Kāds ir savienojums starp etiķskābi un sērskābi?

Īsā atbilde

Etiķskābe un sērskābe ir attiecīgi organiskā karbonskābe un neorganiskā jeb “minerālskābe”. Apvienojot ledus etiķskābi un sērskābi, vienu no spēcīgākajām vienkāršajām skābēm, tika iegūta viena no divām agrākajām zināmajām “superskābēm”. Šo terminu superskābe ieviesa ķīmiķi Hols un Konants 1927. gadā, un tas pēc definīcijas attiecas uz divām grupām. Jebkura skābe, kas ir stiprāka par 100 procentiem sērskābes, ir Brönsted šķirnes superskābe, savukārt jebkura skābe, kas ir stiprāka par bezūdens alumīnija trihlorīdu, ir Lewis šķirnes superskābe. Apvienojot skābes no šīm divām grupām, ir iegūtas spēcīgākās zināmās superskābes, tostarp slavenā “maģiskā skābe”, kas sastāv no fluorsulfonskābes un antimona pentafluorīda.

Tā kā tā ir vidēji vāja skābe, varētu šķist, ka, apvienojot etiķskābi un sērskābi, jārada šķidrums ar vidēju skābumu. Tas tā nav, jo šīs darbības rezultātā netiek tikai rasts risinājums; drīzāk starp abām vielām notiek reakcija. Lai pēc iespējas pilnīgāk izprastu etiķskābes un sērskābes reakciju, ir cieši jākoncentrējas uz karboksilgrupas faktisko struktūru.

Skābekļa atomi karboksilgrupā (-COOH), lai gan ir novilkti blakus, nav saistīti viens ar otru. Faktiski kreisais skābekļa atoms ir saistīts tikai ar oglekļa atomu, veidojot karbonilgrupu (-C=O), bet labais skābeklis ir saistīts tikai ar oglekļa un ūdeņraža atomiem -C-OH. Tas ļauj vizualizēt reakciju CH3COOH + H2SO4 → CH3C(OH)2+. Skaidrības labad šo struktūru var uzrakstīt arī: CH3C(OH)(OH). Teorētiski etiķskābes molekula, kas protonēta ar sērskābi, radītu HSO4-, turpretim, ja otru etiķskābes molekulu protonē šis atlikušais bisulfāta anjons, mehānisms ir CH3COOH + HSO4- → CH3CO(OH)2. + SO4-2.

Tiek uzskatīts, ka pēc protonēšanas šī struktūra mainās dažādos veidos, ieskaitot karbonilgrupas atjaunošanos, otrajai atzarai kļūstot par -C-OH2+. Modificētas etiķskābes struktūras vienā vai otrā veidā apvienotos polimēriem līdzīgos segmentos ar vienu no trim vielām — sērskābes molekulām, HSO4- joniem vai SO4-2 joniem. Noteikti ir noteikts, ka etiķskābes un sērskābes stehiometriskā attiecība vislabākajai superskābes uzvedībai protonēšanas fāzē ir 2:1. Galaprodukta vai segmenta veidošanās līmenī attiecība mainās uz 2:3.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi