Wat is het verband tussen ethanol en zwavelzuur?

Het verband tussen ethanol en zwavelzuur omvat ten minste drie mogelijke reactieroutes. Ze zijn verestering - waarbij een of twee moleculen van ethanol of alcohol zijn betrokken - en uitdroging, opnieuw met een of twee alcoholmoleculen. Als uitdroging slechts één molecuul elk van ethanol en zwavelzuur omvat, is het product een gas, belangrijk van aard en nuttig in het laboratorium en in de industrie. Wanneer twee alcoholmoleculen worden verenigd door uitdroging, is een vloeistof van historische medische betekenis het resultaat. Beide veresteringsproducten zijn van beperkt gebruik.

zwavelzuur is niet alleen een zeer sterk zuur, maar het is ook een uitzonderlijk dehydratatiemiddel. Het is zo sterk een zuur, het kan zichzelf ioniseren, zelfs zonder water, terwijl het als dehydrator waterstof- en zuurstofatomen uit moleculen kan "scheuren" om zijn "dorst" te bevredigen. Dit laatste kenmerk wordt aangetoond door het eenvoudige experiment op de middelbare school waarin een paar korrels van tafel suGAR, C ₁₂ h ₂₂ o ₁₁ , worden gecombineerd met enkele druppels geconcentreerd zwavelzuur in een testbuis of beker. In seconden worden de reactanten pikzwart en kook hij gewelddadig. De zwarte kleur is te wijten aan de nu elementaire 12 koolstofatomen van elk suikermolecuul, terwijl de 22 waterstof- en 11 zuurstofatomen die werden uitgekleed, zijn veranderd in 11 moleculen water.

Ethanol, ook wel ethylalcohol of graanalcohol genoemd, lijkt erg op water. De structuur is CH ₃ CH ₂ OH. Kortom, ethanol is gewoon water, met een van de waterstofatomen vervangen door een op koolstof gebaseerde handgreep, de relatief inerte CH ₃ ch ₂ -. Een andere manier om naar ethanol te kijken is als een zeer zwakke basis, die lijkt - althans oppervlakkig - natriumhydroxide, NaOH. Hoewel ethanol gewoonlijk een te zwak is om te ioniseren, onder bepaalde omstandighedenD in staat te zijn om zoutachtige structuren te produceren.

Natriumhydroxide kan een van twee zouten met zwavelzuur produceren, waarvan er één natriumwaterstofsulfaat (NAHSO ₄ ) is, afgeleid van één molecuul van base en een van zuur. Hoewel het een zout is, is het ook een zuur, omdat het nog steeds één waterstofatoom in zijn structuur behoudt. Als dit zuurzout wordt gereageerd met een tweede molecuul NaOH, resulteert een neutraal zout-natriumsulfaat (Na ₂ So ₄ ). Correspondingly, if ethanol and sulfuric acid are combined under mild and controlled conditions, ethyl hydrogen sulfate results via the reaction pathway CH₃CH₂OH+H₂SO₄→CH₃CH₂OSO₃H, whereas if this acid-ester resulting from the Combinatie van ethanol en zwavelzuur wordt verder gereageerd met een ander molecuul van ethanol, diethylsulfaat - eenvoudiger ethylsulfaat - resultaten genoemd. Interessant is, hoewel het van beperkte isD -gebruik, forensische wetenschappers gebruiken ethylsulfaat om alcohol in het bloed en urine te detecteren, dagen nadat het is geconsumeerd.

Onder meer rigoureuze omstandigheden wordt verestering vervangen door uitdroging. Dehydratatie met één molecuul volgt de vergelijking CH ₃ ch ₂ oh → ch ₂ = ch ₂ +hoh. Het gasvormige product is ethyleen, een plantenhormoon geassocieerd met het rijpen van fruit en andere processen. Als twee ethanolmoleculen worden gedehydrateerd in plaats van één, is de reactie 2 ch ₃ ch ₂ oh → ch ₃ ch ₂ och ₂ ch ₃ +hoh. Deze reactie resulteert in een historisch significant eindproduct: de anesthetische vloeistof, ethylether.

Het verband tussen ethanol en zwavelzuur is dus ten minste viervoudig. De resultaten van hun combinatie omvatten twee veresteringsproducten en twee uitdrogingsproducten, afhankelijk van de omstandigheden waaronder de reactie wordt uitgevoerd. Naast zachte reactieVoorwaarden, het product van verestering hangt af van hoeveel van elke reactanten er op elk moment tijdens de reactie is. Uitdroging hangt ook af van de relatieve populatie van ethanol en zwavelzuur te allen tijde tijdens de reactie.