28 - ENEM - Química - Química organicas, tecnologia e sociedade - Prime Cursos

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ESTUDANDO: ENEM - QUÍMICA
28. QUÍMICA ORGÂNICA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE
 
Nos capítulos anteriores estudamos os  fundamentos da química orgânica, dando ênfase às principais classes de
substâncias  que  compõem  este  ramo  da  química.  Neste  capítulo  vamos  discutir  de  forma  mais  apropriada  as
diversas  relações  que  existem  entre  a  química  orgânica,  suas  tecnologias  e  as  sociedades  humanas,  desde  a
constituição e  funcionamento básico do nosso corpo até o  impacto ambiental provocado pela atividade  industrial,
passando é claro pelo desenvolvimento de produtos tecnológicos presentes no dia a dia.
A Química dos Alimentos
GLICÍDIOS
Os glicídios são conhecidos no dia a dia como açucares e fazem parte de um grupo chamado de carboidratos. Este
nome é  proveniente  da  sua  composição química,  basicamente  carbono,  hidrogênio  e  oxigênio. Como estes  dois
últimos  elementos  estão  ligados  em  estruturas  provenientes  da  água  (­OH,  hidroxila)  os  glicídios  podem  ser
representados da seguinte forma: (CH2O)n, o que explica a denominação deste grupo.
Quimicamente  os  carboidratos  são  descritos  como  substâncias  alifáticas  (cadeia  aberta),  poli­hidroxiladas
(apresentam  muitas hidroxilas) que contém pelo menos um grupo carbonila (aldeído ou cetona).
Os carboidratos fazem parte de uma classe de alimentos chamada de energéticos pela sua capacidade de produzir
energia  em  reações  bioquímicas  como  a  respiração  celular.  Por  causa  disso,  cerca  de  65%  de  nossa  dieta  é
constituída de açucares dos mais diversos tipos.
As principais fontes de carboidratos são os vegetais (frutas, legumes, tubérculos, etc.), uma vez que estes podem
sintetizá­lo durante a  fotossíntese, e seus derivados como o pão e o macarrão produzidos a partir da  farinha de
trigo. Estes compostos também podem ser encontrados no leite, principalmente como lactose.
Em nosso corpo podemos encontrar os carboidratos de duas  formas diferentes. O glicogênio é a nossa principal
reserva  de  energia  e  fica  armazenado  no  fígado  e  nos  músculos.  Já  a  glicose  é  o  nosso  principal  gerador  de
energia e pode ser encontrada no sangue.
AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS
Cerca de 70% do corpo humano é constituído de água. Do que sobra a metade é composta por proteínas. Estas
substâncias são na verdade macro moléculas ou polímeros naturais constituídas pelo acoplamento de moléculas
menores  (monômeros)  chamadas  de  aminoácidos.  As  proteínas  tem  diversas  funções  no  organismo  humano  e
dentre estas podemos destacar a estrutural (é o principal constituinte do tecido conjuntivo, músculos, pele, além de
cabelos e unhas), metabólica (as enzimas são proteínas que aceleram as reações bioquímicas), de  transporte (a
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hemoglobina é uma proteína que carrega em sua estrutura os gases da respiração), hormonal (hormônios como a
insulina são proteínas) e de proteção (a imunoglobulina por exemplo é uma proteína que funciona como anticorpo).
Os  aminoácidos  por  sua  vez  são  ácidos  carboxílicos  que  apresentam  um  grupo  amino  ligado  ao  carbono mais
próximo da carboxila (­COOH), chamada de carbono α. Apesar de existirem uma infinidade de aminoácidos apenas
20 são componentes de proteínas, dentre os quais oito não são sintetizados pelo corpo humano.
Nós humanos não absorvemos as proteínas que ingerimos durante as refeições, mas estas são importantes para
nos fornecer os aminoácidos necessários para que o nosso organismo possa sintetizar as proteínas de que precisa.
Esta síntese é norteada pelo DNA, uma macromolécula que guarda as instruções na forma de um código químico
conhecido como código genético.
Os aminoácidos absorvidos durante a digestão de carnes,  laticínios, ovos e vegetais como a soja e o feijão (ricos
em  proteínas)  são  combinados  segundo  as  instruções  gravadas  no  DNA  juntando­se  o  grupo  amino  de  uma
molécula com a carboxila de outra. Neste processo uma molécula de água é liberada e formada a ligação CO­NH.
Esta ligação é conhecida como ligação peptídica.
LIPÍDIOS
Ao contrário dos carboidratos, que são identificados pela sua estrutura química, os lipídios (do grego lipos=gordura)
são caracterizados pelas suas propriedades. Em função disto não podemos considerá­los uma função química, mas
uma classe de substâncias de origem biológica. Muito embora esta classe  tenha uma propriedade em comum (a
imiscibilidade em solventes polares como a água, proporcionada por sua longa cadeia carbônica com pouquíssimos
sítios  polares),  os  lipídios  são  na  verdade  um  conjunto  heterogêneo  de  substâncias  divididas  em  cinco  grupos
distintos:
⇒ Triglicerídeos e  ceras:   Os  triglicerídeos  são  ésteres,  produto  da  reação  de  ácidos  graxos  com o  glicerol,  ou
glicerina,  um  poliálcool  formado  por  três  carbonos  e  três  hidroxilas.  Quase  todas  as  gorduras  animais  e  óleos
vegetais fazem parte deste grupo e apresentam importante função metabólica e estrutural. As gorduras além de dar
forma a algumas partes do nosso corpo também protegem alguns órgãos vitais de sofrerem choques e funcionam
como  isolante  térmico, ajudando a manter a  temperatura corporal constante. Também é uma fonte alternativa de
energia  e  solubiliza  algumas  vitaminas  (lipossolúveis)  essenciais  para  o  funcionamento  do  nosso  organismo,
permitindo assim a sua absorção.
Representação de uma reação de esterificação
⇒ Fosfolipídios e glicolipídios: Este grupo, apesar de estruturalmente se parecerem com os triglicerídios, apresenta
propriedades semelhantes aos detergentes.
As suas moléculas são classificadas como anfifílicas ou anfipáticas, isto é, uma porção chamada de cauda, é apolar
e solúvel em gorduras e óleos (hidrofóbica). Outra parte chamada de cabeça, é polar e solúvel em água (hidrofílica).
Como o nome sugere, nos fosfolipídios a parte polar é um grupo fosfato, enquanto que nos glicolipídios, esta parte
é  um  carboidrato.  Estes  lipídios  anfifílicos  são  fundamentais  para  formação  das  membranas  celulares,  se
responsabilizando  inclusive,  por  permitir  a  entrada  de  nutrientes  nas  células.  Faz  parte  deste  grupo  a  lecitina
(extraída da soja ou do ovo), muito usada como emulsificante em chocolates, maionese e leite em pó instantâneo.
⇒ Esteróides: O componente mais  importante deste grupo,  sem dúvida alguma, é o colesterol. Este esteróide é
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responsável  por  manter  a  rigidez  adequada  das  cadeias  apolares  (cauda)  dos  fosfolipídios,  garantindo  o  bom
funcionamento  da  membrana  plasmática  e  é  a  partir  dele  que  os  hormônios  sexuais  e  a    vitamina  D  são
sintetizados.
O colesterol é produzido no  fígado e  transportado pelo sangue por dois  tipos de complexos  lipoproteicos: o HDL
(lipoproteína  de  alta  densidade),  conhecido  como  colesterol  bom,  e  o  LDL  (lipoproteína  de  baixa  densidade),
conhecido  como  colesterol  ruim.  A  LDL  é  fundamental  para  o  transporte  do  colesterol,  porém,  em  altas
concentrações  ela  não  consegue  ser  metabolizada  e  se  acumula  no  sangue  aumentando  o  risco  de  ocorrer
arteriosclerose (acúmulo de gordura nas artérias, o que pode provocar infartos e levar à morte).
⇒ Prostaglandinas:  Estes  compostos  foram  isolados  a  cerca  de  50  anos  no  líquido  seminal  de  carneiros  e  de
humanos, daí o seu nome ser derivado do órgão que produz estes  líquidos, a próstata. São basicamente ácidos
carboxílicos, contendo pelo menos uma dupla ligação, vários grupos oxigenadose um anel de cinco membros. As
prostaglandinas são responsáveis, dentre outras coisas, por processos inflamatórios e controle da pressão arterial,
podendo ser encontradas em quase todos os tecidos animais.
⇒ Terpenos: Os  terpenos são os principais constituintes dos chamados óleos essenciais, substâncias aromáticas
responsáveis pelo odor exalado por diversos tipos de vegetais como eucalipto, laranja, pinho, dentre outros. Um dos
mais importantes terpenos é o betacaroteno, presente em vegetais alaranjados como cenoura e dendê (inclusive no
azeite de dendê) e precursor da vitamina A.
Principais fontes de betacaroteno.
Polímeros Sintéticos
A  palavra  polímeros  significa  “constituídos  de  muitas  partes”  (do  grego  poli=muitos,  meros=partes)  e  designam
moléculas muito grandes, normalmente produto da replicação  de uma unidade fundamental chamada “monômero”
(mono=um).
Os seres vivos de forma geral são constituídos destes materiais, úteis para reserva de energia (amido, glicogênio),
metabolismo  (alguns hormônios e enzimas),  estrutura  (celulose e diversos  tipos de proteínas  como o  colágeno),
defesa contra infecções (anticorpos), etc.
Há pelo menos 1.000 anos, o ser humano reconheceu a importância destes compostos e os vem utilizando para os
mais diversos fins. No entanto, somente em 1838 o químico francês Henri Victor Regnault conseguiu sintetizar em
laboratório o policloreto de vinila (PVC), o primeiro polímero artificial.
Desde  então, muitos  outros  polímeros  sintéticos  foram  desenvolvidos  pela  química  de materiais  proporcionando
conforto,  riqueza  e  desenvolvimento  em  vários  setores  industriais.  Diversos  nomes,  ainda  hoje  famosos  como
Goodyear,  Bayer  e  Kodak,  contribuíram  para  as  descobertas  que  nos  permitiram  desenvolver  uma  série  de
compostos artificiais com propriedades notáveis, todavia nenhum deles se deu conta do forte impacto ambiental que
estes prodígios da ciência trariam no seu encalço.
PROPRIEDADES DOS POLÍMEROS: É possível produzir polímeros com as mais diversas propriedades e para as
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mais variadas aplicações simplesmente alterando sua estrutura química. Estes materiais são a prova de como a
aplicação  de  conhecimentos  químicos,  em  especial  da  química  orgânica,  foram  decisivos  para  a  evolução
tecnológica que vemos hoje.
A  depender  do  tipo  de  aplicação  que  se  deseja  os  polímeros  precisam apresentar  propriedades  específicas,  de
modo  que  surge  a  necessidade  de  classificarmos  os materiais  já  disponíveis  no mercado  e  os  que  ainda  estão
sendo desenvolvidos. Um dos critérios de classificação é baseado no comportamento mecânico e com base neste,
os polímeros podem ser:
⇒ Plásticos: materiais facilmente moldáveis, apesar de sólidos em temperatura ambiente. Estão divididos em dois
grupos.  Os  termorrígidos  não  fundem  e,  portanto  não  podem  ser  remodelados,  os  principais  exemplos  são  o
poliuretano (usado na fabricação de espuma para colchões) e a baquelite (muito usado em cabos de panela). Os
termoplásticos podem ser  remodelados, mas  também podem  ter degradações parciais que  limitam o número de
vezes que pode ser reciclado. Como exemplo, temos o polietileno, o PVC e o PET.
⇒ Elastômeros  –  popularmente  chamados  de  borracha,  apresentam  grande  elasticidade  sofrendo  deformações
extensas e se recuperando rapidamente. São largamente empregados em pneus automotivos, solas de sapato e na
proteção de equipamentos sujeitos à grande esforço mecânico.
OBTENÇÃO DE POLÍMEROS
Representação do PVC.
A  reação  química  que  dá  origem  a  estas  imensas  moléculas  a  partir  de  seus  monômeros,  é  chamada  de
polimerização. Em geral os polímeros são  formados pela  replicação da mesma unidade  fundamental, mas não é
sempre assim. Em alguns casos mais de um tipo de monômero pode ser usado na mesma estrutura, neste caso o
material resultante deve ser chamado de copolímero.
Basicamente dois tipos de polimerização podem acontecer:
⇒  Polimerização  de  adição:  Consiste  em  adicionar  os  monômeros  nas  extremidades  das  cadeias  fazendo­a
crescer.  Os  alcenos  são  a matéria  prima  ideal  para  este  tipo  de  reação,  por  conta  da  possibilidade  de  quebra
catalítica da dupla ligação, liberando elétrons para estabelecimento de uma nova ligação covalente. Atualmente os
polímeros de adição dominam a economia das  indústrias químicas. Para  se  ter  idéia,  somente  cinco destes  são
responsáveis por mais da metade da produção mundial de plásticos.
⇒ Polimerização de condensação: Nesta modalidade normalmente são usados monômeros diferentes na mesma
cadeia. Outra característica é que além da formação das moléculas poliméricas há a formação de um subproduto,
como  água,  algum  tipo  de  álcool  ou  mesmo  amônia.  Durante  o  processo,  cada  nova  molécula  que  se  une  ao
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polímero acaba levando à formação de uma molécula do subproduto. Os diversos tipos de náilons (tecidos à base
poliamidas) são obtidos desta forma.