Jaki jest związek między etanolem a kwasem siarkowym?

Związek między etanolem a kwasem siarkowym obejmuje co najmniej trzy możliwe szlaki reakcji. Są to estryfikacja - obejmująca jedną lub dwie cząsteczki etanolu lub alkoholu - i odwodnienie, ponownie obejmujące jedną lub dwie cząsteczki alkoholu. Jeśli odwodnienie obejmuje tylko jedną cząsteczkę z każdej etanolu i kwasu siarkowego, produkt jest gazem, ważny w naturze i przydatny w laboratorium i w przemyśle. Gdy dwie cząsteczki alkoholu są zjednoczone przez odwodnienie, wynikiem jest płyn o historycznym znaczeniu medycznym. Oba produkty esteryfikacyjne są ograniczone. Kwas siarkowy

jest nie tylko bardzo silnym kwasem, ale także wyjątkowym środkiem odwodnieniem. Jest tak silny kwas, że może się jonizować, nawet bez wody, podczas gdy jako odwadniacz może „rozrywać” atomy wodoru i tlenu z cząsteczek, aby zaspokoić jego „pragnienie”. Ta ostatnia charakterystyka została wykazana poprzez prosty eksperyment z liceum, w którym kilka ziaren SUB SUGar, C _{12 H 22 O 11 , łączy się z pewnymi kroplami stężonego kwasu siarkowego w probówce lub zlewce. W kilka sekund reagenta stają się czarne i gwałtownie gotują. Czarny kolor wynika z obecnie 12 atomów węgla z każdej cząsteczki cukru, podczas gdy 22 wodór i 11 atomów tlenu, które zostały rozebrane, zostały przekształcone w 11 cząsteczek wody.}

Etanol, zwany także alkoholem etylowym lub alkoholem zboża, jest bardzo podobny do wody. Jego strukturą jest CH _{3 CH 2 OH. Zasadniczo etanol jest po prostu wodą, z jednym z jego atomów wodoru zastąpionych uchwytem na bazie węgla, stosunkowo obojętnym CH 3 CH 2 -. Innym sposobem spojrzenia na etanol jest bardzo słaba baza, przypominająca - przynajmniej powierzchownie - wodorotlenek sodu, NaOH. Chociaż etanol jest zwykle zbyt słaby, bazą, aby je jonizować, pod pewnymi warunkami shoulD będzie zdolny do wytwarzania struktur podobnych do soli.}

Wodorotlenek sodu może wytwarzać jedną z dwóch soli z kwasem siarkowym, z których jednym jest wodorowa sodu (Nahso _{4 ), pochodzącego z jednej cząsteczki podstawy i jednej kwasu. Chociaż jest to sól, jest również kwasem, ponieważ nadal zachowuje jeden atom wodoru w swojej strukturze. Jeśli ten solt kwasowy jest reakcji z drugą cząsteczką NaOH, wynika neutralna sól-siarczan sodu (Na SO 4 ). Odpowiednio, jeśli etanol i kwas siarkowy są łączone w warunkach łagodnych i kontrolowanych, siarczan wodoru etylowego wynika za pomocą szlaku reakcji CH ch} 2 OH+H 2

W bardziej rygorystycznych warunkach estryfikacja zastępuje odwodnienie. Odwodnienie pojedynczej cząsteczki jest zgodne z równaniem CH _{3 CH 2 OH → CH 2 = CH 2 +HoH. Produktem gazowym jest etylen, hormon roślinny związany z dojrzewaniem owoców i innych procesów. Jeśli dwie cząsteczki etanolu są odwodnione zamiast jednej, reakcja wynosi 2 CH 3 CH 2}

OH → CH CH

2 Och 2

CH 3 +HoH. Ta reakcja powoduje historycznie istotny produkt końcowy: ciecz znieczulająca, eter etylowy.

Związek między etanolem a kwasem siarkowym jest zatem co najmniej czterokrotnie. Wyniki ich kombinacji obejmują dwa produkty esteryfikacyjne i dwa produkty odwodnienia, w zależności od warunków, w których reakcja jest przeprowadzana. Oprócz delikatnej reakcjiWarunki, produkt estryfikacji zależy od tego, ile każdego z nich jest w dowolnym momencie podczas reakcji. Odwodnienie zależy również od względnej populacji etanolu i kwasu siarkowego przez cały czas podczas reakcji.