Ecco come:
1. Agente disidratante:
*L'acido nitrico (HNO₃), l'altro reagente, è un elettrofilo debole. Per aumentare la sua elettrofilicità, deve essere protonato.
* L'acido solforico, essendo un acido forte, protona l'acido nitrico per formare lo ione nitronio (NO₂⁺), un forte elettrofilo.
* La reazione:
HNO₃ + H₂SO₄ ⇌ H₂NO₃⁺ + HSO₄⁻
H₂NO₃⁺ ⇌ NO₂⁺ + H₂O
2. Catalizzatore:
* Lo ione nitronio attacca quindi l'anello benzenico, portando alla formazione di nitrobenzene.
* La reazione:
C₆H₆ + NO₂⁺ → C₆H₅NO₂ + H⁺
*L'acido solforico contribuisce inoltre ad eliminare l'acqua prodotta nella reazione, riportando l'equilibrio verso la formazione di nitrobenzene.
In sintesi, i ruoli chiave dell'acido solforico nella sintesi del nitrobenzene sono:
* Protonazione dell'acido nitrico per formare lo ione nitronio.
* Agendo da catalizzatore per facilitare la reazione.
* Rimuovere l'acqua per spostare l'equilibrio verso la formazione del prodotto.
Senza acido solforico, la reazione procederebbe molto lentamente, se non del tutto.
