Propiedades quimicas de Hidrocarburos.

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Mecanismo de Reacción:

I. Iniciación: Es la formación inicial de radicales libres. En la cloración del metano, el paso de iniciación es la ruptura homolítica del Cl2 en dos radicales libres de Cloro. La energía para esta reacción es proporcionada por la luz ultravioleta o por el calentamiento de la mezcla de reacción a una temperatura determinada

calor

Cl–Cl + 58 Kcal/mol → 2Cl∙

UV

II. Propagación: El radical libre reactivo Cl∙ sustrae un átomo de hidrógeno del CH4, para dar el radical libre metilo y HCl

Cl∙ + H–CH3 + 1Kcal/mol → H-Cl + ∙CH3

El radical libre metilo es también reactivo, en el segundo paso de la propagación, el radical metilo sustrae un átomo de Cloro del Cl2.

∙CH3 + Cl-Cl → CH3Cl + Cl∙ + 25,5 Kcal/mol

El nuevo radical libre Cloro puede sustraer un átomo de hidrógeno de otra molécula de metano y comienza de nuevo la secuencia de propagación. El número de ciclos (número de veces que se pasa a través de las etapas de propagación); depende parcialmente de las energías de los radicales que intervienen en la propagación. Por ejemplo para la cloración de los hidrocarburos por radicales libres, la longitud de la cadena es aproximadamente 1000.

III. Terminación: Cualquier reacción que lleve a la destrucción de radicales libres o a la formación de radicales libres estables, no reactivos, puede terminar el ciclo de propagación de radicales libres. La cloración del metano se termina principalmente combinando los radicales libres con otros radicales libres.

Cl∙ + ∙Cl → Cl2

Cl∙ + ∙CH3 → CH3Cl

∙CH3 + ∙CH3 → CH3CH3

Radicales libres en los sistemas biológicos: Las reacciones de radicales libres son parte integral de la química de los sistemas vivientes. Por ejemplo, ciertos tipos de radiaciones (β, α, γ y rayos X) se llaman radiaciones ionizantes; y se sabe que dañan las células vivas, al producir la ruptura de las moléculas en iones y radicales libres. Estas rupturas pueden causar un daño celular por: (1) destrucción directa de los componentes celulares o (2) formación de radicales o iones, que sufren reacciones anormales con otros componentes celulares. Otro ejemplo de radicales libres lo encontramos en grasas y aceites vegetales que poseen dobles enlaces y cuya autoxidación da una mezcla de productos, que incluye ácidos carboxílicos de bajo peso molecular (y malolientes). La autoxidación produce inicialmente hidroperóxidos, compuestos que contienen el grupo –OOH, y que fácilmente se convierten en mezclas de alcoholes, cetonas y otros productos:

R3CH + ∙O─O∙ → R3COOH → mezcla de productos

Autoxidación Hidroperóxido

3. Intervienen en procesos de combustión como fuente de energía: El proceso de quemar un material, es decir producir una rápida reacción con oxígeno se ve acompañada de abundante emisión de luz y calor. La combustión de materia orgánica como la madera, no es siempre una simple conversión a CO2 y H2O, sino más bien el resultado de una compleja serie de reacciones. Una de ellas es la pirólisis, es decir la fragmentación térmica (en ausencia de oxígeno) de las moléculas grandes en otras más pequeñas que reaccionan posteriormente con el oxígeno en la superficie de la madera, de acuerdo a nuestro ejemplo; es esta la reacción que da lugar a la llama de combustión. En la propia superficie de la madera se produce una lenta oxidación, a temperatura muy elevada del material carbonoso residual. Este proceso y no la llama, es el responsable de la mayor parte de energía calórica liberada en la combustión de la madera o del carbón.

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + calor (212.8 kcal/mol)

La combustión total de un compuesto es su conversión completa en CO2 y H2O. Si el suministro de oxígeno no es suficiente para que se produzca dicha combustión total, tendrá lugar una combustión incompleta que conducirá a la formación de CO o de C elemental en forma de negro humo u hollín.

2 CH3CH2CH3 + 7 O2 → 6 CO + 8 H2O

CH3CH2CH3 + 2 O2 → 3 C + 4 H2O

4. Reactivo de Grignard (RMgX): Cuando se pone en contacto una solución de un halogenuro de alquilo en éter etílico seco, (C2H5)2O, con virutas de magnesio metálico se produce una reacción vigorosa: la solución se hace lechosa, comienza a hervir y el magnesio metálico desaparece gradualmente.

éter

CH3I + Mg → CH3MgI

Yoduro de metilo Yoduro de metilmagnesio

El enlace carbono-magnesio es covalente, pero muy polar, mientras que el enlace magnesio-halógeno es esencialmente iónico.

El reactivo de Grignard es el miembro mejor conocido de un tipo de sustancias llamadas compuestos organometálicos, que se caracterizan por la unión de un carbono a un metal: Li, K, Na, Zn, Hg. Los compuestos organométalicos deben su enorme utilidad a que pueden servir como puente para la transferencia de carbono con sus electrones. El reactivo de Grignard es muy reactivo, se combina con numerosas sustancias inorgánicas como el H2O, el CO2 y el O2 y con la mayoría de los compuestos orgánicos.

La reacción con agua para formar un alcano es típica del comportamiento del reactivo de Grignard con los ácidos, la reacción es el desplazamiento del ácido más débil, R-H, de su sal por el ácido más fuerte HOH.

RMgX + HOH → R-H + Mg(OH)X

Ácido más Ácido más

Fuerte Débil

RMgX + NH3 → R-H + Mg(NH2)X

Ácido más Ácido más

Fuerte Débil

RMgX + CH3OH → R-H + Mg(OCH3)X

Ácido más Ácido más

Fuerte Débil

PROPIEDADES QUÍMICAS DE ALQUENOS:

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