Hvad er forbindelsen mellem eddikesyre og svovlsyre?
Eddikesyre og svovlsyre er henholdsvis en organisk carboxylsyre og en uorganisk eller "mineral" syre. Kombination af iseddike og svovlsyre, en af de stærkeste enkle syrer, resulterede i en af de to tidligste kendte "supersyrer". Dette udtryk, supersyre, blev introduceret af kemikere Hall og Conant i 1927 og henviser til to grupper per definition. Enhver syre, der er stærkere end 100 procent svovlsyre, er en supersyre af Brönsted-sorten, hvorimod enhver syre, der er stærkere end vandfri aluminiumtrichlorid, er en supersyre af Lewis-sorten. Kombination af syrer fra disse to grupper har resulteret i de stærkeste kendte supersyrer, inklusive den berømte "magiske syre" bestående af fluorosulfonsyre og antimon-pentafluorid.
Da det er en moderat svag syre, kan det se ud til, at kombination af eddikesyre og svovlsyre bør resultere i en væske med mellemliggende syreindhold. Dette er ikke tilfældet, fordi denne handling ikke kun resulterer i dannelsen af en løsning; snarere opstår der en reaktion mellem de to stoffer. For at forstå reaktionen mellem eddikesyre og svovlsyre så fuldstændigt som muligt er det nødvendigt at fokusere nøje på den faktiske struktur af en carboxylgruppe.
Oxygenatomer i carboxylgruppen (-COOH), selvom de trækkes adskilt, er ikke bundet til hinanden. Faktisk er det venstre iltatom til venstre kun bundet til carbonatomet og danner en carbonylgruppe (-C = O), mens det højre ilt kun er bundet til carbon- og hydrogenatomer, -C-OH. Dette gør det muligt for os at visualisere reaktionen CH3 COOH + H2SO4 → CH3C (OH) 2 + . Med henblik på afklaring kan denne struktur også skrives: CH 3 C (OH) (OH). I teorien ville et molekyle eddikesyre, der er protoneret med svovlsyre, resultere i produktionen af HSO 4 - , hvorimod hvis et andet molekyle eddikesyre protoneres af den resterende bisulfatanion, er mekanismen CH 3 COOH + HSO 4 - → CH 3 CO (OH) 2 + SO4 -2 .
Når den først er protoneret, antages denne struktur at ændre sig på forskellige måder, herunder genoprettelse af en carbonylgruppe, hvor den anden gren bliver -C-OH2 + . Modificerede eddikesyrestrukturer i en eller anden form ville forene sig i polymerlignende segmenter med et af tre stoffer - svovlsyremolekyler, HSO 4 - ioner eller SO 4 -2 ioner. Hvad der bestemt er blevet bestemt, er, at det støkiometriske forhold mellem eddikesyre og svovlsyre for den bedste supersyre opførsel er i protonationsfasen 2: 1. På det endelige produkt- eller segmentdannelsesniveau ændres forholdet til 2: 3.