影响浓硫酸与纤维素反应结果的因素

沈明祥

（浙江省临安中学浙江临安311300）

影响浓硫酸与纤维素反应结果的因素

沈明祥

（浙江省临安中学浙江临安311300）

高中化学学到浓硫酸的时候,同学们都动手做过一个有趣的小实验：用洁净的玻璃棒蘸取少许稀硫酸在白纸上写个字,观察不到明显的现象,接着把白纸放在酒精灯火焰的侧面,利用余热烘干字迹,发现涂有硫酸溶液的位置逐渐变黑。老师告诉大家,硫酸是难挥发性酸,当加热水分蒸发,稀硫酸逐渐变成了浓硫酸。浓硫酸按水的组成比,夺取某些有机物（例如纤维素)中的氢、氧原子形成水分子,这就是浓硫酸的脱水性。

学到有机化学的糖类部分时,同学们又会做另一个实验：把一小团棉花或几小片滤纸放入试管中,加入几滴90%的浓硫酸,用玻璃棒把棉花或滤纸捣成糊状。小火微热,溶液逐渐变成亮棕色。稍冷,滴入3滴CuSO4溶液,并加入过量NaOH溶液使溶液中和至出现Cu（OH)2沉淀。加热煮沸,可以看到有红色Cu2O沉淀生成,这说明纤维素在浓硫酸的作用下水解生成了具有还原性的物质——葡萄糖。

联系上述两个实验,同学们有没有发现,同样是在浓硫酸的作用下,有时候纤维素发生了脱水炭化,有时候却是水解反应,为什么有这样的差别呢？其中的原因值得我们却探究。

为控制实验条件,笔者做了以下两个实验：

【实验一】从一张圆形滤纸中剪下2cm×5cm的条形纸片2张,分别放在表面皿中用浓硫酸润湿,将两个表面皿置于50℃和10℃的两个恒温器中。在50℃的恒温器中,可以观察到滤纸条迅速炭化；在10℃的恒温器中,可以观察滤纸条先变得微黄,然后慢慢得变得透明,20min左右形成水样液体。

【实验二】在20℃的室温条件下完成本实验。从圆形滤纸中剪出若干2cm×3cm的条形纸片,取两个相同的小烧杯,都加入5mL浓硫酸,向其中一只烧杯中放入一条滤纸；向另一只烧杯中放入10条滤纸,并用洁净的玻璃棒微压滤纸,使其与浓硫酸充分浸润,各覆盖一只培养皿后静置。静置30分钟后,可观察到一条滤纸的小烧杯中呈微黄透明的液体,移开培养皿未闻到明显的异味；而10条滤纸的小烧杯中呈黑色浓稠状物质,移开培养皿后可闻到有刺激性气味。

从以上两个实验的结论表明：

浓硫酸滴到滤纸上,同时发生了两个反应——水解反应和脱水反应,何者占优势需要看实验条件。当反应中产生的热量能得到及时的散失,则主要发生水解反应；若集聚的热量很多或不能及时散失,则基本上是发生脱水反应了。

1008-0546（2011）04-0074-01

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.04.037