Wat is het verband tussen azijnzuur en zwavelzuur?

azijnzuur en zwavelzuur zijn respectievelijk een organisch carbonzuur en een anorganisch of "mineraal" zuur. Het combineren van glaciaal azijnzuur en zwavelzuur, een van de sterkste eenvoudige zuren, resulteerde in een van de twee vroegst bekende 'superacides'. Deze term, Superacid, werd geïntroduceerd door Chemists Hall en Conant in 1927 en verwijst per definitie naar twee groepen. Elk zuur dat sterker is dan 100 procent zwavelzuur is een superacidy van de Brönsted -variëteit, terwijl elk zuur dat sterker is dan watervrij aluminium trichloride een superacidy is van de Lewis -variëteit. Het combineren van zuren uit deze twee groepen heeft geresulteerd in de sterkste bekende superacides, waaronder het beroemde "magiezuur" bestaande uit fluorosulfonzuur en antimoon pentafluoride.

Aangezien het een matig zwak zuur is, lijkt het erop dat het combineren van azijnzuur en zwavelzuur in een vloeistof van intermediaire acidity. Dit is niet het geval, omdat die actie niet alleen resulteert in de vorming van een oplossing; liever,Een reactie treedt op tussen de twee stoffen. Om de reactie tussen azijnzuur en zwavelzuur zo volledig mogelijk te begrijpen, is het noodzakelijk om nauw te concentreren op de werkelijke structuur van een carboxylgroep.

Zuurstofatomen in de carboxylgroep (-COOH), hoewel aangrenzend, zijn niet aan elkaar gebonden. Eigenlijk is het meest linkse zuurstofatoom alleen gebonden aan het koolstofatoom, waardoor een carbonylgroep (-c = O) wordt gevormd, terwijl de rechter zuurstof alleen wordt gebonden aan de koolstof- en waterstofatomen, -C-OH. Dit stelt ons in staat om de reactie CH ₃ COOH + H ₂ dus ₄ → CH ₃ C (OH) ₂ ⁺ te visualiseren. Voor verduidelijking kan die structuur ook worden geschreven: CH ₃ C (OH) (OH). In theorie zou een molecuul azijnzuur geprotoneerd door zwavelzuur resulteren in de productie van HSO ₄ -, terwijl als een tweede molCule van azijnzuur wordt geprotoneerd door die resterende bisulfaatanion, het mechanisme is ch ₃ coOH + hso ₄ ^- → ch ₃ CO (oh) ₂ + SO

Eenmaal geprotoneerd, wordt aangenomen dat deze structuur op verschillende manieren verandert, waaronder het herstel van een carbonylgroep, waarbij de tweede tak-C-OH 2 ⁺ wordt. Gemodificeerde azijnzuurstructuren in een of andere vorm zouden zich verenigen in polymeerachtige segmenten met een van de drie stoffen-zwavelzuurmoleculen, HSO ₄ ^- ionen of zo ₄ ^-2 ionen. Wat absoluut is vastgesteld, is dat de stoichiometrische verhouding van azijnzuur en zwavelzuur voor het beste superacidegedrag in de protonatiefase 2: 1 is. Op het eindproduct- of segmentvormingsniveau verandert de verhouding in 2: 3.