Come classificare & analizzare le reazioni chimiche

Come classificare & analizzare le reazioni chimiche

Come si procede attraverso la chimica generale, organica ed inorganica, imparerai molti tipi di reazioni e come usarli nella sintesi dei composti. Categorizzare queste reazioni può aiutarvi ad analizzare e comprendere loro. Ciò è particolarmente utile in chimica organica, dove molti problemi coinvolgono proponendo un modo efficace per sintetizzare una molecola più complessa da materiali di base più semplice. Non ci sono regole dure e veloci su come classificare una reazione perché alcune reazioni potrebbero cadere in più di una categoria; lo scopo, tuttavia, è di non classificare definitivamente ogni reazione, ma solo per aiutarti a imparare a giocare.

Istruzioni

• Scrivere un elenco delle reazioni che conosci o che hanno imparato. Non deve essere un elenco completo, purché ti dà un punto di partenza. Forse sai che l'acido solforico concentrato verrà disidratata un alcool ad alta temperatura, ad esempio. Sapete anche che la masterizzazione propano in aria farà anidride carbonica e acqua, e che un acido e una base vicenda neutralizzerà quando si mescolano per fare acqua e un sale. Potrebbe scrivere equazioni chimiche per queste reazioni come segue:

PBr3 + 3 R -OH---> 3 R-Br + P (OH) 3

2 NaOH + H2SO4---> Na2SO4 + 2 H2O

C3H8 + O2 5---> 3 CO2 + 4 H2O

• Determinare quali reazioni prevedono la sostituzione di un gruppo su una catena di carbonio per un altro, queste sono le reazioni di sostituzione. Nella reazione tra Tribromuro di fosforo e l'alcool, per esempio, il bromo è stato sostituito per il gruppo -OH, questa è stata una reazione di sostituzione. Un altro esempio sarebbe la clorazione di etano:

CL2 + C2H6---> HCl + C2H5Cl

dove un cloro viene sostituito con un atomo di idrogeno della catena di carbonio.

• Determinare quali reazioni coinvolgono neutralizzazione di un acido di Bronsted e una base di Bronsted. Acidi di Bronsted dare via gli ioni di idrogeno, mentre le basi di Bronsted occupano gli ioni di idrogeno. Idrossido di sodio è un esempio comune di una base di Bronsted, mentre cloridrico o acido solforico sono acidi di Bronsted. Composti organici con un gruppo carbossilico (-COOH) può fungere da acidi (aceto è un esempio). Una reazione di neutralizzazione produrrà un sale e acqua. Per fare un esempio:

2 NaOH + H2SO4---> Na2SO4 + 2 H2O

in cui un Bronsted base, idrossido di sodio, neutralizza l'acido solforico, acido di Bronsted. Si noti che la natura tende sempre ad andare in discesa dalla coppia di base acido/più forte più forte alla più debole più debole di acido/base pair. Di conseguenza, una reazione di neutralizzazione tra un acido forte e base forte farà un sale neutro, mentre una reazione di neutralizzazione tra un acido forte e una base debole farà un sale di acido, e una reazione di neutralizzazione tra un acido debole e base forte farà un sale di base.

• Determinare quali reazioni provocano la formazione di legami carbonio-carbonio. Questa classe di reazioni è molto utile in chimica organica, perché formando nuovi legami carbonio-carbonio consente di espandere lo scheletro di una molecola organica e fare un prodotto più complesso. Per esempio:

CH3Li + CH3CHO---> CH3-(CHOH)-CH3 + LiOH (workup seguente acido/acqua)

Avviso che avete formato un nuovo legame carbonio-carbonio qui-- la catena del carbonio ora contiene tre atomi di carbonio, con un gruppo -OH incollato il medio tenore di carbonio. Reazioni con reattivi di Grignard sono un modo molto comune per fare nuovi legami carbonio-carbonio.

• Determinare quali reazioni coinvolgono un cambiamento dello stato di ossidazione dei loro partecipanti. Questi generi di reazioni sono chiamati reazioni redox. Per un promemoria su quali ossidazione/riduzione è interamente circa, leggere il riepilogo nella sezione risorse qui sotto. Si noti inoltre che i chimici organici spesso determinano se una molecola è ossidata o ridotto osservando il numero di legami tra carbonio e altri elementi elettronegativi (elettrone-greedy). Se aumenta il numero di legami carbonio ad un elemento più electronegative come ossigeno, cloro o bromo, il composto organico è stato ossidato, e se il numero di tali obbligazioni diminuisce, il composto organico è stato ridotto. Andando da un alcool ad un'aldeide (R -OH a R = O), per esempio, sarebbe l'ossidazione, mentre il contrario sarebbe riduzione.

• Determinare quali reazioni coinvolgono l'ossidazione di un composto organico per formare anidride carbonica e acqua. Questa classe di reazioni viene chiamata combustione, e anche se non è molto utile in chimica organica, essa svolge una parte essenziale nella vostra vita. Propano e ossigeno è un esempio:

C3H8 + O2 5---> 3 CO2 + 4 H2O

Reazioni di combustione sono una sorta di reazione redox che rilascia una notevole quantità di energia. È utilizzarli per potere la vostra auto, produzione di energia elettrica, te caldo in inverno, ecc.

• Determinare se qualsiasi delle reazioni implicano l'aggiunta di due atomi di un composto organico. Questi generi di reazioni sono chiamati reazioni di addizione, e coinvolgono situazioni dove un doppio legame tra due atomi di carbonio è rotto e vengono aggiunti due atomi. Aggiunta di bromo a un doppio-legato al carbonio aggiungerà due bromo, come illustrato di seguito:

CH2 = CH-CH3 + Br2---> CH2Br - CHBr - CH3

Nota il doppio legame rappresentato dal segno di uguale; Questo doppio legame è rotto quando il due bromo vengono aggiunti.

• Prendere le reazioni il tuo professore ha presentato in classe e preparare flashcards con reagenti su un lato e i prodotti da altro. Si noti inoltre su ogni flashcard il tipo di reazione (sostituzione, addizione, redox, formazione di legami carbonio-carbonio, ecc.) Rivedere queste flashcards vi aiuterà a imparare le reazioni che dovete sapere.