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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Riesgos de alcoholes y cetonas y posición del grupo carboxilo

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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  1. Desnaturalizan enzimas y proteínas, dañan membranas lipídicas, provocan toxicidad metabólica (acetaldehído, cetoacidosis) e inhiben procesos vegetales. 6. Sí; en ácidos dicarboxílicos y ramificados (ácido cítrico, málico, oxálico) el \mathrm{-COOH} puede no estar en el extremo.
📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 121

Quimica 3° · 2024

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Ejercicio 5

Enunciado: ¿Qué riesgos ocasionan los alcoholes y las cetonas en los tejidos y fluidos de animales y plantas, durante el proceso de la digestión y otros procesos químicos en el interior de las células?

  1. Polaridad y solubilidad: tanto los alcoholes (\mathrm{R{-}OH}) como las cetonas (\mathrm{R{-}CO{-}R'}) poseen grupos polares capaces de formar puentes de hidrógeno con el agua y con las macromoléculas biológicas (proteínas, membranas, ADN). Esto los hace miscibles en los fluidos corporales y los permite cruzar membranas.
  2. Riesgo de denaturación de proteínas: el etanol (\mathrm{CH_3CH_2OH}) y la propanona (\mathrm{CH_3COCH_3}) rompen los puentes de hidrógeno que estabilizan la estructura terciaria de las enzimas; al desnaturalizarlas, se alteran los procesos digestivos y metabólicos (por ejemplo, el metabolismo de carbohidratos y el ciclo de Krebs).
  3. Riesgo en tejidos y mucosas: por su polaridad, deshidratan las células al disolver la capa lipídica protectora de la piel y las membranas, provocando irritación de ojos, vías respiratorias y tubo digestivo.
  4. Metabolismo hepático y toxicidad: en animales, la deshidrogenasa convierte el etanol en acetaldehído (\mathrm{CH_3CHO}), un aldehído altamente tóxico y cancerígeno, y después en ácido acético; en grandes cantidades causa esteatosis, hepatitis y cirrosis.
  5. Cetonas biológicas: la propanona se forma en estados de cetoacidosis (diabetes, ayuno prolongado) y, en concentraciones altas en sangre y orina, altera el pH sanguíneo y produce acidosis metabólica; además es inflamable y tóxico por inhalación.
  6. Cetonización y fermentación en plantas: el acumulo de alcoholes (etanol) por fermentación en tejidos de plantas estresadas por inundación inhibe el crecimiento de la raíz y la germinación; algunas cetonas vegetales actúan como fitoalejinas pero, en exceso, inhiben el transporte de azúcares.
Respuesta

Los alcoholes y cetonas son polares y miscibles en los fluidos biológicos; dañan tejidos y células al desnaturalizar enzimas y proteínas, al dañar las membranas lipídicas, por su toxicidad metabólica (acetaldehído en animales, cetoacidosis en diabetes) y por inhibir procesos como la germinación en plantas.

6
Ejercicio 6

Enunciado: ¿Puede existir un ácido carboxílico en el que el grupo funcional no se encuentre en el extremo de la cadena? Justifico mi respuesta y escribo otros ejemplos de ácidos carboxílicos.

  1. Reconocemos el grupo funcional: el grupo carboxilo es \mathrm{-COOH}, con carbono doblemente enlazado a oxígeno (\mathrm{C=O}) y unido a un hidroxilo (\mathrm{-OH}). El carbono carboxílico siempre forma un término de la cadena de carbonos de esa unidad funcional.
  2. Regla general: en los ácidos carboxílicos simples de una sola cadena (un único \mathrm{-COOH}), el grupo sí ocupa un extremo. El carbono del \mathrm{-COOH} está enlazado a tres heteroátomos (dos oxígenos y el resto de la cadena), por lo que nunca puede quedar en el interior de la cadena.
  3. La excepción — ácidos dicarboxílicos: cuando hay dos grupos \mathrm{-COOH}, uno queda en cada extremo; la molécula completa tiene, además, carbonos internos al grupo funcional.
  4. La excepción real — ácidos con el carboxilo en el centro: en el ácido cítrico el grupo \mathrm{-COOH} central está unido a un carbono que, además de llevar \mathrm{-OH}, está enlazado a dos cadenas \mathrm{-CH_2COOH}; por lo tanto, ese carboxilo no se encuentra en el extremo de la cadena. Lo mismo ocurre con el ácido málico y el ácido tartrónico.
  5. Justificación: en una cadena lineal la posición final se impone por el tipo de enlace del carbono carboxílico; pero al existir más de un grupo carboxilo o ramificación, algunos de ellos quedan en posiciones internas.
Respuesta

Sí. Aunque en un ácido monocarboxílico simple el \mathrm{-COOH} siempre ocupa un extremo de la cadena, en ácidos con dos o más grupos carboxílicos (o ramificados) el grupo funcional puede estar en el interior, como en el ácido cítrico (\mathrm{HOOC{-}CH_2{-}C(OH)(COOH){-}CH_2{-}COOH}).

Contenido de la página

Página 121 - Texto de Química

5. Indago y respondo ¿Qué riesgos ocasionan los alcoholes y las cetonas en los tejidos y fluidos de animales y plantas, durante el proceso de la digestión y otros procesos químicos en el interior de las células?

6. Respondo ¿Puede existir un ácido carboxílico en el que el grupo funcional no se encuentre en el extremo de la cadena? Justifico mi respuesta y escribo otros ejemplos de ácidos carboxílicos.

(Ambas actividades están planteadas como cajas de respuesta para escritura del estudiante.)

Tabla

Compuesto Grupo funcional Riesgo en organismos
Etanol (\mathrm{CH_3CH_2OH}) \mathrm{-OH} Desnaturaliza proteínas, daña mucosas, esteatosis hepática
Metanol (\mathrm{CH_3OH}) \mathrm{-OH} Ceguera y muerte por formación de ácido fórmico
Propanona (acetona) \mathrm{C=O} Cetoacidosis, toxicidad por inhalación
Acetaldehído \mathrm{-CHO} Cancerígeno, daño celular
Ácido cítrico \mathrm{-COOH \times 3} Moderada acidez; grupo funcional interno

Diagrama

graph LR
  EtOH[Etanol] -->|ADH| ACH[Acetaldehído] -->|ALDH| AA[Ácido acético]
  ACH -.->|toxicidad, cancerígeno| T[Tes hepatotóxico]
  CH3COCH3[Acetona] -->|en exceso| KA[Cetoacidosis]
  EtOH -->|desnaturalización| P[Proteínas/enzimas]
  EtOH -->|solubilización| M[Membranas lipídicas]

Fórmulas y ecuaciones

Grupo carboxilo: \mathrm{-COOH}

Ácido oxálico: \mathrm{HOOC{-}COOH}

Ácido cítrico: \mathrm{C_6H_8O_7}

\mathrm{CH_3CH_2OH \xrightarrow{ADH} CH_3CHO \xrightarrow{ALDH} CH_3COOH}

\mathrm{R{-}COOH}

\mathrm{HOOC{-}CH_2{-}C(OH)(COOH){-}CH_2{-}COOH}

\mathrm{CH_3COCH_3}

Glosario (6)

Alcohol
Compuesto orgánico que contiene al menos un grupo hidroxilo (-OH) unido a un carbono sp3.
Cetona
Compuesto con un grupo carbonilo (C=O) unido a dos grupos alquilo.
Ácido carboxílico
Compuesto orgánico con el grupo funcional -COOH, caracterizado por su acidez.
Denaturación
Pérdida de la estructura tridimensional y función de una proteína por agentes químicos o físicos.
Cetoacidosis
Estado patológico de aumento de cuerpos cetónicos que acidifica la sangre.
Ácido dicarboxílico
Ácido carboxílico que posee dos grupos -COOH en su molécula.

Preguntas para practicar

¿Qué riesgos ocasionan los alcoholes y las cetonas en los tejidos y fluidos de animales y plantas?

Son polares y se disuelven en los fluidos corporales; desnaturalizan enzimas y proteínas, dañan la capa lipídica de las membranas, su metabolismo produce sustancias tóxicas (acetaldehído, cuerpos cetónicos) que acidifican la sangre, y en plantas inhiben la germinación y el crecimiento.

¿Puede existir un ácido carboxílico cuyo grupo funcional no esté en el extremo de la cadena?

Sí. En ácidos con dos o más grupos -COOH o ramificados, como el ácido cítrico (tricarboxílico), el grupo central -COOH está unido a un carbono interno de la cadena y no en un extremo.

Temas y conceptos clave

Efectos biológicos de alcoholes y cetonasToxicología de solventes orgánicosPosición del grupo carboxilo en ácidos carboxílicosÁcidos dicarboxílicos y poliacídicosGrupo funcional -OHGrupo carbonilo C=OGrupo carboxilo -COOHDesnaturalización de proteínasCetoacidosisAcetaldehído como metabolito tóxicoÁcido dicarboxílicoÁcido cítrico como ácido tricarboxílico
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📌 Antes de leer esto
  • • Estructura del grupo funcional hidroxilo y carbonilo
  • • Nomenclatura básica de alcoholes, cetonas y ácidos carboxílicos
  • • Concepto de puentes de hidrógeno y polaridad molecular
  • • Estructura de proteínas y membranas celulares
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  1. Indago y respondo ¿Qué riesgos ocasionan los alcoholes y las cetonas en los tejidos y fluidos de animales y plantas, durante el proceso de la digestión y otros procesos químicos en el interior

de las células?

  1. Respondo ¿Puede existir un ácido carboxílico en el que el grupo funcional no se encuentre en el extremo de la cadena? Justifico mi respuesta y escribo otros ejemplos de ácidos carboxílicos.

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