Practica 9

Introducción:

Mecanismo de sustitución nucleofílica SN1:

Las reacciones que comprenden la formación de intermediarios se llevan a cabo en etapas definidas. En la primera de ellas el grupo saliente se aleja con los electrones del enlace y forma un carbocatión trigonal con hibridación sp2. El carbocatión resultante reacciona de inmediato con un nucleófilo.

La primera etapa del mecanismo consta sólo de una ruptura de enlaces y es sin duda la determinante de la velocidad. La pérdida del grupo saliente va seguida de una etapa mucho mas rápida en la cual un nucleófilo aporta un par del electrones para formar un nuevo enlace con el carbocatión. La facilidad de una sustitución SN1 tiene relación directa con la estabilidad del carbocatión que se forma.

En virtud de que en el pasodeterminante de la velocidad de una reacción SN1 participa sólo el substrato, esta reacción es unimolecular.

Orden de reactividad de los alcoholes por clase:

La reactividad que se observa en las distintas clases de alcoholes se explica por la estabilidad de los cationes intermediarios.

Originalmente, las estabilidades de los cationes se ordenaron en base a observaciones experimentales. Una de las fuentes de estas observaciones era la prueba de Lucas, un ensayo cualitativo clásico para distinguir alcoholes primarios, secundarios y terciarios.

Cuando se tratan con el reactivo de Lucas, una mezcla de un ácido de Bronsted (HCl acuoso concentrado) con uno de Lewis (ZnCl2), los alcoholes sufren una ruptura heterolítica y se forman halogenuros de alquilo. Esta conversión se verifica a través de un carbocatión intermediario, y la velocidad de reacción es paralela a la facilidad de formación (estabilidad) de ese ion.

El alcohol se disuelve inicialmente en el reactivo de Lucas; sin embargo, con los alcoholes secundarios y terciarios aparece una capa insoluble porque el halogenuro de alquilo que se produce no tiene un enlace O-H polar capaz de participar en la formación de puentes de hidrógeno. El producto es mucho menos soluble en agua que el alcohol inicial. La rapidez de aparición de la capa depende de la velocidad de

reacción del alcohol.

El grupo OH- se sustituye por grupo Cl- en esta reacción, la cual se describe por tanto como una reacción de titulación.

1. ¿Cuál es el propósito de adicionar cloruro de calcio 20 minutos después de iniciada la reacción?

R=Para alcalinizar al acido clorhídrico presente en la sustancia

2. Explica porque se adiciona solución de bicarbonato de sodio al 5% cuando se lava el coluro de ter-butilo y porque no se puede usar hidróxido de sodio.

R=Como en la síntesis se empleo HCl, para su purificación se requiere neutralizar el exceso de acido que no haya reaccionado. Pero como el NaOH es una base fuerte podría promover una reacción de eliminación del anión cloruro, para dar una olefina, o también, aunque probablemente en menor grado, una reacción de sustitución nucleofila del cloruro por el hidroxilo. Esto daría un producto que no sería el cloruro de ter-butilo esperado. Por eso se neutraliza con una base más débil como es el bicarbonato de sodio, esto no dará problemas de reacciones secundarias indeseables.

3. Al adicionar bicarbonato de sodio se produce una efervescencia, indica de que gas está formada y explica mediante una reacción ¿Cómo se produce?

R= Se produce CO2

Para eliminar restos de HCl que no hayan reaccionado. Tratando con NaHCO3 se neutraliza el HCl generando NaCl, CO2 y H2O.

NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O

INTRODUCCIÓN

El estudio de la cinética química se basa en el análisis de las velocidades de reacción. Una típica forma de obtener la velocidad de reacción y su constante de velocidad “k” es si de alguna forma se conoce la concentración de reactivos y/o productos en función de tiempo. Luego dichos datos se linealizan con la ecuación cinética de primer orden:

aA + bB = zZ

En donde de pendiendo de los reactivos y el tiempo en que estos se consumen o dicho de otra manera se forman los reactivos.

Es por esto que la velocidad de reacción se define como la cantidad de sustancia (moles) que reacciona por unidad de tiempo y volumen:

VA= - (dnA / dt) V

Ahora si el volumen permanece constante puede ser representada como:

VA= -d [A]/ dt

Según la ley de velocidad para las reacciones ya señaladas a temperatura constante, las velocidades de reacción varían con la concentración de reactivos en forma simple. Considerando la Ec.1 expresamos esto mediante la siguiente ecuación de velocidad:

Velocidad: k [A]α [B]β

En donde k es una constante de proporcionalidad denominada constante de velocidad, a y b son los órdenes de reacción, en donde el valor de k dependerá de la temperatura, de la presión, del solvente y de la presencia de catalizadores o inhibidores

1. Indicar por qué las reacciones de solvólisis realizadas, es importante:

Controlar la temperatura a +30°C

Como e comprobó en la experiencia, la temperatura es unfactor que influye en la velocidad de reacción. Esto es así ya que a mayor temperatura mayor es la energía de las moléculas, lo que aumenta el número de colisiones aumentando la velocidad de la reacción.En esta experiencia comprobamos que a mayor temperatura, menor es el tiempo de reacción. Este hecho se relaciona con la energía de activación, que corresponde a la energía necesaria para que lareacción comience. Al haber mayores temperaturas se hace más fácil alcanzar la energía de activación, con lo que la velocidad de reacción

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