ウォーターサーバーとコーヒーマシンが一体化した画期的マシン >>

スルホン化のときの硫酸の形態について

こんにちは。
有機化学が、苦手な者です。
これはベンゼンのスルホン化の一般的な反応式です。
C6H6 + HO-SO3H → C6H5-SO3H + H2O

ここで硫酸の形態がよくわかりません。
なぜHOとSO3Hに分かれているのでしょうか。
硫酸は電離して「2H^+」と「SO4^2-」になるのではないのでしょうか。
平衡の課程をみてもHSO4^-はあってもSO3Hはありません。
わかりやすい解説をよろしくお願いします。

A 回答 (3件)

有機ではよくあるパターンですね.


まず
2H2SO4 ⇔ HSO4^- + H3SO4^+
と自己解離し, うしろのカチオンが
H3SO4^+ ⇔ H2O + HSO3^+
と水を捨ててベンゼンを攻撃, と. このとき余ったプロトンは最初に出てきた HSO4^- が回収する形になり, 正味の反応は
C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H + H2O
となります.
ニトロ化も本質的には同じように進み, 硫酸がプロトンを硝酸に押し付けてできるニトロニウムイオン NO2^+ が反応します.
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
課程を説明してもらえたのでよく理解できました。

お礼日時:2010/10/26 21:47

高校生ですかね。



HO-SO3Hは硫酸の構造式(をかんたんにしたもの)で、今はイオンとは関係ないと考えて良いです。
http://natrium11321.blog20.fc2.com/blog-entry-40 …
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご返事ありがとうございます。
構造式を見るとわかりやすいですね。
イオンと混同していました。

お礼日時:2010/10/26 22:00

濃硫酸によるスルホン化の実際のスルホン化剤は平衡によって生じるスルホニウムイオンです。


http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/2004/ …
スルホニウムイオン中のイオウは酸素と結合しているため非常に電子不足の状態にあり、
電子が豊富にあるベンゼン環の炭素と反応するのです。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
紹介していただいたサイトを熟読して
勉強します。

お礼日時:2010/10/26 21:49

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qベンゼンのスルホン化について

ベンゼンに発煙硫酸or濃硫酸を加えると、ベンゼンがスルホン化する反応についてですが、ベンゼンとSO3(三酸化硫黄)を加えると求電子置換反応でスルホン化するのは分かりますが、硫酸を加える理由がいまいちよく分かりません。とても飲み込みが悪い方なので、できれば易しく教えていただければ幸いです。

Aベストアンサー

No.1の方の回答に、補足させていただきます。

スルホン化は脱水縮合の可逆(平衡)反応なので、反応が進んで水が生じるに従い、
反応が進みにくくなります。

  C6H6 + H2SO4 ←→ C6H5SO3H + H2O  


このとき、硫酸に三酸化硫黄を溶かした発煙硫酸を用いると、水と三酸化硫黄とが
反応することにより、硫酸となります。

  H2O + SO3 → H2SO4

このことにより、発煙硫酸を用いると、より効率よくスルホン化が行えるというわけです。
(No.1の方の回答の硫酸と三酸化硫黄によるスルホニウムイオンの生成という経路を考える
 にせよこちらで考えるにせよ、重要なのは「反応を阻害する水を生じない」ということ)

Qアニリン硫酸塩の合成法を教えて下さい

 
 アニリン硫酸塩を合成したいのですが、反応は簡単にみえて、いざ操作するとわかりません。
 アニリン(液体:ほぼ100%)に濃硫酸を加えれば白色の物質ができると思うのですが、
・アニリン(塩基)に硫酸(酸)を過剰に加える?
・またはその逆?
・白色沈殿をどうやって取り出すか?
・精製は再結晶?
・どうやって乾燥させるか?


分析専門なので、お恥ずかしいですが細かい操作になるとわかりません。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>>アニリン(液体:ほぼ100%)に濃硫酸を加えれば白色の物質ができると思うのですが、
わー!やめて!
硫酸水溶液を撹拌しながらアニリンを加えます。アニリンと硫酸の当量だけ1:1か2:1か決めて置いて下さい。反応し終わるとアニリンは沈殿物が出来るか全部溶け切るかします。沈殿物が出来たらよくつぶして、中に未反応のアニリンや硫酸が残らないようにします。
ちなみに2:1の硫酸塩(Ph-NH2)2・H2SO4は15mlの水に1gが溶けます。エタノールには少しだけ溶け、エーテルにはほとんど溶けません。
出典:The Merck Index 1996 12thEd.
(水から)再結晶した場合結晶溶媒を含むかもしれないので塩化カルシウムの減圧デシケータに入れドライアイス(液体窒素でも可)のトラップを付けロータリーポンプで引っ張ります。ロータリーポンプが汚れるのが気になるようでしたら活性炭と塩化カルシウムの詰まった管を間に入れて下さい。

Qアニリンの反応について

アニリンの水溶液にさらし粉水溶液を加えるとアニリンの方は酸化されて溶液が変色するけど、この科学式がわかりません。手持ちの参考書にも載っていません。
どなたか教えてください。

Aベストアンサー

私も厳密な化学式はあまり見たことがありません.
おそらく以下のような機構でアニリンのラジカル反応が進行していると考えられているようです.
ただし,多少の専門用語が登場するので,もしもその専門用語がわからないようでしたら,折り返し補足をお願いします.


・アニリンC6H5-NH2がさらし粉CaCl(ClO)のClO-によって酸化されると,アニリンがラジカル化して,C6H5-NH・となります.
・このラジカルが,他方のアニリンラジカルのオルト位を攻撃して,C6H5-NH-C6H4-NH・となります.
・このような重合が延々と繰り返されて,最後に窒素についているHが引き抜かれて,C6H5-N=C6H4-N=C6H4-N=・・・となります.

<反応機構>
C6H5-NH2 --> C6H5-NH・ --> C6H5-NH-C6H4-NH-C6H4-NH-・・・ --> C6H5-N=C6H4-N=C6H4-N=・・・

とまあ,こんな感じだと思います.

これがなぜ黒くなるかというと,共役二重結合(C=C-C=C-C=C-というような,二重結合-単結合が繰り返されているもの)がずらっと並ぶことで,光によるシフト(二重結合の位置がとなりにずれること)が容易に起き,光を吸収しやすいためと考えられます.

なお,さらし粉の酸化力はそれほど強くないため,以上のような重合反応の重合度は小さく,共役二重結合は短いと思われ,その結果,色は黒というよりかは褐色,赤紫色となることが多いようです.
これがもしも酸化力の強い過マンガン酸カリウムやニクロム酸カリウムなどのもとで行うと,重合度の高いものができるので,真っ黒になります.これがアニリンブラックです.

私も厳密な化学式はあまり見たことがありません.
おそらく以下のような機構でアニリンのラジカル反応が進行していると考えられているようです.
ただし,多少の専門用語が登場するので,もしもその専門用語がわからないようでしたら,折り返し補足をお願いします.


・アニリンC6H5-NH2がさらし粉CaCl(ClO)のClO-によって酸化されると,アニリンがラジカル化して,C6H5-NH・となります.
・このラジカルが,他方のアニリンラジカルのオルト位を攻撃して,C6H5-NH-C6H4-NH・となります.
・このような重合...続きを読む

Q転化率

転化率の定義を教えてください。

Aベストアンサー

styrenさん、こんばんは。

参考URLに、大変面白い例が載っていました。

「新入生100人(原料)が入学し、1年後に、卒業試験がある(反応器)。
 合格者は、卒業(生成物)。
 不合格者(未反応物)は、在籍する(リサイクルにまわされる)」

このとき、
 卒業試験の合格率=(1回転化率)

のようです。
このときの、反応器に入れられる量=原料+リサイクル

なので、合格率は、

(生成物)÷(原料+リサイクル)×100=1回転化率

のようにかけると思います。
ご参考になればうれしいです。

Q酢酸エチルの合成 ぜひ教えてください

硫酸を触媒として酢酸とエタノールから酢酸エチルを合成する実験で、濃硫酸、炭酸ナトリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、粒状塩化カルシウムを入れるのですが、この4つの役割はなんでしょうか?なぜいれるのでしょうか?
勉強してるのですが資料が少なく検討もつきません。
ぜひ教えてください。

Aベストアンサー

酢酸エチルの合成の反応式はわかりますか?

CH3COOH + CH3CH2OH ←→ CH3COOCH2CH3 + H2
O

見にくくてすみません。
←→ は、平衡反応という意味です。


この反応は、平衡反応なので
酢酸とエタノールが反応して酢酸エチルになる反応と、
酢酸エチルと水が反応して酢酸とエタノールができる

という2つの反応が同時に起こります。

ですからたくさん酢酸エチルを作ろうと思うと、何らかの方法で酢酸エチルが水と反応するのを防いで元に戻るのを(酢酸エチルが、酢酸とエタノールになるのを)止めてやる必要があります。

濃硫酸は反応の触媒と脱水、塩化カルシウムも脱水のために加えられていて反応系から水を取り除くのに使われています。

塩化カルシウムは、乾燥剤として食品の保存などさまざまなところで使われていますよ。

Qアニリンのジアゾ化

アニリンのジアゾ化を濃硫酸を使って行った場合、アニリンは溶液中で硫酸塩を形成していると思うのですが、それでも反応が進行するのはなぜですか。教えてください。

Aベストアンサー

 アニリンを塩酸や硝酸と反応させてアニリニウムイオンにしておくのは、アニリンを溶液中に均一に分散させるためで、アニリニウムイオンそのものがジアゾ化反応に直接関与するわけではないのです。硫酸塩なり塩酸塩なりの形で分散したアニリンは大部分がアニリニウムイオンとして存在しますが、一部は電離平衡により分子状のアニリンに戻ります。
 要は、この分子状のアニリンが(亜硝酸から生じる)ニトロソニウムイオンと反応(→、求電子置換反応)することで、ジアゾ化反応が進行するわけです。ニトロソニウムイオンは、亜硝酸と強酸の反応により生じますが、その強酸は塩酸でも硫酸でも構いません。
 詳細は、以下を参考にして下さい。

参考URL:http://www.chemistryquestion.jp/situmon/shitumon_koukoukagaku_kagaku9_diazotization.html

Qニトロ化の最適温度

ベンゼンのニトロ化では50~60℃が最適温度で、アセトアニリドのニトロ化では15~20℃が最適温度でした。この温度の違いはなぜですか?教えてください。

Aベストアンサー

アセトアニリドの方が反応性が高いからです。
つまり、アセチルアミノ基(CH3C(=O)NH-)がo,p-配向性で、芳香環を活性化する作用があるからです。
アセトアニリドで温度を高くすると、ジニトロ化などの副反応が起こる可能性が高くなったり、反応の制御か困難になったりします。

Q二酸化硫黄 SO2 の構造について

SO2 は配位結合が関係している、と聞いたのですが、どのような構造
になりますか?SO2は配位結合が関係していて、折れ線形で、極性分子だと聞きました。どういうことか、さっぱりわかりません。
すみませんが、詳しく教えてください。

Aベストアンサー

SO2 の電子式は以下のようになります(MSゴシックなどの等幅フォントで見てください)。

 ‥  ‥  ‥
:O::S::O:   電子式(a)

 ‥  ‥ ‥
:O::S:O:    電子式(b)
      ‥

価標を使って結合を表すと、構造式はそれぞれ

 ‥ ‥ ‥
:O=S=O:   電子式(a)に対応する構造式

 ‥ ‥ ‥
:O=S→O:   電子式(b)に対応する構造式
     ‥

のようになります。

構造式で書くと明らかなように、電子式(a)では、SとOの間の結合は両方とも二重結合になっていて、配位結合はありません。それに対して、電子式(b)では、片方のSO結合は二重結合ですが、他方の結合が配位結合になっています。

電子式(a)と電子式(b)のどちらが正しいのか?については、少し難しい話になるのですけど、#1さんのリンク先にあるウィキペディアの解説によると、
・二酸化硫黄 SO2 の電子式は配位結合を使わないで電子式(a)のように書くのがよい
・オゾン O3 の構造式は配位結合を使ってO=O→Oのように書くのがよい
ということになります。

「電子対反発則」を使うと、SO2分子が折れ線形になることを、SO2の電子式から説明できます。電子対反発則についての簡単な説明は、ネット検索ですぐに見つかると思います。電子対反発則にそれほど精通しなくても、
・H2Oの電子式から、H2O分子が折れ線形になることを説明できる
・CO2の電子式から、CO2分子が直線形になることを説明できる
ようになれば、SO2分子が折れ線形になることを、電子対反発則から説明できるようになります。

SO2が極性分子になることは、「二酸化炭素 CO2 が極性分子に“ならない”こと」が理解できれば、これらの分子の形から簡単に分かると思います。

SO2 の電子式は以下のようになります(MSゴシックなどの等幅フォントで見てください)。

 ‥  ‥  ‥
:O::S::O:   電子式(a)

 ‥  ‥ ‥
:O::S:O:    電子式(b)
      ‥

価標を使って結合を表すと、構造式はそれぞれ

 ‥ ‥ ‥
:O=S=O:   電子式(a)に対応する構造式

 ‥ ‥ ‥
:O=S→O:   電子式(b)に対応する構造式
     ‥

のようになります。

構造式で書くと明らかなように、電子式(a)では、SとOの間の結合は両方とも...続きを読む

Q再結晶のとき。。。

ナフタレンの再結晶時にメタノールと水を加えました。最初メタノールにナフタレンを溶かし、少量の水を加えました。(水は加えても結晶が溶けてる程度)ここで水を加えるのはなぜですか?
ナフタレンは無極性で水には溶けにくいので冷やしたときに結晶が析出しやすくするためですか?
また、冷ますときは放冷ではなく氷水で急冷するとよくないことはあるのですか?

Aベストアンサー

ご質問のように、再結晶の際に2種類の溶媒を混合する操作はしばしば行われます。順を追って説明します。
(1)ナフタレンを熱いメタノールに溶かす。この操作である程度濃い溶液を作ります。飽和である必要はありません。
(2)熱いままの状態で水を少しづつ加えます。水が入ることによって、ナフタレンの溶解度が低下します。
(3)水を加えていくと、ある時点で、濁りが生じます。この時に、溶液は飽和(あるいはわずかな過飽和)になっています。
(4)この飽和溶液をゆっくりと冷やすとナフタレンの結晶が生じ、再結晶が行われたことになります。ゆっくり冷やすことによって、より大きく、純度の高い結晶が得られます。急冷すると、結晶が急速に成長し、その際に不純物が取り込まれることがあり、純度が低下する場合があります。

なお、メタノールだけで再結晶することも可能ですが、1種類の溶媒だけでは、溶解度が高すぎて、溶質に対して溶媒が少なくなりすぎ、操作が困難になる場合などに上述の方法が使われます。また、飽和溶液が作りにくいとか、再結晶溶媒の選択に困って、やむを得ず使う場合もあります。

ご質問のように、再結晶の際に2種類の溶媒を混合する操作はしばしば行われます。順を追って説明します。
(1)ナフタレンを熱いメタノールに溶かす。この操作である程度濃い溶液を作ります。飽和である必要はありません。
(2)熱いままの状態で水を少しづつ加えます。水が入ることによって、ナフタレンの溶解度が低下します。
(3)水を加えていくと、ある時点で、濁りが生じます。この時に、溶液は飽和(あるいはわずかな過飽和)になっています。
(4)この飽和溶液をゆっくりと冷やすとナフタレンの結晶が生じ、...続きを読む

Q構造式から化合物名を教えてくれるソフトはありますか?

化学構造式からIUPAC名などの化合物名を付けるのにとても苦労しています。
構造式から化合物名を教えてくれるソフトやサイトがあれば是非教えて下さい。宜しくお願いします。

Aベストアンサー

No.1です。
ChemSketchは不評ですかね(笑)
個人的な意見としては、ChemDrawの命名に比べて、はるかによくできていると思います。無料版をお試し下さい。

当然のことながら、複雑な化合物に簡潔な慣用名がついていて、その誘導体として命名した方が良い場合もあり、そういったものに対してはあまり役に立ちませんね。もっとも、新規化合物に関しては、Chemical Abstractsもあまり役に立ちそうもありませんが。
命名法の勉強をするなら下記の参考URLのサイトが良いですね。

参考URL:http://homepage1.nifty.com/nomenclator/


人気Q&Aランキング