알켄은 산이 있을 때 물과 반응하여 알코올을 형성합니다. 산이 없으면 알켄의 수화는 상당한 속도로 일어나지 않으며, 산은 반응에서 소모되지 않습니다. 따라서 알켄 수화는 산 촉매 반응입니다.
황산과 같은 강산은 수용액에서 완전히 해리되며, 반응에 참여하는 산은 하이드로늄 이온이다.
첫 번째 단계는 치환이 덜 된 말단에서의 알켄의 양성자가 천천히 양성화하여 치환도가 더 높은 탄소 양이온을 형성하는 것입니다.
두 번째 단계는 옥소늄 이온을 생성하기 위해 탄수화물에서 물에 의한 친핵성 공격입니다.
마지막 단계에서 pKa가 15.7인 물은 염기 역할을 하며 pKa가 약 –2인 산성 옥소늄 이온(양성자화된 알코올)을 탈양성자화하여 최종 생성물을 생성합니다.
알켄을 수화하여 알코올을 형성하는 과정과 알코올을 탈수하여 알켄을 형성하는 두 과정은 서로 평형을 이룹니다. 이 평형에 대한 제어는 평형 상태의 시스템이 시스템에 가해지는 스트레스를 최소화하도록 조정된다는 르샤틀리에 원리로 설명할 수 있습니다.
2-메틸프로펜의 수화에서 물은 반응의 왼쪽에 있습니다. 물의 양이 증가하면 평형은 오른쪽으로 이동하여 더 많은 알코올을 생성합니다. 대조적으로, 시스템에서 물을 제거하면 평형이 이동하여 더 많은 알켄이 생성됩니다. 따라서 묽은 산이 있으면 알켄에서 알코올이 형성되는 데 유리한 반면, 물이 거의 포함되지 않은 농축 산이 있으면 그 반대가 발생합니다.
첨가 반응은 온도에 따라 달라집니다. 이러한 반응의 엔탈피 항은 과정 중에 새로운 결합이 형성되기 때문에 음수입니다. 대조적으로, 엔트로피 항은 두 개의 반응물 분자가 하나의 생성물 분자를 생성하므로 양수입니다.
저온에서는 엔트로피 항이 작고 엔탈피 항이 지배적입니다. 따라서 깁스 자유 에너지는 음수이고 평형 상수가 1보다 크면 반응물에 대한 생성물 형성이 촉진됩니다.
그러나 고온에서는 큰 엔트로피 항이 엔탈피 항을 지배하고 깁스 자유 에너지는 양수입니다. 평형 상수가 1보다 작으면 반응이 반전되어 반응물이 생성물보다 선호된다는 것을 의미합니다.
장에서 8:
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