Jaké je spojení mezi ethanolem a kyselinou sírovou?
Spojení mezi ethanolem a kyselinou sírovou zahrnuje alespoň tři možné reakční dráhy. Jsou to esterifikace - zahrnující jednu nebo dvě molekuly ethanolu nebo alkoholu - a dehydratace, opět zahrnující jednu nebo dvě molekuly alkoholu. Pokud dehydratace zahrnuje pouze jednu molekulu každé z kyseliny ethanolu a kyseliny sírové, je produkt plyn, důležitý v přírodě a je užitečný v laboratoři a v průmyslu. Když jsou dvě molekuly alkoholu sjednoceny dehydratací, je výsledkem kapalina historického lékařského významu. Oba produkty esterifikace jsou omezeny. Je tak silná kyselina, může se ionizovat, a to i bez vody, zatímco jako dehydratátor může „vytrhnout“ atomy vodíku a kyslíku z molekul, aby uspokojil jeho „žízeň“. Tato charakteristika je prokázána jednoduchým experimentem na střední škole, ve kterém několik zrn stolu SUGAR, C 12 H 22 O 11 , jsou kombinovány s některými kapkami koncentrované kyseliny sírové ve zkumavce nebo kádině. Během několika sekund se reaktanty stávají černou a násilně vaří. Černá barva je způsobena nyní elementárními 12 atomy uhlíku z každé molekuly cukru, zatímco 22 atomů vodíku a 11 atomů kyslíku bylo přeměněno na 11 molekul vody.
ethanol, také nazývaný ethylalkohol nebo zrna, je velmi podobný vodě. Jeho struktura je ch 3 ch 2 OH. V zásadě je ethanol jednoduše voda, s jedním z jeho atomů vodíku nahrazeného rukojetí na bázi uhlíku, relativně inertní ch 3 ch 2 -. Dalším způsobem, jak se podívat na ethanol, je velmi slabá základna, připomínající - alespoň povrchně - hydroxid sodný, naoh. Přestože je ethanol obvykle příliš slabý základnu, aby ionizoval, za určitých podmínek je to should být schopen produkovat soli podobné struktury.
hydroxid sodný může produkovat buď ze dvou solí s kyselinou sírovou, z nichž jedním je sírant vodíku sodný (NAHSO 4 ), odvozený z jedné molekuly báze a jedné kyseliny. Ačkoli se jedná o sůl, je to také kyselina, protože si stále zachovává jeden atom vodíku ve své struktuře. Pokud tento kyselý solt reaguje s druhou molekulou NaOH, výsledky neutrální soli-síranu sodný (na 2 tedy 4 ). Odpovídajícím způsobem, pokud jsou ethanol a kyselina sírová kombinována za mírných a kontrolovaných podmínek, ethyl vodík sirovodík má výsledkem reakční cesty ch 3 ch 2 OH+H 2 tak 4 Ať už je to, co je akcíny 2 2 as acid>, ať už je acid. Kombinace kyseliny ethanolu a kyseliny sírové dále reaguje s jinou molekulou ethanolu, diethylsulfátu - nazývaného jednodušší, ethylsulfát - výsledky. Zajímavé je, že i když je to omezenoD Použití forenzní vědci zaměstnávají ethylsulfát k detekci alkoholu v krvi a moči, dny poté, co byla konzumována.
Za přísnějších podmínek je esterifikace nahrazena dehydratací. Dehydratace jedné molekuly sleduje rovnici CH 3 CH 2 OH → CH 2 = CH 2 +HOH. Plynným produktem je ethylen, rostlinný hormon spojený s dozráním ovoce a jiných procesů. Pokud jsou dvě molekuly ethanolu spíše dehydratovány než jedna, reakce je 2 CH 3 CH 2 OH → CH 3 CH 2 OCH 2 Ch 3 +HOH. Tato reakce má za následek historicky významný konečný produkt: anestetická kapalina, ethylether.
Spojení mezi ethanolem a kyselinou sírovou je tedy nejméně čtyřnásobně. Mezi výsledky jejich kombinace patří dva produkty esterifikace a dva dehydratační produkty v závislosti na podmínkách, za kterých se reakce provádí. Kromě jemné reakcePodmínky, produkt esterifikace závisí na tom, kolik z každého reakčního složení existuje kdykoli během reakce. Dehydratace také závisí na relativní populaci ethanolu a kyseliny sírové za všech okolností během reakce.