واکنش اسید سولفوریک و قند

واکنش اسید سولفوریک و قند (ساکاروز) یک واکنش شیمیایی است که به تشکیل کربن، آب، و اسید سولفوریک آغاز می‌شود. این واکنش اغلب به عنوان واکنش کاراملیزاسیون نیز شناخته می‌شود، زیرا در نهایت، یکی از محصولات این واکنش کارامل است که به عنوان یک ترکیب قهوه‌ای و قهوه‌سانتی تلقی می‌شود.

واکنش به صورت زیر است:

\[ \ce{C12H22O11} + \ce{H2SO4} \ = \ce{11H2O} + \ce{12C} + \ce{H2SO4} \]

در این واکنش، اسید سولفوریک (\(\ce{H2SO4}\)) به مولکول‌های ساکاروز (\(\ce{C12H22O11}\)) افزوده می‌شود و باعث تجزیه ساکاروز به کربن (کارامل)، آب و اسید سولفوریک می‌شود. این واکنش در شرایط خاص، معمولاً با حرارت، انجام می‌شود.

نکته: این واکنش در محیط آزمایشگاهی یا صنعتی استفاده مستقیم نمی‌شود و ممکن است خطرناک باشد. برای انجام آن، نیاز به اقدامات ایمنی، مکانیکی، و شیمیایی صحیح است.

واکنش اسید سولفوریک و قند (ساکاروز)

قند و شکر ماده های سفید رنگ و اسید سولفوریک یک مایع تقریباً بی رنگ هستند، پس چگونه اسید سولفوریک شکر و قند را به یک ماده سیاه رنگ تبدیل می کند؟؟

اسید سولفوریک بعنوان یک ماده شیمیایی و اسیدی،  یک عامل آب­ گیری قوی است که می توان از آن برای آب گیری (دهیدارته کردن : dehydration) مواد مختلف استفاده نمود. در واکنش محلول غلیظ اسید سولفوریک با قند یا شکر ، مولکول های سازنده ی دانه های شکر که از جنس ساکاروز هستند، توسط اسید سولفوریک آبگیری می شوند.

با اضافه نمودن اسید سولفوریک به حبه های قند با گذشت زمان اندکی،  بین قند و اسید سولفوریک واکنش رخ داده و حبه های قند ضمن افزایش حجم به رنگ سیاه ، تغییر رنگ می دهند.آنچه محصول واکنش است و در پایان واکنش باقی می ماند، کربن، بخار آب، کربن دی اکسید و دی اکسید گوگرد است. ماده سیاه رنگ ایجاد شده همان کربن می باشد. شکر (ساکاروز) جز هیدروکربن ها می باشد و با حذف آب از مولکول های آن تنها کربن سیاه رنگ باقی می ماند.

این واکنش گرماده بوده و آب موجود در محصول به صورت بخار از کربن ایجاد شده خارج می شود. البته باید توجه نمود گاز ایجاد شده، بخار آب خالص نیست و ممکن است ذرات ریز اسید سولفوریک نیز در این بخار وجود داشته باشد.

هشدار: به دلیل غلظت بالای سولفوریک اسید و وجود ذرات اسید سولفوریک در محصولات واکنش و بخار متصاعد شده از محصولات، از انجام این آزمایش در خانه خودداری کنید و درصورت انجام این آزمایش در آزمایشگاه حتماً دستورالعمل های ایمنی را رعایت کنید.

واکنش آبگیری | دهیدارته کردن شکر:

C₁₂H₂₂O_{11 (s)} + H₂SO_{4  →} 12 C _(s) + 11 H₂O _(g)1

واکنش کلی بین اسید سولفوریک و  قند ( شکر یا همان ساکاروز):

C₁₂H₂₂O_{11 (s)} + 2 H₂SO_{4 (l)}  → 11 C _(s) + 2 SO_{2 (g)} + 13 H₂O _(g) + CO_2(g)1