Vad är sambandet mellan ättiksyra och svavelsyra?
ättiksyra och svavelsyra är respektive en organisk karboxylsyra och en oorganisk eller "mineral" -syra. Genom att kombinera glacialt ättiksyra och svavelsyra, en av de starkaste enkla syrorna, resulterade i en av de två tidigaste kända "superaciderna". Denna term, superacid, introducerades av Chemists Hall och Conant 1927 och hänvisar till två grupper per definition. Varje syra som är starkare än 100 procent svavelsyra är en superacid av Brönsted -sorten, medan alla syra som är starkare än vattenfri aluminium triklorid är en superacid av Lewis -sorten. Att kombinera syror från dessa två grupper har resulterat i de starkaste kända superacidorna, inklusive den berömda "magiska syran" som består av fluorosulfonsyra och antimonpentafluorid.
Eftersom det är en måttligt svag syra, kan det tyckas att kombination av ättiksyra och svavelsyra bör resultera i en vätskan av mellanledande aciditet. Detta är inte fallet, eftersom den åtgärden inte bara resulterar i bildandet av en lösning; snarare,En reaktion inträffar mellan de två ämnena. För att förstå reaktionen mellan ättiksyra och svavelsyra så fullständigt som möjligt är det nödvändigt att fokusera noggrant på den faktiska strukturen för en karboxylgrupp.
syreatomer i karboxylgruppen (-COOH), även om de ritas intillåtande, är inte bundna till varandra. Egentligen är den vänstra syreatomen endast bundet till kolatomen och bildar en karbonylgrupp (-C = O), medan det högra syreet endast är bundet till kol- och väteatomerna, -C-OH. Detta gör det möjligt för oss att visualisera reaktionen CH 3 COOH + H 2 så 4 → CH 3 C (OH) 2 + . För förtydligande kan den strukturen också skrivas: CH 3 c (OH) (OH). I teorin skulle en molekyl av ättiksyra protonerad av svavelsyra resultera i produktion av HSO 4 -, medan om en andra molCule of ättiksyra protoneras av den återstående bisulfatanjonen, mekanismen är ch 3 COOH + HSO 4 - → CH 3 CO (OH) 2 + SO 4 -2 .
När det är protonerat tros det att denna struktur förändras på olika sätt, inklusive återupprättandet av en karbonylgrupp, där den andra grenen blir -c-OH 2 +. Modifierade ättiksyrestrukturer i en eller annan form skulle förena sig i polymerliknande segment med ett av tre ämnen-svavelsyramolekyler, Hso 4 - joner eller så 4 -2 joner. Det som definitivt har fastställts är att det stökiometriska förhållandet mellan ättiksyra och svavelsyra för bästa superacid beteende är vid protonationsfasen 2: 1. Vid slutprodukten eller segmentets bildningsnivå ändras förhållandet till 2: 3.