Reacciones de los Alcanos
Combustión
Ejemplo:
CnH2n+2 + O2 n CO2 + H2O(n+1)
+ O23 CO2 + 4 H2O
Desintegración e Hidrodesintegración
H2 / calorC5H12
C7H16
Hidrodesintegración catalítica
Desintegración Catalítica C5H10
C7H16
Calor
Catalizador
SiO2 o Al2O3
Halogenación
CH4 + Cl2 CH3Cl + CH2Cl2 + CHCl3 + CCl4 + HClcalor ó h.v
Mecanismo
Termodinámica
Cinética
Estudio de las Reacciones Químicas
Reacción Química Equilibrio Velocidad
Mecanismo (curso R-> P)
Cloración del Metano
Mecanismo propuesto: Reacción en cadena de Radical libre
Etapas:1. Iniciación: genera un reactivo intermediario (RI)2. Propagación: RI reacciona con molécula estable
para formar otro RI’ (en cadena)3. Terminación Destrucción de los RI
Iniciación
Cl Cl + h. v 2 Cl
Propagación
Primer paso C
H
H H
H
+ Cl C
H
H
H + H - Cl
Segundo pasoC
H
H
H + Cl Cl C
H
H Cl + Cl
H
E
Coord. de la Reacción
CH4 + ClCH3 + Cl2
CH3Cl + Cl
Ea=4
Ea= -25
Ea= -26
Est. de transición que determina la velocidad
Postulado de Hammond
Reacciones de TerminaciónCl + Cl Cl Cl
C
H
H
H C
H
H
H+ C
H
H
H C
H
H
H
C
H
H
H choca en pared C
H
H
H Pared
Cl choca en pared Cl Pared
• Keq =1.1 x (EXP) 19
• Energía de Disociación de enlace (Homolítico)ΔH = - 25 kcal/molFormación de enlaces -> Desprende ERuptura de enlaces -> Absorbe E
CH4 + Cl2calor ó h.v
CH3Cl + HCl
• Cinética y ecuación de velocidad
(Tabla 1)
• Estados de Transición: tránsito R -> P-Las moléculas pueden ir hacia P ó R-Inestable, no se puede aislar ( ≠ Intermediario)
A + B C + D v = Kr Aa
B b
Kr = A e -Ea/RT
Reacción Ea/molkcal
V relativa ( ) 300K 500 K
1,2 140.000 300.000
4 1.300 18.000
18 9 x 10-8 0.015
34 2 x 10-19 2 x 10-9
F + CH4 HF + CH3
CH3+ CH4Cl HCl +
+ CH4 + CH3Br HBr
+ CH4 + CH3F HF
e -Ea/RT x 106
Cloración del propano
+ Cl2
Cl
Cl+
40%
60%
Relación H 1º: 40 % /6 = 6,67%
Relación H 2º: 60 %/2= 30%
H 2º / H 1º = 30% / 6,67% = 4,5 veces más reactivos
Reactividad Radicales
Estabilidad
Bromación del propano
+ Br2
Br
Br+
97%3%
Otros intermediarios
Estructura de los intermediarios
Finalmente … Carbenos