Jaké je spojení mezi ethanolem a kyselinou sírovou?

Spojení mezi ethanolem a kyselinou sírovou zahrnuje alespoň tři možné reakční dráhy.Jsou to esterifikace mdash;zahrnující jednu nebo dvě molekuly ethanolu nebo alkoholu a mdash;a dehydratace, opět zahrnující jednu nebo dvě molekuly alkoholu.Pokud dehydratace zahrnuje pouze jednu molekulu každé z kyseliny ethanolu a kyseliny sírové, je produkt plyn, důležitý v přírodě a je užitečný v laboratoři a v průmyslu.Když jsou dvě molekuly alkoholu sjednoceny dehydratací, je výsledkem kapalina historického lékařského významu.Oba produkty esterifikace jsou omezeny.

Kyselina sírová není jen velmi silná kyselina, ale je to také výjimečný dehydratační činidlo.Je tak silná kyselina, může se ionizovat, a to i bez vody, zatímco jako dehydratátor může vytrhnout atomy vodíku a kyslíku z molekul, aby uspokojily jeho žízeň.Tato posledně jmenovaná charakteristika je prokázána jednoduchým experimentem na střední škole, ve kterém je několik zrn stolního cukru, C ₁₂ H ₂₂ o ₁₁ , kombinováno s některými kapkami koncentrované kyseliny sírové ve zkumavce nebo kádině.Během několika sekund se reaktanty stávají černou a násilně vaří.Černá barva je způsobena nyní elementárními 12 atomy uhlíku z každé molekuly cukru, zatímco 22 vodíku a 11 atomů kyslíku, které byly odstraněny, byly přeměněny na 11 molekul vody.je velmi podobný vodě.Jeho struktura je ch

3

ch ₂ OH.V zásadě je ethanol jednoduše voda, s jedním z jeho atomů vodíku nahrazeného rukojetí na bázi uhlíku, relativně inertní ch ₃ ch ₂ #45;.Dalším způsobem, jak se podívat na ethanol, je velmi slabá základna, připomínající mdash;alespoň povrchně mdash;Hydroxid sodný, NaOH.Přestože je ethanol obvykle příliš slabý základnu, aby ionizoval, za určitých podmínek by měl být schopen produkovat struktury podobné soli._{), odvozená z jedné molekuly báze a jedné kyseliny.Ačkoli se jedná o sůl, je to také kyselina, protože si stále zachovává jeden atom vodíku ve své struktuře.Pokud tato kyselina-solena reaguje s druhou molekulou NaOH, výsledky neutrální soli a mdash;síran sodný (Na} 2

SO

4 _{).Odpovídajícím způsobem, pokud jsou ethanol a kyselina sírová kombinována za mírných a kontrolovaných podmínek, ethyl vodík silfát výsledkem je reakční cestou CH} 3 _CH 2 _{OH #43;} 2 _OSO 3 _{H, zatímco pokud tento kyselý test vyplývá z kombinace kyseliny ethanolu a kyseliny sírové, dále reaguje s jinou molekulou ethanolu, diethylsulfátu mdash;Zjednodušeně se nazývá ethylsulfát mdash;Výsledek.Je zajímavé, že ačkoli je to omezeno, forenzní vědci používají ethylsulfát k detekci alkoholu v krvi a moči, dny poté, co byla spotřebována. Za přísnějších podmínek je esterifikace nahrazena dehydratací.Dehydratace jedné molekuly sleduje rovnici ch} 3 _ch 2 _{oh rarr; ch} 2 _{' ch} 2 _{#43; HOH.Plynným produktem je ethylen, rostlinný hormon spojený s dozráním ovoce a jiných procesů.Pokud jsou dvě molekuly ethanolu dehydratovány spíše než jedna, je reakce 2 CH} 3

CH

2 _{OH RARR; CH} 3 _CH 2 _OCH 2 _CH 3 _{#43; HOH.Tato reakce má za následek historicky významný konečný produkt: anestetická kapalina, ethylether.Mezi výsledky jejich kombinace patří dva produkty esterifikace a dva dehydratační produkty v závislosti na podmínkách, za kterých se reakce provádí.Kromě jemných reakčních podmínekProdukt esterifikace závisí na tom, kolik z každého reakčního složek existuje kdykoli během reakce.Dehydratace také závisí na relativní populaci ethanolu a kyseliny sírové za všech okolností během reakce.}