Qual é a conexão entre etanol e ácido sulfúrico?

A conexão entre etanol e ácido sulfúrico envolve pelo menos três vias possíveis de reação. São esterificação - envolvendo uma ou duas moléculas de etanol ou álcool - e desidratação, novamente envolvendo uma ou duas moléculas de álcool. Se a desidratação envolve apenas uma molécula de cada etanol e ácido sulfúrico, o produto é um gás, de natureza importante e útil no laboratório e na indústria. Quando duas moléculas de álcool são unidas por desidratação, um líquido de significado médico histórico é o resultado. Ambos os produtos de esterificação são de uso limitado. O ácido sulfúrico não é apenas um ácido muito forte, mas também é um agente desidratante excepcional. É um ácido tão forte que pode se ionizar, mesmo sem água, enquanto que como desidratador, pode "rasgar" os átomos de hidrogênio e oxigênio das moléculas para satisfazer sua "sede". Esta última característica é demonstrada através do simples experimento do ensino médio, no qual alguns grãos da tabelaGar, C _{12 H 22 O 11 são combinados com algumas gotas de ácido sulfúrico concentrado em um tubo de ensaio ou copo. Em segundos, os reagentes ficam pretos e fervam violentamente. A cor preta é devida aos 12 átomos de carbono agora elementar de cada molécula de açúcar, enquanto os 22 átomos de hidrogênio e 11 oxigênio que foram retirados foram transformados em 11 moléculas de água.}

etanol, também chamado de álcool etílico ou álcool de grãos, é muito semelhante à água. Sua estrutura é CH 3 CH 2 OH. Basicamente, o etanol é simplesmente a água, com um de seus átomos de hidrogênio substituídos por uma alça à base de carbono, o CH 2 2 2 . Outra maneira de olhar para o etanol é como uma base muito fraca, semelhante - pelo menos superficialmente - hidróxido de sódio, NaOH. Embora o etanol seja normalmente fraco muito fraco para ionizar, sob certas condições, ele shoulD ser capaz de produzir estruturas semelhantes a sal.

O hidróxido de sódio pode produzir um dos dois sais com ácido sulfúrico, um dos quais é o hidrogênio do sódio (Nahso _{4), derivado de uma molécula de base e um de ácido. Embora seja um sal, também é um ácido, pois ainda mantém um átomo de hidrogênio em sua estrutura. Se esse sal ácido for reagido com uma segunda molécula de NaOH, um sal neutro resultará-sulfato de sódio (Na} SO ₄ ). Da mesma forma, se o etanol e o ácido sulfúrico são combinados em condições leves e controladas, os resultados do sulfato de hidrogênio etil através da via de reação CH 3 ch 2 4 H OSO OSO. A combinação de etanol e ácido sulfúrico é ainda mais reagida com outra molécula de etanol, resultados de dietilsulfato - chamado mais simplesmente, resultados de etilsulfato -. Curiosamente, embora seja de limiteD Uso, os cientistas forenses empregam etilsulfato para detectar álcool no sangue e na urina, dias após o consumo.

Sob condições mais rigorosas, a esterificação é substituída por desidratação. A desidratação de molécula única segue a equação CH 3 CH 2 OH → CH 2 = CH 2 +HOH. O produto gasoso é o etileno, um hormônio vegetal associado ao amadurecimento de frutas e outros processos. Se duas moléculas de etanol estão desidratadas em vez de uma, a reação é 2 CH _{3 CH 2 OH → CH 3} ch 2 OCH _{2 CH} 3

A conexão entre etanol e ácido sulfúrico é, portanto, pelo menos quatro vezes. Os resultados de sua combinação incluem dois produtos de esterificação e dois produtos de desidratação, dependendo das condições sob as quais a reação é realizada. Além de reação suaveCondições, o produto da esterificação depende de quanto de cada reagente existe a qualquer momento durante a reação. A desidratação também depende da população relativa de etanol e ácido sulfúrico o tempo todo durante a reação.