Reacciones orgánicas

a) Combustión del etano.

Se ajusta primero el carbono, después el hidrógeno y por último el oxígeno:$$\text{CH}_3\text{CH}_3 + \tfrac{7}{2}\,\text{O}_2 \longrightarrow 2\,\text{CO}_2 + 3\,\text{H}_2\text{O}$$o, multiplicando todo por 2 para evitar coeficientes fraccionarios:$$2\,\text{C}_2\text{H}_6 + 7\,\text{O}_2 \longrightarrow 4\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O}$$Es una reacción muy exotérmica, y por eso el etano, uno de los componentes del gas natural, sirve como combustible.

b) Deshidratación del etanol.

Con ácido sulfúrico concentrado y calor (unos $170\ ^\circ\text{C}$), el alcohol pierde el grupo $-\text{OH}$ y un hidrógeno del carbono contiguo:$$\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} \;\xrightarrow[\Delta]{\;\text{H}_2\text{SO}_4\;}\; \text{CH}_2\!=\!\text{CH}_2 + \text{H}_2\text{O}$$El producto es el eteno (etileno). Es una reacción de eliminación; el $\text{H}_2\text{SO}_4$ actúa como catalizador y como agente deshidratante.

c) Nitración del benceno.

La mezcla sulfonítrica genera el ion nitronio $\text{NO}_2^+$, que sustituye a un hidrógeno del anillo:$$\text{C}_6\text{H}_6 + \text{HNO}_3 \;\xrightarrow{\;\text{H}_2\text{SO}_4\;}\; \text{C}_6\text{H}_5\!-\!\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$El producto es el nitrobenceno. Es una sustitución electrófila aromática: el benceno no adiciona, porque perdería la aromaticidad, que es justo lo que lo estabiliza.