gás mostarda, o cloro (Cl2), o ácido cianídrico
(HCN), o gás sarim, o agente laranja e o
Napalm.
Têm sido utilizadas tanto para reprimir
manifestações civis - como é o caso do gás
lacrimogêneo - quanto em grandes conflitos.
Um pouco de História
A guerra química moderna
surge na I Guerra Mundial,
para superar a luta nas
trincheiras, derrotando o
inimigo
com
gases
venenosos.
No conflito, as armas químicas
mataram ou feriram cerca
de 800 mil pessoas.
A substância mais conhecida
era o gás mostarda (de cor
amarelada),
capaz
de
queimar a pele e produzir
danos graves ao pulmão,
quando aspirado.
Um pouco de História
Durante a Segunda
Guerra
Mundial,
também foi utilizada.
O professor Yoshiaki
Yoshimi publicou uma
série
de
estudos
sobre o uso de armas
químicas,
pelo
exército
japonês,
contra
prisioneiros
australianos.
Gás Mostarda
Gás Mostarda
Gás Mostarda ou iperita é um agente químico
(Cl - CH2 - CH2 - S - CH2 - CH2 - Cl)
Considerado vesicante pelas lesões que causa na
pele.
Foi produzido pela primeira vez em 1822, na
Inglaterra por Despretz.
Provoca irritação nos olhos e feridas na pele e se
for inalado pode matar por asfixia.
Ácido cianídrico
O gás mostarda é uma substância incolor, líquida,
oleosa, muito pouco solúvel em água.
Na forma impura, o gás mostarda apresenta-se
com uma coloração amarela.
Gás Sarin
Sarin (C4H10FO2P) é uma substância tóxica que
atua essencialmente sobre o sistema nervoso.
Muito utilizada em guerra química. O sarin é um
composto organofosforado.
Gás Sarin
Os sinais da intoxicação
incluem:
fortes contrações
musculares, salivação
abundante, diminuição da
freqüência cardíaca,
sudorese, náuseas,
vômitos, cegueira
temporária e permanente
e paralisia; pode
ocasionar ação também
no sistema nervoso
central, que resulta em
convulsões, com alto
índice de mortalidade.
Napalm
Napalm
Napalm é um conjunto de líquidos
inflamáveis à base de gasolina gelificada,
utilizados como armamento militar.
O napalm é na realidade o agente
espessante de tais líquidos, que quando
misturado com gasolina a transforma num
gel pegajoso e incendiário.
Agente Laranja
O Agente laranja é uma mistura de dois
herbicidas: o 2,4-Dioxina e o 2,4,5-Trioxina.
Foi usado como desfolhante pelo exército
norte-americano na Guerra do Vietnã.
Ambos os constituintes do Agente Laranja
tiveram uso na agricultura, principalmente o
2,4-D vendido até hoje em produtos como o
Tordon.
Gás Lacrimogêneo; Gás Cloro
Agente Laranja