a szacharóz diszacharid, amelynek képlete C12H22O11. A hidrolízis során két monoszacharidot, glükózt (aldohexózt) és fruktózt (ketohexózt) eredményez, dehidratáció esetén pedig komplex széntartalmú szilárd maradékot hoz létre.
a szacharóz és a koncentrált H2SO4 közötti reakció
forrás: Colin Baker
ezzel a reakcióval csaknem egy perc késleltetés van a reakció folytatása előtt. A sav sárgulni kezd, amikor a kiszáradás megkezdődik. A kiszáradás sebessége ezután felgyorsul, amikor a sav felmelegszik, mert a reakció exoterm. Amint a cukormolekulákat megfosztják a víztől, a keletkező hő a vizet gőzzé alakítja, amely a fennmaradó szenet porózus, dohányzó, fekete oszlopgá tágítja. Ez kitágul a reakcióedényből, fulladásos, fanyar gőzt és égett cukor illatát eredményezve. Ebben a szakaszban általában emlékeztetem a hallgatóimat, hogy a kénsav erősen maró hatású, és égeti a bőrt, ezért kerülniük kell a vele való érintkezést.
készlet
- 50-60g granulált cukor, (szacharóz), C12H2O11
- 25-30cm3 tömény kénsav, H2SO4
- 100cm3 főzőpohár
- hőálló mat
forrás: Colin Baker
eljárás
tegye a cukrot a főzőpohárba, és álljon egy hőálló szőnyegre. Óvatosan öntsük a savat a cukor tetejére, majd álljunk vissza. Mivel ez a demonstráció salakanyagként kén-dioxidot termel, azt füstszekrényben kell elvégezni.
biztonság
a kénsav szemmel vagy bőrrel való érintkezése maradandó károsodást okozhat. A sav koncentrált oldatai rendkívül korrozívak, és amikor a kénsavat vízben oldják, elegendő hő szabadul fel a víz forralásához. A kén-dioxid nagy koncentrációban mérgező, alacsonyabb koncentrációban pedig súlyos légzőszervi irritáló hatású. A tipikus expozíciós határérték 2 ppm (ppm), amely szint könnyen túlléphető gyenge szellőzésű laboratóriumban. Néhány ember, különösen az asztmára hajlamos, különösen érzékeny lehet a kén-dioxidra. Nedvesség jelenlétében a kén-dioxid savas, korrozív oldatot képez, amely a bőrrel vagy a szemmel érintkezve égési sérülést okozhat.
forrás: Colin Baker
speciális tippek
a vegyi anyagok pontos mennyisége szükségtelen, de a szokásos (háztartási) granulált cukoron kívül semmilyen más szacharózt ne használjon.
oktatási célok
a tiszta kénsav olajos folyadék. Szagtalan és színtelen, a tiszta sav 10,5 6c-on lefagy, így egy háromdimenziós hidrogénkötésű hálózatból álló fehér kristályos szilárd anyag keletkezik, amely folyékony és vizes állapotban is megmarad, így az ilyen oldatok viszkózusak. A tiszta sav enyhén bomlik az álló és melegítés során, hogy kén-trioxidot és vizet alakítson ki. Így a sav eléri a maximális forráspontját keverék 330 CAC, maximális koncentrációja pedig 98,33%.
a koncentrált kénsav molaritása 18 M, és erős affinitással rendelkezik a vízhez, így nagyon hasznos olyan gázok szárításához, amelyekkel nem reagál, pl. SO2, Cl2, N2és O2. Amellett, hogy jó reagens a szénhidrátok dehidratálására, a koncentrált H2SO4 dehidratálja a kristályos hidrátokat, a szerves alkoholokat és a savakat is. A szacharózzal való reakcióban a sav dehidratálja a szénhidrátot szénné, majd oxidálja a szenet:
C12h22o11dehidrát + 12c(s) + 11h2o(l) oxidálja a xhamsteret CO2, SO2
a sav erős oxidálószer, amint azt a szilárd halogenidekkel való reakciói is mutatják:
NaI + H2SO4 ^ Hi + nahso4
H2SO4 + 8HI ++ 4I2 + H2S + 4h2o
ezek a reakciók jó hatással lehetnek az oxidációs szám és a kiegyensúlyozó egyenletek tanítására. Érdemes megjegyezni, hogy szilárd kálium-bromid és koncentrált kénsav keveréket használnak a szerves alkoholok halogénalkánokká történő átalakítására.
CH3CH2OH + HBR 6ch3ch2br + H2O
A KBr-H2SO4 keverék hidrogén-bromidot hoz létre in situ.