La esterificación no es la única cosa catalizada por ácido sulfúrico. Básicamente, es la actividad catalítica es la protonación de lo que se siente feliz suficiente para ser protonado. En su deseado mecanismo de la esterificación, queremos protonate el ácido:
$$\ce{R-C(=O)-OH + H2SO4 <=> R-C(=\overset{+}{O}H)-OH + HSO4-}\tag{1}$$
De esta manera se facilita el ataque nucleofílico del alcohol en el carboxilo de carbono. Sin embargo, también tenemos otros átomos que pueden ser protonado. Por ejemplo, el hidrógeno-llevar el oxígeno también puede aceptar un protón:
$$\ce{R-C(=O)-OH + H2SO4 <=> R-C(=O)-\overset{+}{O}H2 + HSO4-}\tag{2.1}$$
Esto a su vez podría conducir a la eliminación de agua y la formación de una muy reactivo acil de cationes:
$$\ce{R-C(=O)-\overset{+}{O}H2 -> R-C#\overset{+}{O} + H2O}\tag{2.2}$$
Esto en sí mismo no es malo, como también podría reaccionar con el alcohol en la manera deseada. Sin embargo, el alcohol también puede ser protonado:
$$\ce{R-CH2-CH2-OH + H2SO4 <=> R-CH2-CH2-\overset{+}{O}H2 + HSO4-}\tag{3.1}$$
Y dependiendo del tipo de alcohol que tiene, un número de secundarios pueden ocurrir reacciones. Por ejemplo, usted puede simplemente eliminar la $\ce{H3O+}$ desde el alcohol protonado para dar un alqueno:
$$\ce{R-CH2-CH2-\overset{+}{O}H2 -> R-CH=CH2 + H2O + H+}\tag{3.2}$$
Si dispone de un grupo de vecinos que pueden estabilizar las cargas positivas, semi-pinacol-tipo de reordenamientos podría ocurrir. No voy a dibujar, que con el simple alcohol primario dibujé porque sería raro, por ejemplo, en propanol. Podría ser un problema en otros casos, sin embargo.
Finalmente, los intermedios, elaboré puede reaccionar aún más y de manera impredecible con ácido sulfúrico.
Si se agrega ácido sulfúrico poco a poco, el local de la concentración de ácido siguen siendo bastante bajos y la mezcla de reacción es rápida homogeneizadas. Esto significa que las reacciones causadas por el ácido sulfúrico, se suprimirá. Si, sin embargo, puede agregar rápidamente, hay áreas de su solución con muy altas las concentraciones de ácido sulfúrico. En estos, estas reacciones se aceleran. Además, el ácido sulfúrico concentrado actúa como un agente deshidratante que más acelera las reacciones no queremos (todos ellos incluyen perder una molécula de agua).
Estas reacciones laterales - especialmente la deshidratación de la capacidad de ácido sulfúrico - tienden a terminar en el "alquitrán negro", que permita dar una respuesta más o menos uniforme negro de la solución. ¿Qué fue exactamente lo que pasó es difícil de decir, excepto que algunos de polimerización probablemente tuvo lugar.
