sacharoza jest disacharydem o wzorze C12H22O11. Podczas hydrolizy otrzymuje dwa monosacharydy, glukozę (aldoheksozę) i fruktozę (ketoheksozę), a po odwodnieniu tworzy złożoną, stałą pozostałość węglową.
reakcja między sacharozą a stężonym H2SO4
źródło: Colin Baker
w przypadku tej reakcji następuje opóźnienie czasowe o prawie jedną minutę przed kontynuacją reakcji. Kwas zaczyna żółknąć, gdy zaczyna się odwodnienie. Szybkość odwodnienia przyspiesza, gdy kwas nagrzewa się, ponieważ reakcja jest egzotermiczna. Gdy cząsteczki cukru są pozbawione wody, wytwarzane ciepło zamienia wodę w parę, która następnie rozszerza pozostały węgiel w porowatą, dymiącą, czarną kolumnę. To rozszerza się z naczynia reakcyjnego, wytwarzając Dławienie kwaśną parę i zapach spalonego cukru. Na tym etapie zwykle przypominam moim uczniom, że kwas siarkowy jest wysoce żrący i spala skórę, więc muszą unikać kontaktu z nim.
zestaw
- 50-60g cukru granulowanego, (sacharoza), C12H2O11
- 25-30cm3 stężony kwas siarkowy, H2SO4
- zlewka 100cm3
- Mata żaroodporna
źródło: Colin Baker
procedura
włóż cukier do zlewki i stań na matie żaroodpornej. Ostrożnie wlej kwas na wierzch cukru, a następnie cofnij się. Ponieważ ta demonstracja wytwarza dwutlenek siarki jako produkt odpadowy, należy ją przeprowadzić w dygestorium.
bezpieczeństwo
kontakt kwasu siarkowego z oczami lub skórą może spowodować trwałe uszkodzenie. Stężone roztwory kwasu są niezwykle korozyjne, a gdy kwas siarkowy rozpuszcza się w wodzie, uwalniane jest wystarczająco dużo ciepła, aby zagotować wodę. Dwutlenek siarki jest toksyczny w wysokim stężeniu i jest silnym czynnikiem drażniącym drogi oddechowe w niższym stężeniu. Typowa granica narażenia wynosi 2 części na milion (ppm), poziom, który można łatwo przekroczyć w laboratorium o złej wentylacji. Niektórzy ludzie, zwłaszcza te podatne na astmę, mogą być szczególnie wrażliwe na dwutlenek siarki. W obecności wilgoci dwutlenek siarki tworzy kwaśny, żrący roztwór, który w kontakcie ze skórą lub oczami może prowadzić do oparzeń.
źródło: Colin Baker
Specjalne Końcówki
dokładne ilości substancji chemicznych są niepotrzebne, ale nie należy używać żadnej innej postaci sacharozy niż zwykły (domowy) cukier granulowany.
cele nauczania
Czysty Kwas siarkowy jest oleistą cieczą. Bezwonny i bezbarwny, czysty kwas zamarza w temperaturze 10,5°C, tworząc białe krystaliczne ciało stałe składające się z trójwymiarowej sieci wiązanej Wodorem, która utrzymuje się w stanie ciekłym i wodnym, czyniąc takie roztwory lepkimi. Czysty kwas rozkłada się lekko na stojąco i ocieplenie do ewolucji trójtlenku siarki i wody. W ten sposób kwas osiąga maksymalną temperaturę wrzenia mieszaniny 330°C i jego maksymalne stężenie 98,33%.
stężony kwas siarkowy ma molarność 18m i ma silne powinowactwo do wody, dzięki czemu jest bardzo przydatny do suszenia gazów, z którymi nie reaguje, np. Oprócz tego, że jest dobrym odczynnikiem do odwadniania węglowodanów, skoncentrowany H2SO4 odwadnia również krystaliczne hydraty, organiczne alkohole i kwasy. W reakcji z sacharozą kwas odwadnia węglowodan do węgla, a następnie utlenia węgiel:
C12h22o11dehydrat→ 12c(s) + 11h2o(l) utlenia→ CO2, SO2
kwas jest silnym utleniaczem, Jak pokazują jego reakcje ze stałymi halogenkami:
NaI + H2SO4→ HI + NaHSO4
H2SO4 + 8HI → 4I2 + H2S + 4H2O
reakcje te można wykorzystać z dobrym skutkiem podczas nauczania liczby utleniania i równań równoważenia. Warto zauważyć, że stała mieszanina bromku potasu i stężonego kwasu siarkowego jest używana do przekształcania alkoholi organicznych w halogenoalkany.
CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H2O
mieszanina KBr-H2SO4 wytwarza bromowodór in situ.