6 I composti organici

6.1 I carboidrati

I carboidrati detti anche glucidi sono molecole composte da carbonio (C), idrogeno (H) e ossigeno (O) e sono chiamati per questo composti ternari. Il rapporto tra gli atomi di idrogeno e di ossigeno è sempre di 2 a 1, come accade per l’acqua. I carboidrati hanno una molecola formata da uno o più anelli di atomi di carbonio; la loro classificazione si basa proprio sul numero di tali anelli molecolari.

Come sono classificati i carboidrati?
Nelle illustrazioni gli anelli molecolari sono schematizzati come esagoni.
I monosaccaridi (14 ), formati da un’unica molecola chiusa ad anello, sono i carboidrati più semplici e prendono il nome comune di zuccheri. Sono dolci e si sciolgono in acqua.
I principali sono:
- il glucosio ( a ), prodotto dalle piante attraverso la fotosintesi, presente in molti frutti, nel nettare dei fiori e nel miele;
- il fruttosio ( b ), contenuto nella frutta e nel miele.


I disaccaridi (15 ) sono costituiti da due anelli molecolari, anch’essi sono dolci, si sciolgono in acqua e sono chiamati zuccheri.
I più comuni sono:
- il saccarosio ( a ), lo zucchero che si utilizza in cucina e che si estrae dalla barbabietola o dalla canna;
- il lattosio ( b ), contenuto nel latte.


I polisaccaridi (16 ) sono formati da molti anelli molecolari attaccati gli uni agli altri e disposti in lunghe catene.
Sono polisaccaridi:
- la cellulosa ( a ): costituisce la parete delle cellule vegetali; è presente nelle fibre delle piante erbacee e nel legno degli alberi. Serve per fabbricare la carta e alcuni tessuti;
- l’amido ( b ): è la riserva di cibo per i vegetali e viene prodotto a partire dal glucosio ottenuto con la fotosintesi. È contenuto nelle foglie, nelle radici, nei semi, nei fusti sotterranei. È una importante fonte di energia anche per gli animali e per l’uomo che lo introduce cibandosi di vegetali, pasta, pane, semi;
- il glicogeno ( c ): è una sostanza di origine animale e rappresenta una riserva di energia che si accumula nei muscoli e nel fegato. La sua molecola è formata da catene di glucosio ramificate;
- la chitina ( d ): è anch’essa di origine animale, costituisce il rivestimento degli artropodi e degli anellidi.

6.2 I grassi

I grassi o lipidi, sono formati, come i carboidrati, da carbonio, idrogeno e ossigeno. Non sono solubili in acqua, con la quale formano le emulsioni. Si trovano sia negli organismi vegetali, sia negli animali e costituiscono un gruppo di composti molto diversi tra loro.

Quali tipi di grassi esistono?
I trigliceridi sono formati da una molecola di glicerolo e tre molecole di acidi grassi (17). Poiché gli acidi grassi possono essere di diversi tipi, combinandosi con il glicerolo danno origine a vari tipi di trigliceridi. Costituiscono una importante fonte di energia di riserva; sono assunti con gli alimenti o possono essere sintetizzati dalle cellule. Possono essere di origine animale, come il burro, il lardo, le carni grasse o di origine vegetale, come i vari tipi di olio (oliva, mais, soia, arachide, girasole, palma), le margarine, il burro di cacao.
I fosfolipidi sono formati da una molecola di glicerolo, due molecole di acidi grassi e un gruppo fosforico o azotato e sono i principali costituenti delle membrane cellulari (18).

6.3 Le proteine

Le proteine, dette anche protidi, sono molecole molto complesse formate da molecole più semplici, gli amminoacidi, composti costituiti da carbonio (C), idrogeno (H), ossigeno (O) e azoto; sono perciò detti composti quaternari. Talvolta possono contenere anche atomi di zolfo, fosforo, ferro e magnesio. Si conoscono 20 tipi diversi di amminoacidi che si collegano tra loro a formare lunghe catene.

Che cosa distingue una proteina dall’altra?
Puoi costruire un modello di proteina usando palline di colore diverso (che rappresentano gli amminoacidi), infilate con un filo a formare una collana.


La differenza tra le prime due “collane” ( a e b ) è dovuta all’ordine in cui si susseguono le palline, quella fra le “collane” ( c e d ) dovuta al diverso numero delle palline. Le differenze tra una proteina e un’altra dipendono quindi dall’ordine, dal numero e dal tipo di amminoacidi che formano la proteina: basta una sola variazione nella sequenza per dare una proteina diversa. La varietà delle molecole proteiche è enorme; nell’organismo umano, per esempio, sono presenti circa 100000 proteine e ognuna svolge una specifica funzione. Molte proteine costituiscono il materiale di cui sono fatti i viventi: i muscoli, i tendini ma anche i capelli e le unghie sono fatti di proteine. Altre proteine hanno funzioni complesse, come l’emoglobina del sangue che trasporta ossigeno e anidride carbonica o gli enzimi, proteine capaci di far avvenire più velocemente importanti reazioni chimiche negli organismi come per esempio la digestione. Gli animali sintetizzano le loro proteine a partire dagli amminoacidi ricavati dai cibi digeriti; i vegetali le sintetizzano a partire dal glucosio e dai sali minerali dell’azoto. Ogni specie vivente ha proteine tipiche e diverse da quelle di un’altra specie, anche se gli amminoacidi non differiscono.
Le proteine sono sostanze molto delicate e basta un riscaldamento o il contatto con un acido per alterarne la struttura. Una proteina alterata non può più svolgere la sua specifica funzione e si dice denaturata. La denaturazione delle proteine è un fenomeno molto comune: avviene ogni volta che si fa cuocere un alimento ricco di proteine, per esempio un uovo. Anche la “permanente” fatta dai parrucchieri per arricciare i capelli denatura la cheratina, proteina di cui i capelli sono costituiti.

6.4 Gli idrocarburi

Gli idrocarburi sono i composti organici più semplici; contengono solo atomi di carbonio (C) e di idrogeno (H) e sono detti per questo composti binari. Sono insolubili in acqua e se mescolati a essa formano uno strato oleoso superficiale. Hanno grande importanza economico-industriale perché sono usati come combustibili. Il più semplice idrocarburo è il metano (CH4), un gas incolore e dal lieve odore agliaceo. È un buon combustibile e viene usato come gas da cucina o per riscaldamento; esistono anche auto alimentate a metano. La principale fonte di idrocarburi è il petrolio, una miscela di idrocarburi che vengono separati negli impianti di raffinazione e distillazione.

Come si ottengono gli idrocarburi dalla distillazione del petrolio?
Il petrolio grezzo chiamato “greggio”, estratto dai depositi naturali del sottosuolo, viene trasportato alle torri di frazionamento ( 19 ) dove è portato a temperature via via più elevate. Gli idrocarburi gassosi a temperatura ambiente si separano già a 20 °C, man mano che la temperatura aumenta si separano tutti gli altri idrocarburi, l’etere, la benzina, il cherosene, il gasolio, la nafta, gli oli lubrificanti e al fondo si depositano i residui come il bitume (20). I vari idrocarburi si ottengono quindi sfruttando le diverse temperature di ebollizione; poiché il processo separa più sostanze è detto distillazione frazionata.
A partire dal petrolio nelle industrie chimiche si producono le materie plastiche o polimeri.

Che cosa sono le materie plastiche o polimeri?
Il termine “polimeri” spiega l’origine di tali sostanze che si ottengono collegando, attraverso speciali reazioni, un gran numero di molecole base derivate dal petrolio e dette monomeri.
Sono polimeri molte sostanze usate per fabbricare oggetti di plastica, fibre tessili, isolanti termici.
Le materie plastiche hanno avuto un notevole successo perché sono resistenti, costano poco e durano a lungo essendo inalterabili.
Quest’ultima caratteristica è però anche un problema per l’ambiente: quando le sostanze plastiche di rifiuto non vengono conferite negli appositi contenitori per essere riciclate, costituiscono fonte di inquinamento per l’ambiente.