Il saccarosio è un disaccaride con la formula C12H22O11. Sull’idrolisi, produce i due monosaccaridi, glucosio (aldoesosio) e fruttosio (ketoesosio), e sulla disidratazione produce un residuo solido carbonioso complesso.
La reazione tra saccarosio e H2SO4 concentrato
Fonte: Colin Baker
Con questa reazione, c’è un ritardo di quasi un minuto prima che la reazione proceda. L’acido inizia a ingiallire quando inizia la disidratazione. Il tasso di disidratazione poi accelera come l’acido si riscalda perché la reazione è esotermica. Quando le molecole di zucchero vengono spogliate dell’acqua, il calore generato trasforma l’acqua in vapore che espande il carbonio rimanente in una colonna nera porosa e fumante. Questo si espande dal recipiente di reazione, producendo un vapore acre soffocante e l’odore di zucchero bruciato. In questa fase normalmente ricordo ai miei studenti che l’acido solforico è altamente corrosivo e brucerà la pelle, quindi devono evitare il contatto con esso.
Kit
- 50-60g di zucchero (saccarosio), C12H2O11
- 25-30cm3 Concentrata di acido solforico, H2SO4
- 100cm3 Becher
- Calore a prova di mat
Fonte: Colin Baker
Procedura
Mettete lo zucchero in un contenitore e stare su un calore a prova di mat. Con cura versare l’acido sulla parte superiore dello zucchero e poi stare indietro. Poiché questa dimostrazione produce anidride solforosa come prodotto di scarto, dovrebbe essere eseguita in una cappa aspirante.
Sicurezza
Il contatto con l’acido solforico con gli occhi o la pelle può causare danni permanenti. Le soluzioni concentrate di acido sono estremamente corrosive e quando l’acido solforico viene sciolto in acqua viene rilasciato abbastanza calore per far bollire l’acqua. L’anidride solforosa è tossica in alta concentrazione ed è un grave irritante respiratorio a bassa concentrazione. Il limite di esposizione tipico è di 2 parti per milione (ppm), un livello che può essere facilmente superato in un laboratorio con scarsa ventilazione. Alcune persone, specialmente quelle inclini all’asma, possono essere particolarmente sensibili all’anidride solforosa. In presenza di umidità l’anidride solforosa forma una soluzione acida e corrosiva, che a contatto con la pelle o gli occhi può causare ustioni.
Fonte: Colin Baker
Suggerimenti speciali
Non sono necessarie quantità precise di sostanze chimiche, ma non utilizzare altre forme di saccarosio diverse dallo zucchero semolato normale (domestico).
Obiettivi didattici
L’acido solforico puro è un liquido oleoso. Inodore e incolore, l’acido puro congela a 10,5°C per produrre un solido cristallino bianco costituito da una rete tridimensionale legata all’idrogeno che persiste allo stato liquido e acquoso, rendendo tali soluzioni viscose. L’acido puro si decompone leggermente in piedi e riscaldando per evolvere triossido di zolfo e acqua. Così l’acido raggiunge il suo punto di ebollizione massima miscela di 330°C e la sua concentrazione massima del 98,33 per cento.
L’acido solforico concentrato ha una molarità di 18M e ha una forte affinità per l’acqua, rendendolo molto utile per l’essiccazione di gas con cui non reagisce, ad esempio SO2, Cl2, N2 e O2. Oltre ad essere un buon reagente per disidratare i carboidrati, H2SO4 concentrato disidrata anche idrati cristallini, alcoli organici e acidi. Nella reazione con il saccarosio, acido disidrata i carboidrati di carbonio e quindi si ossida il carbonio:
C12H22O11Dehydrate→ 12C(s) + 11H2O(l) Ossidare→ CO2, SO2
L’acido è un potente agente ossidante, come mostrato dalle sue reazioni con solida alogenuri:
NaI + H2SO4→ HI + NaHSO4
H2SO4 + 8HI → 4I2 + H2S + 4H2O
Queste reazioni possono essere utilizzati per il buon effetto quando l’insegnamento numero di ossidazione e di bilanciamento delle equazioni. Vale la pena notare che un bromuro di potassio solido e una miscela di acido solforico concentrato vengono utilizzati per convertire gli alcoli organici in alogenoalcani.
CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H2O
La miscela KBr-H2SO4 genera bromuro di idrogeno in situ.