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硫酸的浓稀以及在有机反应中的作用

来源:未知作者:徐志宏 点击:所属专题: 硫酸作用 有机反应机理
浓硫酸在有机反应中主要表现三个方面的作用,即催化作用,吸水作用和脱水作用。 例如:用乙醇制乙烯,乙酸和乙醇发生酯化,苯和浓硝酸的硝化,都用到浓硫酸。在这些反应中,浓硫酸都起了催化作用,但还利用了浓硫酸的吸水性或脱水性。究竟是利用了浓硫酸的吸水性还是脱

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浓硫酸在有机反应中主要表现三个方面的作用,即催化作用,吸水作用和脱水作用。

例如:用乙醇制乙烯,乙酸和乙醇发生酯化,苯和浓硝酸的硝化,都用到浓硫酸。在这些反应中,浓硫酸都起了催化作用,但还利用了浓硫酸的吸水性或脱水性。究竟是利用了浓硫酸的吸水性还是脱水性?有较多的同学在回答此问题时常常张冠李戴,混淆不清。实际上在有水生成的有机反应中,使用浓硫酸,若只有一种有机物参加反应,浓硫酸的作用是使有机反应物中的氢和氧按照2:1的组成(HO2)脱去,表现了浓硫酸的脱水性。若是两种有机物相互反应,则浓硫酸的作用应是吸收两种有机物反应生成的水使之变成一系列的硫酸水合物,H2SO4·H2O   、H2SO4·2H2O、从而表现了浓硫酸的吸水性。显然,用乙醇制乙烯是利用了浓硫酸的脱水性。乙酸和乙醇的酯化及苯与浓硝酸的硝化是利用了浓硫酸的吸水性。从而减小生成物水的浓度,促使反应分别朝着酯化和硝化的反应方向进行。

口诀:有水吸水 无水脱水 一种脱水 两种吸水

附其它应用 :

1. 强酸性

(1)与碱反应,遇氨反应

(2)与碱性氧化物反应(除锈;制硫酸铜等盐)

(3)与弱酸盐反应(制某些弱酸或酸式盐如制磷酸,制过磷酸钙)

(4)与活泼金属反应(制氢气)

2.浓硫酸的吸水性包括湿存水和结晶水:作气体干燥剂、硝酸浓缩时的吸水剂;胆矾遇硫酸变白。浓硫酸遇浓盐酸产生氯化氢

3.浓硫酸的脱水性(使木条、硬纸板等炭化;乙醇脱水制乙烯)

4. 浓硫酸的强氧化性

(1)使铁、铝等金属钝化;

(2)与不活泼金属铜反应(加热)

(3)与木炭反应(加热)

(4)制乙烯时使反应混合液变黑

(5)不适宜用于实验室制碘化氢或溴化氢,因其能氧化它们

5. 高沸点(不挥发性)(制挥发性酸)

A。制氯化氢气体、氟化氢气体(HCl和HF都易溶,用浓硫酸)

B。制硝酸 (HNO3易溶,用浓硫酸)

C。制硫化氢气体(H2S溶解度不大,且浓硫酸能氧化H2S,故应用稀硫酸)

D。制二氧化硫 (二氧化硫溶解度较大,用较浓的硫酸 1 :1)

实验室制二氧化碳一般不用硫酸,因另一反应物通常用块状石灰石,反应生成的硫酸钙溶解度小易裹在表面阻碍反应的进一步进行。

6. 有机反应中常用作催化剂

(1)乙醇脱水制乙烯(或制乙醚)(作催化剂兼作脱水剂,用多量浓硫酸)

(2)苯的硝化反应(硫酸作催化剂也起吸水作用,用浓硫酸)

(3)酯化反应(硫酸作催化剂和吸水剂,用浓硫酸)

(4)酯水解时硫酸作催化剂,用稀硫酸 1 :5,淀粉水解用20%稀硫酸催化,纤维素水解用90%的稀硫酸作催化剂。

(责任编辑:化学自习室)
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