1. Introducción | 📘 Alcanos | Joseleg

 | Ciencias de Joseleg | Química | Química orgánica | Alcanos | (Introducción) (Isómeros) (Nomenclatura) (Propiedades físicas) (Obtención de los alcanos) (Usos) (Gasolina) (Referencias)

 

En química orgánica, un alcano o parafina (un nombre trivial histórico que también tiene otros significados) es un hidrocarburo saturado acíclico. En otras palabras, un alcano consta de átomos de hidrógeno y carbono dispuestos en una estructura de árbol en la que todos los enlaces carbono-carbono son simples (IUPAC, 2020). Los alcanos tienen la fórmula química general C_nH_2n+2. Los alcanos varían en complejidad desde el caso más simple de metano (CH₄), donde n = 1 (a veces llamado la molécula principal), hasta moléculas arbitrariamente grandes y complejas, como pentacontano (C₅₀H₁₀₂) o 6-etil-2-metil-5- (1-metiletil) octano, un isómero de tetradecano (C₁₄H₃₀).

Los alcanos son hidrocarburos saturados; es decir, solo contienen enlaces simples carbono-carbono. En este contexto, saturado significa que cada carbono tiene el máximo número de hidrógenos unidos a él. A menudo nos referimos a los alcanos como hidrocarburos alifáticos porque las propiedades físicas de los miembros superiores de esta clase se asemejan a las de las moléculas de cadena larga de carbono que encontramos en las grasas animales y los aceites vegetales (del griego: aleifar, grasa o aceite).

Un hidrocarburo que contiene uno o más enlaces dobles, triples o anillos de benceno carbono-carbono se clasifica como un hidrocarburo insaturado. Estudiamos los alcanos (hidrocarburos saturados) en este capítulo.

Las fuentes primarias de alcanos son el gas natural y el petróleo. Los alcanos más pequeños (metano a través de butano) son gases bajo condiciones ambientales. El metano es el principal componente del gas natural. Los alcanos de peso molecular más alto se obtienen en gran parte refinando petróleo. El metano, el alcano más simple, era un componente importante de la atmósfera temprana de este planeta. El metano todavía se encuentra en la atmósfera terrestre, pero ya no en cantidades apreciables. Sin embargo, es un componente importante de las atmósferas de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Algunos organismos vivos producen metano a partir de dióxido de carbono e hidrógeno. Estas criaturas muy primitivas, llamadas metanógenos, pueden ser los organismos más antiguos de la Tierra, y pueden representar una forma separada de desarrollo evolutivo. Los metanógenos sólo pueden sobrevivir en un ambiente anaeróbico (es decir, libre de oxígeno). Se han encontrado en las trincheras oceánicas, en el lodo, en las aguas residuales y en el estómago de las vacas.

Jöns Jacob Berzelius

El barón Jöns Jacob Berzelius (20 de agosto de 1779 - 7 de agosto de 1848) fue un químico sueco. Berzelius es considerado, junto con Robert Boyle, John Dalton y Antoine Lavoisier, uno de los fundadores de la química moderna (Katz, 2021). Berzelius se convirtió en miembro de la Real Academia Sueca de Ciencias en 1808 y se desempeñó desde 1818 como su funcionario principal. Es conocido en Suecia como el "Padre de la química sueca". El Día de Berzelius se celebra el 20 de agosto en su honor (Berzelius, 1934).

Aunque Berzelius comenzó su carrera como médico, sus contribuciones perdurables fueron en los campos de la electroquímica, los enlaces químicos y la estequiometría. En particular, se destaca por su determinación de pesos atómicos y sus experimentos que llevaron a una comprensión más completa de los principios de la estequiometría, que es la rama de la química relacionada con las relaciones cuantitativas entre elementos en compuestos químicos y reacciones químicas y que estos ocurren en proporciones definidas. Este entendimiento llegó a conocerse como la "Ley de las proporciones constantes"(Berzelius, 1934).

Berzelius era un empirista estricto y esperaba que cualquier nueva teoría fuera consistente con la suma del conocimiento químico contemporáneo. Desarrolló métodos mejorados de análisis químico, que eran necesarios para desarrollar los datos básicos en apoyo de su trabajo sobre estequiometría. Investigó la isomería, la alotropía y la catálisis, fenómenos que le deben sus nombres. Berzelius fue uno de los primeros en articular las diferencias entre compuestos inorgánicos y compuestos orgánicos. Entre los muchos minerales y elementos que estudió, se le atribuye el descubrimiento del cerio y el selenio, y de ser el primero en aislar el silicio y el torio. Siguiendo su interés por la mineralogía, Berzelius sintetizó y caracterizó químicamente nuevos compuestos de estos y otros elementos (Berzelius, 1934).

Berzelius demostró el uso de una celda electroquímica para descomponer ciertos compuestos químicos en pares de constituyentes eléctricamente opuestos. A partir de esta investigación, articuló una teoría que llegó a conocerse como dualismo electroquímico, afirmando que los compuestos químicos son sales de óxido, unidas entre sí por interacciones electrostáticas. Esta teoría, aunque útil en algunos contextos, llegó a ser vista como insuficiente. El trabajo de Berzelius con los pesos atómicos y su teoría del dualismo electroquímico condujeron al desarrollo de un sistema moderno de notación de fórmulas químicas que mostraba la composición de cualquier compuesto tanto cualitativa como cuantitativamente. Su sistema abreviaba los nombres latinos de los elementos con una o dos letras y aplicaba superíndices para designar el número de átomos de cada elemento presente en el compuesto. Más tarde, los químicos cambiaron al uso de subíndices en lugar de superíndices (Berzelius, 1934).