Jakie jest połączenie między kwasem octowym a kwasem siarkowym?
Kwas octowy i kwas siarkowy są odpowiednio organicznym kwasem karboksylowym i kwasem nieorganicznym lub „mineralnym”. Łączenie lodowcowego kwasu octowego i kwasu siarkowego, jeden z najsilniejszych prostych kwasów, spowodowało jeden z dwóch najwcześniejszych „supercykowców”. Termin ten, Superacid, został wprowadzony przez chemików Hall i Conant w 1927 r. I z definicji odnosi się do dwóch grup. Każdy kwas silniejszy niż 100 -procentowy kwas siarkowy jest supercydą odmiany Brönsteda, podczas gdy każdy kwas silniejszy niż bezwodny trichlorek aluminiowy jest supercydą odmiany Lewisa. Połączenie kwasów z tych dwóch grup spowodowało najsilniejsze znane supercycydy, w tym słynny „magiczny kwas” z kwasem fluorosulfonowym i pentafluorekem antymonu.
Ponieważ jest to umiarkowanie słaby kwas, może wydawać się, że łączenie kwasu ocowego i kwasu siarkowego powinno powodować płynność o szczelinie spośród. Tak nie jest, ponieważ działanie to nie powoduje jedynie w tworzeniu rozwiązania; raczej,Reakcja występuje między dwiema substancjami. Aby zrozumieć reakcję między kwasem octowym a kwasem siarkowym tak całkowicie, jak to możliwe, konieczne jest ściśle skupienie się na rzeczywistej strukturze grupy karboksylowej.
Atomy tlenu w grupie karboksylowej (-COOH), choć narysowane sąsiadowane, nie są ze sobą związane. W rzeczywistości najbardziej lewy atom tlenu jest związany tylko z atomem węgla, tworząc grupę karbonylową (-C = O), podczas gdy prawy tlen jest wiązany tylko z atomami węgla i wodoru, -C-OH. Umożliwia to wizualizację reakcji CH 3 COOH + H 2 SO 4 → CH 3 C (OH) 2 + . Do celów wyjaśnienia ta struktura można również napisać: CH 3 C (OH) (OH). Teoretycznie cząsteczka kwasu octowego protonowana przez kwas siarkowy spowodowałaby wytwarzanie HSO 4 -, podczas gdy jeśli drugi kretKule kwasu octowego jest protonowany przez ten pozostały anion nietopeczkowy, mechanizm jest CH 3 COOH + HSO 4 - → CH
Po protonowaniu uważa się, że ta struktura zmienia się na różne sposoby, w tym przywracanie grupy karbonylowej, przy czym druga gałąź stała się -C-OH 2 +. Zmodyfikowane struktury kwasu octowego w takiej czy innej postaci zjednoczyłyby się w segmentach podobnych do polimeru z jedną z trzech substancji-cząsteczek kwasu siarkowego, jonów HSO
lub So 4 -2 . Zdecydowanie ustalono, że stechiometryczny stosunek kwasu octowego i kwasu siarkowego do najlepszego zachowania supercydnego jest, na fazie protonowania, 2: 1. Na końcowym poziomie tworzenia produktu lub segmentu stosunek zmienia się na 2: 3.