Etanol ve Sülfürik Asit Arasındaki Bağlantı Nedir?

Etanol ve sülfürik asit arasındaki bağlantı, en az üç olası reaksiyon yolunu içerir. Esterleşme - ya bir ya da iki etanol molekülünü ya da alkolü içeren - ve dehidrasyon, yine bir ya da iki alkol molekülünü içeren. Eğer dehidrasyon, her biri etanol ve sülfürik asitten oluşan tek bir molekülü içeriyorsa, ürün, doğada önemli olan ve laboratuvarda ve endüstride yararlı olan bir gazdır. İki alkol molekülü dehidrasyon ile birleştirildiğinde, sonuçta tıbbi öneme sahip bir sıvı ortaya çıkar. Her iki esterleştirme ürünü sınırlı kullanımdadır.

Sülfürik asit sadece çok güçlü bir asit değildir, aynı zamanda istisnai bir dehidrasyon ajanıdır. O kadar güçlü bir asit ki, susuz bile kendini iyonlaştırabilir, oysa kurutucu olarak hidrojen ve oksijen atomlarını moleküllerinden "susuzluğunu" gidermek için "ayırabilir". Bu son karakteristik, bir miktar sofra şekeri tanesi C12H22O11'in bir test tüpü veya beherde bir miktar konsantre sülfürik asit ile birleştirildiği basit lise deneyi ile kanıtlanmıştır. Saniyeler içinde, reaktanlar ziftleşir ve şiddetli bir şekilde kaynar. Siyah renk, her bir şeker molekülünden şimdi temel 12 karbon atomundan kaynaklanırken, sıyrılan 22 hidrojen ve 11 oksijen atomu, 11 su molekülüne dönüştürüldü.

Etil alkol veya tahıl alkol de denilen etanol, suya çok benzer. Yapısı CH3CH2OH'dir. Temel olarak, etanol, hidrojen atomlarından birinin yerine karbon esaslı bir kulp, nispeten inert CH3CH2- ile değiştirilmiş, sudur. Etanola bakmanın bir başka yolu, en azından yüzeysel olarak - sodyum hidroksit, NaOH'ye benzeyen çok zayıf bir bazdır. Etanol normalde iyonize etmek için çok zayıf bir baz olmasına rağmen, bazı koşullar altında tuz benzeri yapılar üretebilmesi gerekir.

Sodyum hidroksit, biri bir baz hidrojen molekülünden türetilmiş, biri sodyum hidrojen sülfat (NaHS04) olan sülfürik asitli iki tuzdan birini üretebilir. Bir tuz olmasına rağmen, aynı zamanda bir asittir, çünkü yapısında hala bir hidrojen atomu vardır. Bu asit tuzu, ikinci bir NaOH molekülü ile reaksiyona girerse, nötr bir tuz elde edilir - sodyum sülfat (Na2S04). Buna karşılık olarak, etanol ve sülfürik asit, hafif ve kontrollü koşullar altında birleştirilirse, etil hidrojen sülfat, CH3CH20H + H20S04 → CH3CH2 OSO3H reaksiyon yolu yoluyla elde edilir, oysa bu asit-ester, etanol ve sülfürik asidin kombinasyonu, başka bir etanol molekülü, dietil sülfat - daha basit olarak adlandırılan etil sülfat - sonuçları ile reaksiyona sokulur. İlginç bir şekilde, kullanımı sınırlı olmasına rağmen, adli bilim adamları, tükenmeden günler sonra kanda ve idrarda alkolü tespit etmek için etil sülfat kullanır.

Daha katı koşullar altında, esterleştirme dehidrasyon ile değiştirilir. Tek molekül dehidrasyonu CH3CH20H → CH2 = CH2 + HOH denklemini takip eder. Gaz halindeki ürün, meyvelerin olgunlaşması ve diğer işlemlerle ilişkili bir bitki hormonu olan etilendir. İki etanol molekülü bir tane yerine susuz kalırsa, reaksiyon ₂ CH3CH2OH → CH3CH2OCH2CH3 + HOH'dir. Bu reaksiyon, tarihsel olarak önemli bir nihai ürünle sonuçlanır: anestezik sıvı, etil eter.

Etanol ve sülfürik asit arasındaki bağlantı bu nedenle en az dört katıdır. Kombinasyonlarının sonuçları, reaksiyonun gerçekleştirildiği koşullara bağlı olarak iki esterleştirme ürünü ve iki dehidrasyon ürünü içerir. Nazik reaksiyon koşullarının yanı sıra, esterifikasyon ürünü, reaksiyon sırasında herhangi bir zamanda her reaktanın ne kadar olduğuna bağlıdır. Dehidrasyon ayrıca reaksiyon sırasında her zaman göreceli etanol ve sülfürik asit popülasyonuna bağlıdır.