saccharose er et disaccharid med formlen C12H22O11. Ved hydrolyse giver det de to monosaccharider, glucose (aldoheksose) og fructose (ketoheksose), og ved dehydrering producerer en kompleks carbonholdig fast rest.
reaktionen mellem saccharose og koncentreret H2SO4
kilde: Colin Baker
med denne reaktion er der en tidsforsinkelse på næsten et minut, før reaktionen fortsætter. Syren begynder at blive gul, når dehydrering begynder. Dehydreringshastigheden accelererer derefter, når syren opvarmes, fordi reaktionen er eksoterm. Når sukkermolekylerne fjernes for vand, forvandler den genererede varme vandet til damp, som derefter udvider det resterende kulstof til en porøs, rygende, sort søjle. Dette udvider ud af reaktionsbeholderen, producerer en kvælende akrid damp og lugten af brændt sukker. På dette stadium minder jeg normalt mine elever om, at svovlsyre er meget ætsende og vil brænde huden, så de skal undgå kontakt med det.
sæt
- 50-60g granuleret sukker (saccharose), C12H2O11
- 25-30CM3 koncentreret svovlsyre, H2SO4
- 100cm3 bægerglas
- varmesikker mat
kilde: Colin Baker
fremgangsmåde
læg sukkeret i bægeret og stå på en varmebestandig måtte. Hæld forsigtigt syren på toppen af sukkeret og stå derefter tilbage. Da denne demonstration producerer svovl som affaldsprodukt, skal den udføres i et røgskab.
sikkerhed
Svovlsyrekontakt med øjne eller hud kan forårsage permanent skade. Koncentrerede opløsninger af syre er ekstremt ætsende, og når svovlsyre opløses i vand, frigives der nok varme til at få vand til at koge. Svovlsyre er giftig i høj koncentration og er en alvorlig respiratorisk irritation ved lavere koncentration. Den typiske eksponeringsgrænse er 2 dele pr. million (ppm), et niveau, der let kan overskrides i et laboratorium med dårlig ventilation. Nogle mennesker, især dem, der er tilbøjelige til astma, kan være særligt følsomme over for svovlsyre. I nærvær af fugt danner svovl en sur, ætsende opløsning, som i kontakt med hud eller øjne kan føre til forbrændinger.
kilde: Colin Baker
særlige tip
præcise mængder kemikalier er unødvendige, men brug ikke anden form for saccharose end normalt (husholdnings) granuleret sukker.
Undervisningsmål
ren svovlsyre er en olieagtig væske. Lugtfri og farveløs fryser den rene syre ved 10,5 liter C til fremstilling af et hvidt krystallinsk fast stof bestående af et tredimensionelt hydrogenbundet netværk, der vedvarer i flydende og vandig tilstand, hvilket gør sådanne opløsninger viskøse. Den rene syre nedbrydes lidt ved stående og opvarmning for at udvikle svovltriokte og vand. Syren når således sin maksimale kogepunktsblanding på 330 liter C og sin maksimale koncentration på 98,33 procent.
koncentreret svovlsyre har en molaritet på 18 m og har en stærk affinitet for vand, hvilket gør den meget nyttig til tørring af gasser, som den ikke reagerer med, f.eks SO2, Cl2, N2 og O2. Ud over at være et godt reagens til dehydrering af kulhydrater dehydrerer koncentreret H2SO4 også krystallinske hydrater, organiske alkoholer og syrer. I reaktionen med saccharose dehydrerer syren kulhydratet til kulstof og ilter derefter carbonet:
C12h22o11dehydratlurid 12c(s) + 11h2o(l) Iltninglurid CO2, SO2
syren er et kraftigt iltningsmiddel, som det fremgår af dets reaktioner med faste halogenider:
NaI + H2SO4LURID HI + NaHSO4
H2SO4 + 8HI til 4I2 + H2S + 4h2o
disse reaktioner kan bruges med god effekt, når man underviser i iltningstal og Balanceringsligninger. Det er værd at bemærke, at en fast kaliumbromid og koncentreret svovlsyreblanding anvendes til at omdanne organiske alkoholer til halogenoalkaner.
CH3CH2OH + HBR-Ch3ch2br + H2O
KBR-H2SO4-blandingen genererer hydrogenbromid in situ.