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