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Reacción de metátesis de sal

Una reacción de metátesis de sal es un proceso químico que implica el intercambio de enlaces entre dos especies químicas reaccionantes , lo que da como resultado la creación de productos con afiliaciones de enlaces similares o idénticas. [1] Esta reacción está representada por el esquema general:

Para obtener más detalles sobre las reacciones de desplazamiento, vaya a la reacción de desplazamiento simple.

Ejemplos típicos son las reacciones entre oxisales y compuestos binarios como sales, ácidos hidrohálicos e hidróxidos metálicos:

Otro ejemplo clásico son las reacciones entre oxisales en solución:

El enlace entre las especies reaccionantes puede ser iónico o covalente . Clásicamente, estas reacciones dan como resultado la precipitación de un producto.

En la literatura más antigua, se encuentra con frecuencia el término doble descomposición . El término doble descomposición se utiliza de manera más específica cuando al menos una de las sustancias no se disuelve en el disolvente , ya que el ligando o el intercambio iónico se produce en el estado sólido del reactivo. Por ejemplo:

AX(aq) + BY(s) → AY(aq) + BX(s).

Tipos de reacciones

Intercambio de contraiones

La metátesis de sales es una técnica común para intercambiar contraiones . La elección de los reactivos se guía por un diagrama de solubilidad o energía reticular . La teoría HSAB también se puede utilizar para predecir los productos de una reacción de metátesis.

La metátesis de sal se emplea a menudo para obtener sales solubles en disolventes orgánicos. Un ejemplo ilustrativo es la conversión de perrenato de sodio en sal de tetrabutilamonio : [2]

NaReO 4 + N(C 4 H 9 ) 4 Cl → N(C 4 H 9 ) 4 [ReO 4 ] + NaCl

La sal de tetrabutilamonio precipita de la solución acuosa. Es soluble en diclorometano .

La metátesis de sal se puede realizar en solución no acuosa, lo que se ilustra mediante la conversión de tetrafluoroborato de ferrocenio en una sal más lipofílica que contiene el anión tetrakis(pentafluorofenil)borato : [3]

[Fe ( C5H5 ) 2 ] BF4 + NaB ( C6F5 ) 4 → [ Fe ( C5H5 ) 2 ] B ( C6F5 ) 4 + NaBF4

Cuando la reacción se lleva a cabo en diclorometano , la sal NaBF4 precipita y la sal B(C6F5 ) 4- permanece en solución.

Las reacciones de metátesis pueden ocurrir entre dos sales inorgánicas cuando un producto es insoluble en agua. Por ejemplo, la precipitación de cloruro de plata a partir de una mezcla de nitrato de plata y cloruro de hexamina de cobalto produce la sal de nitrato del complejo de cobalto:

3 AgNO
3+ [Co(NH3 ) 6 ] Cl3 → 3 AgCl + [Co(NH3 ) 6 ] ( NO3 ) 3

Los reactivos no necesitan ser muy solubles para que se produzcan reacciones de metátesis. Por ejemplo, el tiocianato de bario se forma al hervir una suspensión de tiocianato de cobre (I) e hidróxido de bario en agua:

Ba(OH)
2+ 2 CuCNS → Ba(CNS)
2 + 2CuOH

Alquilación

Los complejos metálicos se alquilan mediante reacciones de metátesis de sales. Un ejemplo ilustrativo es la metilación del dicloruro de titanoceno para dar el reactivo de Petasis : [4]

(C 5 H 5 ) 2 TiCl 2 + 2 ClMgCH 3 → (C 5 H 5 ) 2 Ti (CH 3 ) 2 + 2 MgCl 2

El producto salino normalmente precipita del disolvente de reacción.

Reacción de neutralización

Una reacción de neutralización es un tipo de reacción de doble reemplazo. Una reacción de neutralización ocurre cuando un ácido reacciona con una cantidad igual de una base . Esta reacción generalmente produce una sal. Un ejemplo, el ácido clorhídrico reacciona con tetracarbonilo de hierro disódico para producir el dihidruro de hierro:

2 HCl + Na 2 Fe (CO) 4 → 2 NaCl + H 2 Fe (CO) 4

La reacción entre un ácido y una sal de carbonato o bicarbonato produce ácido carbónico , que se descompone espontáneamente en dióxido de carbono y agua. La liberación de dióxido de carbono gaseoso de la mezcla de reacción hace que la reacción se complete. Por ejemplo, una reacción volcánica común en las ferias de ciencias implica la reacción del ácido clorhídrico con carbonato de sodio :

2 HCl + Na 2 CO 3 → H 2 CO 3 + 2 NaCl
H2CO3 → H2O + CO2​​​

Reacción de metátesis sin sal

A diferencia de las reacciones de metátesis de sal, que son impulsadas por la precipitación de sales sólidas, las reducciones sin sal , que son impulsadas por la formación de haluros de sililo, proceden de manera homogénea. [5]

Véase también

Referencias

  1. ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2.ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "metátesis". doi :10.1351/goldbook.M03878.
  2. ^ JR Dilworth, W. Hussain, AJ Hutson, C. "Aniones tetrahalo oxorhenato" Inorganic Syntheses 1997, volumen 31, páginas 257-262. doi :10.1002/9780470132623.ch42
  3. ^ J. Le Bras, H. Jiao, WE Meyer, F. Hampel y JA Gladysz, "Síntesis, estructura cristalina y reacciones del complejo de metilo y renio con 17 electrones de valencia [(η 5 -C 5 Me 5 )Re(NO)(P(4-C 6 H 4 CH 3 ) 3 )(CH 3 )] + B(3,5-C 6 H 3 (CF 3 ) 2 ) 4 − : Comparaciones experimentales y computacionales de enlaces con complejos de metilo y metilideno con 18 electrones", J. Organomet. Chem. 2000 volumen 616, 54-66. doi :10.1016/S0022-328X(00)00531-3
  4. ^ Payack, JF; Hughes, DL; Cai, D.; Cottrell, IF; Verhoeven, TR (2002). "Dimetiltitanoceno". Síntesis orgánicas . 79 : 19{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ).
  5. ^ Mashima, Kazushi (2020). "Complejos α-diimina redox-activos de metales de transición temprana: de la unión a la catálisis". Boletín de la Sociedad Química de Japón . 93 (6): 799–820. doi :10.1246/bcsj.20200056.