Compuesto orgánico o molécula orgánica es una sustancia que contienen carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-Hidrógeno. En muchos casos contienen oxigeno, nitrógeno, azufre, fósforos, boros alogenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. Algunos compuestos del carbono, carbonatos y los óxidos de carbono, no son moléculas orgánicas. La principal característica de estas sustancias es que arden y pueden ser quemadas (son compuestos combustibles). La mayoría de los compuestos orgánicos se producen de forma artificial mediante sintesis química aunque algunos todavía se extraen de fuentes naturales.
Propiedades de los Compuestos Orgánicos
En general, los compuestos orgánicos covalente se distinguen de los compuestos inorgánicos en que tienen puntos de fusión y ebullición más bajos. Por ejemplo, el compuesto iónico cloruro de sodio (NaCl) tiene un punto de fusión de unos 800 °C, pero el tetracloruro de carbono (CCl4), molécula estrictamente covalente, tiene un punto de fusión de 76,7 °C. Entre esas temperaturas se puede fijar arbitrariamente una línea de unos 300 °C para distinguir la mayoría de los compuestos covalentes de los iónicos.
Gran parte de los compuestos orgánicos tienen los puntos de fusión y ebullición por debajo de los 300 °C, aunque existen excepciones. Por lo general, los compuestos orgánicos se disuelven en disolventes no polares (líquidos sin carga eléctrica localizada) como el octano o el tetracloruro de carbono, o en disolventes de baja polaridad, como los alcoholes, el ácido etanoico (ácido acético) y la propanona (acetona). Los compuestos orgánicos suelen ser insolubles en agua, un disolvente fuertemente polar.
El petroleo tiene el problema de ser insoluble en agua
Los hidrocarburos tienen densidades relativas bajas, con frecuencia alrededor de 0,8, pero los grupos funcionales pueden aumentar la densidad de los compuestos orgánicos. Sólo unos pocos compuestos orgánicos tienen densidades mayores de 1,2, y son generalmente aquéllos que contienen varios átomos de halógenos.
Los grupos funcionales capaces de formar enlaces de hidrógeno aumentan generalmente la viscosidad (resistencia a fluir). Por ejemplo, las viscosidades del etanol, 1,2-etanodiol (etilenglicol) y 1,2,3-propanotriol (glicerina) aumentan en ese orden. Estos compuestos contienen uno, dos y tres grupos OH respectivamente, que forman enlaces de hidrógeno fuertes.
Compuestos Orgánicos más importantes, como se obtienen, sus propiedades y usos:
Ácido Acético (CH3COOH)
Obtención: Se obtiene de 3 formas:
Por oxidación catalítica de los gases del petróleo
Por oxidación del etanal o acetaldehido
Haciendo reaccionar alcohol metílico con monóxido de carbono
Propiedades: Se presenta como liquido incoloro de olor muy picante. Funde a 16 ºC y ebulle a 11 8ºC. Su densidad es 1,05q/cm3. Es soluble en agua, alcohol y éter.
Usos: Se emplea en la producción del plástico, como alimento, en la fabricación de colorantes, insecticidas y productos farmacéuticos; como coagulante del látex natural.
Ácido ascórbico o Vitamina C:
Obtención: Se encuentra presente en las frutas cítricas
Propiedades: Se presenta en forma de cristales blancos. Es soluble en agua, ligeramente soluble en alcohol e insoluble en éter. Funde a 192ºC
Usos: Se emplea como antioxidante y preservativo de alimentos como la mantequilla, la leche de larga duración, bebidas y vinos. En medicina, para prevenir el escorbuto.
Ácido Cítrico (C6H8O7):
Obtención: A partir de las frutas como el limón, la lima, la toronja y la naranja. También se le obtiene por fermentación degradante de carbohidratos.
Propiedades: Se presenta en forma de cristales o polvo translúcido incoloro. Funde a 153 ºC. Su densidad es 1,54g/cm3. Es soluble en agua y en alcohol.
Usos: Se usa como antioxidante en alimentos tales como vinos, bebidas refrescantes y sodas, confitería, leche concentrada de larga duración y alimentos enlatados (caviar, gambas); como agente quitamanchas del acero inoxidable y de otros metales
Alcohol etílico o Etanol (C2H6O):
Obtención: Se puede obtener de diversas maneras: por síntesis, partiendo del acetileno; por fermentación de sustancias azucaradas y por destilación del vino.
Propiedades: Es un liquido incoloro, de olor característico agradable y sabor ardiente. Ebulle a 78 oc Es soluble en agua, en todas las proporciones. Su densidad es 0,79g/cm3.
Usos: Como componente de las bebidas alcohólicas y en la síntesis de compuestos orgánicos.
¿A qué se debe que haya tantos compuestos orgánicos y donde están presentes?
Los compuestos orgánicos constituyen la mayor cantidad de sustancias que se encuentran sobre la tierra. Contienen desde un átomo de carbono como el gas metano CH4 que utilizamos como combustible, hasta moléculas muy grandes o macromoléculas con cientos de miles de átomos de carbono como el almidón, las proteínas y los ácidos nucleicos.
La existencia de tantos compuestos orgánicos de diferentes tamaños se debe principalmente a:
La capacidad del átomo de carbono para formar enlaces con otros átomos de carbono.
La facilidad con que el átomo de carbono puede formar cadenas lineales, ramificadas, cíclicas, con enlaces sencillos, dobles o triples.
El átomo de carbono, puede formar enlaces en las tres dimensiones del espacio
Identificación rápida de los Compuestos Orgánicos
Un compuesto orgánico se reconoce porque al arder produce un residuo negro de carbón. Al comparar el estado físico y la solubilidad de diferentes compuestos orgánicos nos percatamos de que:
Pueden existir en estado sólido, liquido o gaseoso
La solubilidad en el agua varía, desde los que son totalmente insolubles hasta los completamente soluble.
Diferencias entre Compuestos Orgánicos y Compuestos Inorgánicos
No existe diferencia alguna entre estos dos conceptos de hecho, se da el nombre de química orgánica a la parte de la química que estudia los compuestos del carbono, salvo el Sulfuro de Carbono, los Óxidos de Carbono y derivados.
Ésta denominación viene de la creencia antigua y errónea de que sólo los seres vivos eran capaces de sintetizar los compuestos del carbono, sin embargo, aunque la diferencia clásica entre compuestos orgánicos e inorgánicos ha desaparecido, la expresión química orgánica subsiste enfatizada por varias razones, comenzando por el que todos los compuestos considerados orgánicos contengan carbono o que este elemento forma parte de un número casi ilimitado de combinaciones debido a la extraordinaria tendencia de sus átomos a unirse entre sí.
La química orgánica moderna se ocupa de los compuestos orgánicos de carbono de origen natural también de los obtenidos en el laboratorio como algunos fármacos, alimentos productos petroquímicos y carburantes.
Diferencias entre los compuestos orgánicos e inorgánicos en sus diferentes propiedades:
Los compuestos orgánicos ofrecen una serie de características que los distinguen de los compuestos inorgánicos, de manera general se puede afirmar que los compuestos inorgánicos son en su mayoría de caracter iónico, solubles sobre todo en agua y con altos puntos de de ebullición y fusión en tanto, en los cuerpos orgánicos predomina el carácter covalente, sus puntos de ebullición y fusión son bajos, se disuelven en disolventes orgánicos no polares (como éter, alcohol cloroformo y benceno), son generalmente líquidos volátiles o sólidos y sus densidades se aproximan a la unidad.
Los compuestos inorgánicos también se diferencian de los orgánicos en la forma como reaccionan, las reacciones inorgánicas son casi siempre instantáneas, iónicas y sencillas, rápidas y con un alto rendimiento cuantitativo, en tanto las reacciones orgánicas son no iónicas, complejas y lentas, y de rendimiento limitado, realizándose generalmente con el auxilio de elevadas temperaturas y el empleo de catalizadores
