Reacción secundaria

Una reacción secundaria es una reacción química que ocurre al mismo tiempo que la reacción principal real, pero en menor medida. Conduce a la formación de subproductos , de modo 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 (normalmente mediante un proceso costoso ).

En síntesis orgánica

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

Una reacción secundaria también se conoce como reacción competitiva ^{[2] [3]} cuando diferentes compuestos (B, C) compiten por otro reactivo (A). Si la reacción secundaria ocurre con tanta frecuencia como 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 con la sustancia B (con velocidad k ₁ ) o irreversible pero lento (k ₁ > k ₋₁ >> k ₂ ) con la sustancia C:

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

Producto termodinámico y cinético.

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

Condiciones para reacciones secundarias.

En la síntesis orgánica, las temperaturas elevadas suelen dar lugar a más productos secundarios. Los productos secundarios suelen ser indeseables, por lo que se prefieren temperaturas bajas ("condiciones suaves"). La relación entre reacciones en competencia puede verse influenciada por un cambio de temperatura porque sus energías de activación son diferentes en la mayoría de los casos. Las reacciones con alta energía de activación pueden acelerarse más fuertemente por 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 reacciones complejas, ya que la reacción global (reacción principal + reacción secundaria) se compone de varias (al menos dos) reacciones elementales . ^[9] Otras reacciones complejas son reacciones competitivas, reacciones paralelas, reacciones consecutivas, reacciones en cadena, reacciones reversibles, etc. [10] ^{[10] : 280–291}

Si una reacción ocurre mucho más rápido que la otra (k ₁ > k ₂ ), (k ₁ ) se llamará reacción principal y la otra (k ₂ ) reacción secundaria. 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: ${\displaystyle {\ce {{A}+B->[{k_{1}}]P1}}}$ ${\displaystyle {\ce {{A}+C->[{k_{2}}]P2}}}$

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

Ver 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. Juan Gilbert; Stephen Martin, Química orgánica experimental: un enfoque a miniescala y microescala (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}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )