Vad är kopplingen mellan etanol och svavelsyra?
Förbindelsen mellan etanol och svavelsyra involverar minst tre möjliga reaktionsvägar.De är ESTERIFIKATION MDASH;involverar antingen en eller två molekyler av etanol, eller alkohol mdash;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 det som en dehydrator kan rippa väte och syreatomer från molekyler för att tillfredsställa dess törst.Denna senare egenskap demonstreras genom det enkla gymnasiet experiment där ett fåtal korn av bordsocker, 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 kornalkohol,är mycket lik 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 #45;.Ett annat sätt att titta på etanol är som en mycket svag bas, som liknar mdash;åtminstone ytligt mdash;Natriumhydroxid, NaOH.Även om etanol vanligtvis är för svag bas för att jonisera, kan den under vissa förhållanden kunna producera saltliknande strukturer.
natriumhydroxid kan producera någon av två salter med svavelsyra, varav en är natriumvätesulfat (NAHSO 4), härrörande 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 och mdash;Natriumsulfat (Na 2 så 4 ).På motsvarande sätt, om etanol och svavelsyra kombineras under milda och kontrollerade förhållanden, resulterar etylvätesulfat via reaktionsvägen CH 3 CH 2 OH #43; H 2 SO 4 RARR; CH 3 Ch CH 2 OSO 3 H, medan om denna syra -ester till följd av kombinationen av etanol och svavelsyra reageras ytterligare med en annan molekyl av etanol, dietylsulfat mdash;kallas enklare, etylsulfat mdash;resultat.Intressant nog, även om det är av begränsad användning, använder kriminaltekniska forskare etylsulfat för att upptäcka alkohol i blodet och urinen, dagar efter att det har konsumerats.
Under strängare förhållanden ersätts förestring av uttorkning.Enkelmolekyl dehydrering följer ekvationen CH 3 CH 2 OH RARR; CH 2 ' CH 2 #43; 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 rarr; CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 #43; 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 mjuka reaktionsbetingelser,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.