浓硫酸碳化的原理
浓硫酸碳化原理是浓硫酸具有强烈的脱水作用,将有机物中的氢,氧元素按照的2:1的比例脱去,剩下以碳为主要成分的碳化产物。
脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。
蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭(炭化),并会产生二氧化硫,故实验一定要在通风良好的情况下进行,否则有一定危险。
将有机物去掉其他元素留下碳的过程。如浓硫酸具有很强的脱水能力在和有机物接触时,把有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去,留下黑色的碳,从而使对方碳化。
碳化作用(carbonization)又称干馏、炭化、焦化作用,是指固体或有机物在隔绝空气条件下加热分解的反应过程或加热固体物质来制取液体或气体(通常会变为固体)产物的一种方式。
浓硫酸是质量分数大于或等于70%的硫酸水溶液,俗称坏水。浓硫酸具有强腐蚀性:在常压下,沸腾的浓硫酸可以腐蚀除铱和钌之外所有金属(甚至包括金和铂),其可以腐蚀的金属单质种类的数量甚至超过了王水。硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与稀硫酸最大的区别之一。同时它还具有脱水性,难挥发性,酸性,吸水性等。
硫酸使纸张碳化是化学变化。
使有机物炭化实际上是浓硫酸脱水性的作用,脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。
可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭(碳化),并会产生二氧化硫。
反应过程分两步,先是蔗糖C12H22O11在浓硫酸作催化剂作用下脱水,生成碳和水(试验后蔗糖会变黑,黑的的就是碳颗粒):
C12H22O11==浓硫酸==12C+11H2O;
第二步,脱水反应产生的大量热让浓硫酸和C发生反应:
C+2H2SO4=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2O。
浓硫酸使有机物脱水时,并不一定都有碳游离出来
例如,用甲酸制取一氧化碳或用酒精制取乙烯时,虽然都用浓硫酸作脱水剂,但没有碳游离出来。这两个反应如下:
HCOOH → CO↑+H2O
C2H5OH → C2H4↑+H2O
对浓硫酸来说它能使含碳,氢,氧元素的有机物(如纸张,木材,布料,皮肤等)里氢,氧元素按照水的组成 但是脱水后不一定是碳
碱若是有机碱,有可能碳化。但前提是碱不能加太多。相比碳化脱水,酸碱中和反应更快。若碱过多,将浓硫酸稀释或反应成稀硫酸,则不会碳化(稀硫酸不会使物质碳化)。