Reacción secundaria

Una reacción secundaria es una reacción química que ocurre al mismo tiempo que la reacción principal, pero en menor medida. Da lugar a la formación de un subproducto , por lo que se reduce el rendimiento del producto principal: ^[1]

${\displaystyle {\ce {{A}+B->[{k_{1}}]P1}}}$

${\displaystyle {\ce {{A}+C->[{k_{2}}]P2}}}$

P ₁ es el producto principal si k ₁ > k ₂ . El subproducto P ₂ generalmente no es deseable y debe separarse del producto principal real (generalmente en un proceso costoso ).

En síntesis orgánica

B y C de las ecuaciones anteriores suelen representar compuestos diferentes . Sin embargo, también podrían ser simplemente posiciones diferentes en la misma molécula.

Una reacción secundaria también se denomina reacción competitiva ^{[2] [3]} cuando diferentes compuestos (B, C) compiten por otro reactivo (A). Si la reacción secundaria ocurre aproximadamente con la misma frecuencia que la reacción principal, se habla de reacciones paralelas ^[4] (especialmente en la cinética, ver más abajo).

También puede haber relaciones más complicadas: el compuesto A podría reaccionar de manera reversible pero rápida a la sustancia B (con velocidad k ₁ ) o de manera irreversible pero lenta (k ₁ > k ₋₁ >> k ₂ ) a la sustancia C:

${\displaystyle {\ce {B<=>A->[{k_{2}}]C}}}$

Producto termodinámico y cinético.

Suponiendo que la reacción a la sustancia C es irreversible, ya que es termodinámicamente muy estable. En este caso, B es la cinética y C es el producto termodinámico de la reacción (véase también aquí ). ^{[5] [6] [7]} Si la reacción se lleva a cabo a bajas temperaturas y se detiene después de un corto tiempo, se habla de control cinético, principalmente se formaría el producto cinético B. Cuando la reacción se lleva a cabo a altas temperaturas y durante un tiempo prolongado (en cuyo caso se dispone de la energía de activación necesaria para la reacción a C, que se forma progresivamente con el tiempo), se habla de control termodinámico; principalmente se forma el producto termodinámico C.

Condiciones para reacciones secundarias

En la síntesis orgánica, las temperaturas elevadas suelen dar lugar a una mayor cantidad de productos secundarios. Estos productos no suelen ser deseables, por lo que se prefieren las temperaturas bajas ("condiciones suaves"). La relación entre las reacciones en competencia puede verse influida por un cambio de temperatura, ya que sus energías de activación son diferentes en la mayoría de los casos. Las reacciones con alta energía de activación pueden acelerarse más fuertemente con un aumento de temperatura que aquellas con baja energía de activación. Además, el estado de equilibrio depende de la temperatura. ^[8]

Las reacciones de detección pueden verse distorsionadas por reacciones secundarias.

Cinética

Las reacciones secundarias también se describen en la cinética de reacciones , una rama de la química física . Las reacciones secundarias se entienden como reacción compleja, ya que la reacción global (reacción principal + reacción secundaria) está compuesta por varias (al menos dos) reacciones elementales . ^[9] Otras reacciones complejas son las reacciones competitivas, las reacciones paralelas, las reacciones consecutivas, las reacciones en cadena, las reacciones reversibles, etc. ^{[10] : 280–291}

Si una reacción ocurre mucho más rápido que la otra (k ₁ > k ₂ ), se la llamará reacción principal (k _{1 ) y la otra reacción secundaria (k 2} ). Si ambas reacciones tienen aproximadamente la misma velocidad (k ₁ ≅ k ₂ ) se habla de reacciones paralelas. ^[4]

Si las reacciones y son irreversibles (sin reacción inversa), entonces la relación de P ₁ y P ₂ corresponde a la reactividad relativa de B y C en comparación con A: ${\displaystyle {\ce {{A}+B->[{k_{1}}]P1}}}$ ${\displaystyle {\ce {{A}+C->[{k_{2}}]P2}}}$

${\displaystyle {\frac {\ce {[P1]}}{\ce {[P2]}}}={\frac {k_{1}[{\ce {B}}]}{k_{2}[{\ce {C}}]}}}$

Véase también

• Ecuación de velocidad § Reacciones paralelas o competitivas

Referencias

1. "reacción secundaria en merriam-webster.com" . Consultado el 30 de agosto de 2015 .
2. "Konkurrenzreaktion en chemgapedia.de" . Consultado el 30 de agosto de 2015 .
3. "Konkurrenzreaktion auf universal_lexikon.deacademic.com" . Consultado el 30 de agosto de 2015 .
4. "4. Kinetik und Katalyse" (PDF) . Consultado el 30 de agosto de 2015 .
5. "Kinetische und thermodynamische Kontrolle von chemischen Reaktionen auf Chemgapedia.de" . Consultado el 6 de diciembre de 2015 .
6. John Gilbert; Stephen Martin, Química orgánica experimental: un enfoque a escala micro y miniescala (en alemán)
7. Robert G. Mortimer (2008), Química física (en alemán), Academic Press
8. Klaus Schwetlick (2009). Organikum: organisch-chemisches Grundpraktikum (en alemán) (23ª ed.). Weinheim: Wiley-VCH. pag. 156.ISBN​ 978-3-527-32292-3.
9. "Komplex Reaktionen auf spektrum.de" . Consultado el 30 de agosto de 2015 .
10. Invierno, von Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland (2010). Basiswissen Physikalische Chemie (4., aktualisierte Aufl. ed.). Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage, Wiesbaden. ISBN 9783834893598.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )