Cintica de las ReaccionesTipos de ReaccinOrden de reaccin: el orden cintico global de una reaccin lo determina el nmero de concentraciones que figuran a la derecha de la expresin de velocidad. El orden de la reaccin con respecto a una especie concreta depende de si dicha especie aparece una o ms veces. 1. Reaccin (unimolecular) de primer ordenReaccin:

Ley de velocidad:

Solucin integrada:

En cualquier reaccin de primer orden habr una cada exponencial de la concentracin del reactivo, como se puede ver en el cuadro izquierdo de la grfica que se muestra a continuacin, correspondiente a una reaccin en la que [A0] = 10-3 M y k = 0,1 s-1. Puesto que el producto se forma a medida que desaparece el reactivo, se debera producir un correspondiente incremento exponencial en la concentracin del producto. En cualquier reaccin de primer orden, hay tambin una relacin lineal entre el ln[reactivo] y el tiempo, como se puede ver en el cuadro derecho de la grfica. La pendiente de esta grfica semilogartmica es sencillamente k.

El tiempo de vida media de una reaccin (t1/2) es el tiempo que tardan en convertirse en productos la mitad de los reactivos. En una reaccin de primer orden, t1/2 es una constante y se puede calcular a partir de la constante de velocidad, del siguiente modo:

2. Reaccin de segundo orden (dimerizacin)Reaccin:

Ley de velocidad:

Solucin integrada:

La ecuacin anterior es hiperblica y la cintica de dimerizacin de segundo orden recibe, a menudo, el nombre de cintica hiperblica.

Las grficas que se muestran a continuacin son de una reaccin de dimerizacin en la que [A0]= 10-6 M y k = 2 x 105 M-1 s-1. A primera vista, la cada de [A] con el tiempo (cuadro de la izquierda) que se produce en esta reaccin de segundo orden parece similar a la de la reaccin de primer orden descrito anteriormente, pero en realidad es diferente, como se puede observar por las ecuaciones que describen la variacin de [A] en el tiempo.

El modo ms sencillo de determinar la constante de velocidad en este caso es realizar la representacin grfica de 1/[A] frente al tiempo y calcular la pendiente, que equivale a k. Obsrvese, no obstante, que la representacin grfica de 1/[A] frente al tiempo no es una recta. La expresin del tiempo de vida medio en este ejemplo de segundo orden es:

Clasificacin de las Reacciones Orgnicas1. Reacciones de adicinSon reacciones en las que enlaces mltiples se transforman en enlaces sencillos. Pueden ser reacciones de adicin a enlaces carbonocarbono dobles (C=C) o triples (CC), a grupos carbonilo (C=O) o a grupos nitrilo (CN). Reacciones de adicin en alquenos y alquinos: Los enlaces mltiples en alquenos y alquinos presentan una tendencia caracterstica a participar en reacciones de adicin:

Las reacciones anteriores se llaman de adicin electrfila porque comienzan por el ataque del electrfilo (H+, Br+, etc.) al enlace mltiple. Esta es la etapa lenta, lo que justifica que la adicin de H+ catalice la adicin de cidos dbiles.

Si el alqueno no es simtrico, la reaccin puede producir dos ismeros diferentes:

La obtencin mayoritaria del ismero 2bromopropano se cree que se debe a la mayor estabilidad del carbacatin intermedio (A), que tienen dos grupos +I, con respecto al carbacatin (B) que tiene uno slo.

Para la mayora de adiciones a enlaces mltiples se puede deducir el ismero mayoritario siguiendo el mismo razonamiento, lo que se resume en la regla de Markovnikoff: El hidrgeno se une al carbono con mayor nmero de tomos de hidrgeno

Sin embargo, no todas las adiciones a dobles enlaces siguen la regla de Markovnikoff. As:

La diferencia se justifica suponiendo que, en presencia de perxidos, la adicin no sigue un mecanismo de adicin electrfila sino uno ms complejo por radicales libres.Reacciones de polimerizacin: Una reaccin de polimerizacin de un alqueno puede ser considerada como una reaccin de autoadicin:

Reacciones de cicloadicin: Un ejemplo tpico son las reacciones de DielsAlder:

Reacciones de hidrogenacin: La reaccin ms simple del doble enlace es su saturacin con hidrgeno. La hidrogenacin requiere un catalizador:

2. Reacciones de eliminacinLas reacciones de eliminacin son las reacciones inversas a las de adicin. Normalmente requieren de alguna sustancia que cambie el sentido espontneo de la reaccin. As en la siguiente reaccin, la precipitacin de KI acta como fuerza conductora de la reaccin:

La siguiente reaccin precisa de la presencia de un deshidratante como H2SO4, que retire el agua producida:

3. Reacciones de sustitucinLas reacciones de sustitucin son aquellas en las que se sustituye un tomo o grupo atmico de una molcula por otro. Se pueden clasificar como reacciones de sustitucin por radicales libres, de sustitucin nuclefila o de sustitucin electrfila.Reacciones de sustitucin en haloalcanos: La siguiente adicin es de sustitucin nuclefila en el sentido en que el nuclefilo (OH) el que ataca al clorometano produciendo la sustitucin.

Se pueden considerar dos mecanismos para esta reaccin:

Como en todos los casos se ha encontrado que las cinticas de reaccin entre el clorometano y el ion hidrxido son de segundo orden, se puede concluir que el mecanismo de esta sustitucin es de tipo SN 2 (S de sustitucin, N de nuclefila y 2 de segundo orden). El mecanismo de una reaccin de sustitucin nucleoflica afecta a su estereoqumica. En una reaccin SN 2 el ataque puede ser dorsal o lateral y se puede diferenciar entre ellos si se utiliza un reactivo pticamente activo:

Se ha encontrado que para este proceso, y otros procesos SN 2, se produce inversin de configuracin, lo que apoya como mecanismo probable el de desplazamiento dorsal.Reacciones de sustitucin en arenos: Los cicloalquenos, como los alquenos, dan reacciones de adicin.

La entalpa esperable para la hidrogenacin del benceno, considerando que posee tres enlaces dobles, es de 3(120) = 360 kJ mol-1. En realidad, la entalpa medida experimentalmente es de 208 kJ mol-1. Esta diferencia se debe a que el benceno es en realidad un hbrido de resonancia de dos formas cannicas y los 152 kJ mol-1 de diferencia es la estabilizacin que produce la resonancia (energa de resonancia).

El benceno, y en general todos los arenos, dan preferentemente reacciones de sustitucin frente a las de adicin, ya que as se mantiene la resonancia del areno.

4. Reacciones entre cidos y basesAunque menos habituales que en qumica inorgnica, muchas reacciones orgnicas entran dentro de esta categora. Los cidos carboxlicos, alcoholes y acetilenos terminales son algunos ejemplos de sustancias que pueden comportarse como cidos, disminuyendo en el orden mencionado su fuerza cida. As pueden reaccionar con bases:

Estos cidos tambin pueden oxidar a los metales:

La reaccin entre un cido carboxlico y un alcohol (esterificacin de Fischer) puede tambin considerarse una reaccin cidobase:

Bibliografa: Ronald Breslow. (2003). Mecanismos de Reacciones Orgnicas. Espaa: Revert, S.A.