Vad är kopplingen mellan etanol och svavelsyra?
Förbindelsen mellan etanol och svavelsyra involverar minst tre möjliga reaktionsvägar. De är förestring - som involverar antingen en eller två molekyler av etanol eller alkohol - och uttorkning, återigen involverar antingen en eller två alkoholmolekyler. Om uttorkning endast involverar en molekyl var och en av etanol och svavelsyra, är produkten en gas, viktig i naturen och användbar i laboratoriet och i industrin. När två molekyler alkohol förenas genom uttorkning är en vätska med historisk medicinsk betydelse resultatet. Båda förestringsprodukterna är av begränsad användning.
svavelsyra är inte bara en mycket stark syra, utan det är också ett exceptionellt dehydratiseringsmedel. Den är så stark syra, den kan jonisera sig själv, även utan vatten, medan den som en dehydrator kan "rippa" väte- och syreatomer ur molekyler för att tillfredsställa dess "törst". Denna senare egenskap demonstreras genom det enkla gymnasiet där ett fåtal tabell SUGar, C 12 h 22 o 11 , kombineras med några droppar koncentrerad svavelsyra i ett provrör eller bägare. På några sekunder blir reaktanterna tonhöjd och kokar våldsamt. Den svarta färgen beror på de nu elementära 12 kolatomerna från varje sockermolekyl, medan de 22 väte- och 11 syreatomerna som avlägsnades har förvandlats till 11 molekyler vatten.
Etanol, även kallad etylalkohol eller spannmålskohol, liknar mycket vatten. Dess struktur är ch 3 ch 2 oh. I grund och botten är etanol helt enkelt vatten, med en av dess väteatomer ersatt av ett kolbaserat handtag, den relativt inerta ch 3 ch 2 -. Ett annat sätt att titta på etanol är som en mycket svag bas, som liknar - åtminstone ytligt - natriumhydroxid, NaOH. Även om etanol vanligtvis är för svag en bas för att jonisera, under vissa förhållanden ska det vara Should kan producera saltliknande strukturer.
natriumhydroxid kan producera någon av två salter med svavelsyra, varav en är natriumvätesulfat (NAHSO 4 ), härledd från en molekyl bas och en syra. Även om det är ett salt är det också en syra, eftersom det fortfarande behåller en väteatom i sin struktur. Om denna syrasalt reageras med en andra molekyl av NaOH, resulterar ett neutralt salt-natriumsulfat (Na 2 så 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 Kombination av etanol och svavelsyra reageras ytterligare med en annan molekyl av etanol, dietylsulfat - kallas enklare, etylsulfat - resultat. Intressant, även om det är av limitd Användning, kriminaltekniska forskare använder etylsulfat för att upptäcka alkohol i blodet och urinen, dagar efter det har konsumerats.
Under strängare förhållanden ersätts förestring av uttorkning. Enkelmolekyluttorkning följer ekvationen CH 3 CH 2 OH → CH 2 = CH 2 +HOH. Den gasformiga produkten är eten, ett växthormon förknippat med mognad av frukt och andra processer. Om två molekyler av etanol dehydratiseras snarare än en, är reaktionen 2 CH 3 CH 2 OH → CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 +HOH. Denna reaktion resulterar i en historiskt signifikant slutprodukt: den anestetiska vätskan, etyleter.
Förbindelsen mellan etanol och svavelsyra är alltså minst fyra gånger. Resultaten av deras kombination inkluderar två förestringsprodukter och två dehydratiseringsprodukter, beroende på förhållandena under vilka reaktionen genomförs. Förutom mild reaktionFörhållanden, produkten av förestring beror på hur mycket av varje reaktanter som finns när som helst under reaktionen. Dehydrering beror också på den relativa populationen av etanol och svavelsyra hela tiden under reaktionen.