Механизм действия серной кислоты, как катализатора

Катализатор — это вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции. Количество катализатора, в отличие от других реагентов, после реакции не изменяется. Обеспечивая более быстрый путь для реакции, катализатор реагирует с исходным веществом, получившееся промежуточное соединение подвергается превращениям и в конце расщепляется на продукт и катализатор. Затем катализатор снова реагирует с исходным веществом, и этот каталитический цикл многократно (до миллиона раз) повторяется.

Катализаторы — это вещества, изменяющие скорость химической реакции или вызывающие ее, но не входящие в состав продуктов.

Получение этилового спирта из этилена было подробно изучено A.M. Бутлеровым. Он получал этанол гидратацией этилена в присутствии того же катализатора — концентрированной серной кислоты, который применяется и для обратной реакции — получения этилена из спирта. А. М. Бутлеров показал, что эта реакция является общей для получения спиртов из непредельных углеводородов, и предсказал ее промышленное значение.

Сейчас реакция гидратации непредельных углеводородов широко используется в промышленности для получения различных спиртов. В связи с необходимостью замены пищевого сырья и утилизации газов крекинга нефти этанол в больших количествах получают из этилена.

Опыт сернокислотной гидратации, в соответствии с промышленным его осуществлением, состоит из двух частей. Сначала растворяют этилен в концентрированной серной кислоте, при этом образуется моноэтиловый эфир серной кислоты:

Затем растров разбавляют водой, при этом образуется этанол и освобождается серная кислота:

Понятно, что при изучении этого процесса в классе дается лишь суммарное уравнение реакции:

H₂C=CH₂ + H₂O —-H₂SO₄—-> H₃C-CH₂-OH

Серная кислота рассматривается как растворитель этилена и катализатор реакции (без указания механизма каталитического действия).