clase 20 de septiembre (reglas reacciones óxido-reducción / balance de ecuaciones redox/ reacciones anillos arómaticos)

reacción óxido-reducción

transferencia de electrones (e-)

pérdida de e- --> aumenta el N.O

ganancia de e- --> disminuye el N.O

GRuPO

agente reductor: se oxida, pierde e-

agente oxidante: se reduce, gana e-

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N.O: número de cargas que tendría un átomo de en una molécula

reglas

aluminio: +3

oxígeno: -2

metales alcalinotérreos: +2

hidrógeno: +1 (excepto con metales: -1)

metales alcalinos: +1

peróxido de hidrógeno / ion peróxido: -1

iones constituidos por un solo átomo: carga del ion

flúor: -1

elementos libres: 0

en moléculas neutras, la suma de todos los N.O debe ser 0

en un ion con carga, la suma de los N.O deber ser igual a la carga del ion

ion superóxido: -1/2

balance de ecuaciones redox

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método del ion electrón

la reacción se divide en dos semireacciones: oxidación y reducción

las ecuaciones de estas dos reacciones se resuelven por separado y luego se suman para tener la ecuación global balanceada

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pasos

en medio ácido

  1. escribir la ecuación no balanceada de la reacción en su forma iónica (ver qué elementos se oxidan y cuáles se reducen)
  1. dividir la ecuación en dos semireacciones y colocar los N.O a cada compuesto
  1. cada semireacción se balancea según el número, tipo de átomos y cargas
  1. se suman las dos semireacciones y se balancea, los e- a ambos lados se deben cancelar, si poseen diferentes números de e- se multiplica cada semireacción para igualar
  1. verificar

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pasos

en medio básico

  1. escribir la ecuación no balanceada de la reacción en su forma iónica (ver qué elementos se oxidan y cuáles se reducen)
  1. dividir la ecuación en dos semireacciones y colocar los N.O a cada compuesto
  1. cada semireacción se balancea según el número, tipo de átomos y cargas
  1. se suman las dos semireacciones y se balancea, los e- a ambos lados se deben cancelar, si poseen diferentes números de e- se multiplica cada semireacción para igualar --> se agrega un H2O para balancear los O2 y H+
  1. por cada H+ se debe agregar un OH- en cada lado de la ecuación --> H+ + OH- = H2O
  1. verificar

cálculo de N.O del C en moléculas orgánicas

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considerar

cada enlace C-C: 0

cada enlace a un átomo + electronegativo: -1

cada enlace de átomo de hidrógeno: +1

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medio ácido

medio básico

los O se equilibran con H2O y los H con H+

los O se equilibran con OH- y los H con H2O, se tiene que eliminar los protones

agentes de oxidación

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O2, Cr2O3, Cr2O7, MnO4

agentes de reducción

H2 con Ni, Pt, Pd, P° y T°

LiAH4 en éter absoluto

NaHB4 en alcohol absoluto

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Cr2O7

--> ácido o básico -->

Cr+3

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MnO4

--> ácido -->

--> neutro -->

--> básico -->

Mn+2

MnO2

MnO2

reacciones redox más cómunes

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oxidación de alcoholes

oxidación de aldehídos y cetonas

oxidación de alquenos; ozonólisis

reducción; hidrogenación de alquenos

combustión

reducción de aldehídos, cetonas, ésteres, ácidos carboxílicos

reacciones anillos arómaticos

sustitución electrofilica

un H+ del anillo aromático se reemplaza por un reactivo electrofílico E+

generación del reactivo electrofílico: E-1 --> catalizador --> E+ + A-

sustitución en 2 etapas

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se puede producir con distintos elementos

nitración (nitrato)

sulfonación (sulfato)

halogenación (halógeno)

se producen con un intermediario

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alquilación Friedel-Crafts

el haluro de alquilo + un ácido de Lewis = carbocatión R+

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acilación Friedel-Crafts

se usa para obtener acetonas aromáticas

anillo aromático + compuesto halogenado --> AlCl3 --> anillo bencénico con ramificación + HCl

reactividad y orientación de los anillos bencénicos sustituidos

si el grupo unido al anillo

grupo M+: entrega e- al anillo, (+) densidad electrónica, provoca densidades negativas en posiciones orto-para

activantes: hacen al anillo + reactivo y orientan las posiciones ORTO-PARA

grupo -M: saca e- del anillo, (-) densidad electrónica

desactivantes: hacen al anillo - reactivo y orientan en posiciones META

los halógenos son grupos desactivantes, orientan orto-para