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
- escribir la ecuación no balanceada de la reacción en su forma iónica (ver qué elementos se oxidan y cuáles se reducen)
- dividir la ecuación en dos semireacciones y colocar los N.O a cada compuesto
- cada semireacción se balancea según el número, tipo de átomos y cargas
- 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
- verificar
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pasos
en medio básico
- escribir la ecuación no balanceada de la reacción en su forma iónica (ver qué elementos se oxidan y cuáles se reducen)
- dividir la ecuación en dos semireacciones y colocar los N.O a cada compuesto
- cada semireacción se balancea según el número, tipo de átomos y cargas
- 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+
- por cada H+ se debe agregar un OH- en cada lado de la ecuación --> H+ + OH- = H2O
- 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