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REACCIONES QUÍMICAS 2 Análisis integrado de una reacción química. Dada los siguientes reactivos, analice los distintos aspectos que intervienen en la reacción y respondan las consignas a continuación: I) CH3-CH2-CH2-CH3 + Br2 ---hv---> ___________________ + _____ a) Analice las propiedades físicas y química de los reactivos (polaridad, estado de agregación, tipo de interacciones que establecen, reactividad, etc.) b) ¿Qué tipo de ruptura de enlaces podrían presentar los reactivos teniendo en cuenta el grupo funcional? (homolítica/heterolítica). c) ¿Qué tipo de formación de enlaces presentaron los productos? (homogénica/heterogénica) d) Para el compuesto carbonado, indique ¿qué tipo de reacción sufriría? (Adición, Sustitución, Eliminación). Justifique explicando su elección. e) Para el compuesto no carbonado, indique ¿qué tipo de compuesto sería? (nucleófilo o electrófilo) f) En base a lo analizado en los incisos b, c, d y e, indique cómo se llama el tipo de reacción que experimenta el compuesto. g) ¿Qué tipo de intermediario o intermediarios son posibles? Nómbrelos y escriba la estructura molecular. h) ¿Es necesario algún tipo de catalizador o factor que acelere la reacción? i) Realice el mecanismo de reacción con flechas curvas, teniendo en cuenta el intermediario de reacción. j) Esquematice el mecanismo de reacción, utilizando un gráfico cartesiano, e indique energía de reactivos, de productos, del intermediario y del estado de transición. Además señale las energías de activación. Para la construcción de este gráfico utilice la simbología adecuada para cada parte. CH3-CH2-CH2-CH3 + Br2 ---hv---> ___________________ + _____ a) Analice las propiedades físicas y química de los reactivos (polaridad, estado de agregación, tipo de interacciones que establecen, reactividad, etc.) CH3-CH2-CH2-CH3 Alcano: butano Apolar, por lo tanto establece interaccione moleculares del tipo apolar : Fuerzas de Van der Wals. Es un gas. Punto de ebullición: 1ºC, Punto de fusión 138ºC Al ser un alcano su reactividad es muy baja (es por la etabilidad del enlace C-H) Reacciones: combustión, craqueo y halogenación. Br2 halógeno, apolar. Interacción del tipo dipolo transitorio. Líquido a temperatura ambiente. Es muy reactivo. b) ¿Qué tipo de ruptura de enlaces podrían presentar los reactivos teniendo en cuenta el grupo funcional? (homolítica/heterolítica). CH3-CH2-CH2-CH3 Ruptura homolítica dará un intermediario homolítico. Br2 Por acción de la luz (hv) el enlaces Br-Br se rompe de forma homolítica. Es muy reactivo c) ¿Qué tipo de formación de enlaces presentarán los productos? (homogénica/heterogénica) Se formarán enlaces homogénicos d) Para el compuesto carbonado, indique ¿qué tipo de reacción sufriría? (Adición, Sustitución, Eliminación). Justifique explicando su elección. El butano sufrirá una reacción por RADICALES Un radical es altamente reactivo ya que contiene un átomo con un número impar de electrones (siete). e) Para el compuesto no carbonado, indique ¿qué tipo de compuesto sería? (nucleófilo o electrófilo) El Br2 como sufre una ruptura homolítica es un RADICAL LIBRE f) En base a lo analizado en los incisos b, c, d y e, indique cómo se llama el tipo de reacción que experimenta el compuesto. SUSTITUCIÓN RADICALARIA. g) ¿Qué tipo de intermediario o intermediarios son posibles? Nómbrelos y escriba la estructura molecular. h) ¿Es necesario algún tipo de catalizador o factor que acelere la reacción? Si la LUZ (hv) CH3-CH2-CH2-CH3 + Br2 ---hv---> ___________________ + _____ CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH2 CH3 i) Realice el mecanismo de reacción con flechas curvas, teniendo en cuenta el intermediario de reacción. Iniciación: Propagación: a) b) Br Br Br2 Luz CH3 CH CH2 CH3 H Br+ BrH + CH3 C CH2 CH3 H CH3 CH2 CH2 CH3 + Br BrH + CH2 CH2 CH2 CH3 Br Br + CH3 C CH2 CH3 H Br + CH3 C CH2 CH3 H Br CH2 CH2 CH2 CH3Br Br + Br + CH2 CH2 CH2 CH3 Br Terminación: Br+ Br Br Br Br CH3 C CH2 CH3 H CH2 CH2 CH2 CH3 + Br + CH3 C CH2 CH3 H Br CH2 CH2 CH2 CH3 Br 1-bromobutano 2% 2-bromobutano 98% Bromo Cuanto más es estable es el radical más fácil es su formación, la estabilidad del radical se refleja en la estabilidad del estado de transición que conduce a su formación Figura tomada de McMurry, pág 362 j) Esquematice el mecanismo de reacción, utilizando un gráfico cartesiano, e indique energía de reactivos, de productos, del intermediario y del estado de transición. Además señale las energías de activación. Para la construcción de este gráfico utilice la simbología adecuada para cada parte. CH3 CH2 CH2 CH3 + Br CH3 C CH2 CH3 H Br + Br CH3 C CH2 CH3 H Br2+ .. . E n er g ía Avance de la reacción ∆G‡ = energía de activación ∆Gº = cambio de energía [ ] = estado de transición ∆G‡ 1 [ ]1 [ ]2 ∆G‡ 2 ∆Gº ii) (CH3)3-C-Br + CH3-OH _______________ + ________ a) Haluro de alquilo: 2-bromo 2-metilpropano Alcohol: metanol Molécula polar Molécula polar Interacciones dipolo dipolo Interacciones Líquido puente hidrógeno Líquido b) Tipo de ruptura para ambos casos: Heterolítica c) Formación de enlaces: Heterogénicos d) Reacción Polar: sustitución (también eliminación) e) Es un compuesto carbonado: Nuecleófilo f) SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA g) Carbocatión terciario propil i) Agua H2O C CH3 CH3 CH3 Br CH3 OH C + CH3 CH3 CH3 Molécula apolar Interacciones de Van der Wals Gas Tipo de ruptura: heterolítica Formación de enalce: heterogénico Reacción polar: Adición Reacción : ADICIÓN ELECTROFÍLICA Carbocatión H-Cl Molécula polar Interacciones dipolo dipolo Tipo de ruptura: heterolítica Formación de enalce: heterogénico Electrófilo Alqueno: 2-metilpropeno O Isobutileno Cloruro de hidrógeno C C CH3 CH3 H H III) (CH3)2-C=CH2 + HCl C + C CH3 CH3 H H H Molécula polar Interacciones dipolo diplo Tipo de ruptura: heterolítica Formación de enalce: heterogénico Reacción polar: Eliminación 2 No hay formación de intermediario H-Cl Molécula iónica Interacciones de tipo iónicas Tipo de ruptura: heterolítica Formación de enalce: heterogénico Haluro de alquilo: 1- bromo ciclohexano Hidróxido de potasio en etanol IV) Br H H H + KOH CH3CH2OH CAMBIO DE CONDICIONES PARA LA REACCIÓN V Molécula polar Interacciones dipolo diplo Tipo de ruptura: heterolítica Formación de enalce: heterogénico Reacción polar: Adición Molécula polar Interacciones puente hidrógeno Tipo de ruptura: heterolítica Formación de enalce: heterogénico Nucleófilo Propanona Acetona Metanol CH3CH3 O CH3 OH+ Medio ácido (HCl) Br
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