Substitutiereactie
 

Hallo allemaal,
voor scheikunde moet ik een substitutiereactie kunnen opstellen. Ik snap alleen niet helemaal hoe het werkt. Dit is een voorbeeldje:
Geef de vergelijking van de reactie waarbij uit methaan en voldoende chloor dichloormethaan ontstaat.
Stap 1: CH4 (g) + Cl2 (g ) --> CH3Cl (g) + HCl (g)
Stap 2: CH3Cl (g) + Cl 2 (g) --> CH2Cl2 (g) + HCl (g)
-------------------------------------------------------------------------------------
Opgeteld: CH4 (g) + 2 Cl2 (g) --licht--> CH2Cl2 (g) + 2 HCl (g)

Ik heb de getallen die in subscript moeten staan in het rood gedaan omdat ik de optie subscript niet kon vinden.

Snapt iemand de logica? Ik kom er echt niet uit hoe ze dit nou gedaan hebben.
Alvast heel erg bedankt!

Stel je eens een CH4 molecuul voor je. Aan een C-atoom zitten 4 H-atomen. Als je dat laat reageren met chloorgas ontstaat er waterstofchloride en chloormethaan (reactie 1). (een waterstofatoom wordt vervangen door een chlooratoom. Het overgebleven chlooratoom reageert met het waterstofatoom dat eraf is gegaan tot waterstofchloride)

Chloormethaan is een C-atoom met 3 H-atomen en een Cl-atoom. Bij reactie 2 wordt een van die andere H-atomen van datzelfde molecuul vervangen door een Cl-atoom.

Opgeteld reageert één methaanmolecuul met twee chloorgasmoleculen tot dichloormethaan en twee waterstofchloridemoleculen.

In de eerste stap wordt één H'tje van de CH4 vervangen door een Cl. Er ontstaat dan CH3Cl, maar er is nog één Cl'tje over en het H'tje dat afgesplitst is, is er ook nog. Deze twee vormen samen HCl.
In de tweede stap wordt er nóg een H'tje vervangen. De stof CH3Cl wordt dan CH2CL2. Omdat er alweer een H'tje en een Cl'tje over zijn, wordt er opnieuw HCl gevormd.

Omdat de reacties 1 en 2 vrijwel direct na elkaar plaatsvinden mag je deze optellen. Nu heb je een totaalreactie gekregen.

Zie voor sub- en superscript de uitleg in http://forum.scholieren.com/showthread.php?t=849279
Bij een substitutiereactie wordt een atoom door een ander soort atoom vervangen. Je hebt in dit geval 2 afzonderlijke substitutiereacties. Bij de eerste wordt 1 H-atoom in CH₄ vervangen door een Cl-atoom, waardoor CH₃Cl ontstaat. Vervolgens wordt bij de tweede substitutiereactie 1 H-atoom in CH₃Cl vervangen door een Cl-atoom, waardoor CH₂Cl₂ ontstaat. Optellen van beide substitutiereacties levert de totale substitutiereactie voor de vorming van CH₂Cl₂ uit CH₄.

Wat er gebeurt bij dit soort substitutiereacties is dat er van een koolwaterstof één of meer waterstofatomen worden vervangen door een ander atoom, meestal halogenen (Cl, F, Br, I).

Als je weet wat het reactieproduct is, in dit geval dichloormethaan, kun je zien dat dit twee chlooratomen (Cl) bevat. Omdat het koolstofatoom (C) maar een covalentie van 4 heeft, moeten daarvoor dus twee waterstofatomen zijn afgesplitst. Deze reageren vervolgens met het halogeen, waar zoals gezegd voldoende van is, tot een waterstofhalogeen, hier waterstofchloride (HCl).

Het helpt vaak om de structuurformules van de stoffen te tekenen. Zo kun je atomen zeg maar verplaatsen, en dan voor je zien wat er gebeurt, waarna je de molecuulformules met de juiste coëfficiënten kunt opschrijven.

Oooooh ik vat het al! Ontzettend bedankt voor de snelle reacties! :)