Взаимодействие бензола с азотной кислотой (HNO3) происходит в присутствии серной кислоты (H2SO4) и приводит к образованию нитробензола. Это реакция относится к типу электрофильного замещения.

Давайте разберем этот процесс более подробно:

1. Подготовка реакционной смеси: Для начала мы смешиваем бензол с концентрированной азотной кислотой и концентрированной серной кислотой. Серная кислота здесь выступает как катализатор и помогает образовать нитроионы (NO2+),которые являются электрофилами.
2. Образование электрофила: В результате взаимодействия серной кислоты и азотной кислоты образуется нитроионы (NO2+). Это происходит следующим образом:
   • HNO3 + H2SO4 → NO2+ + HSO4- + H2O
3. Электрофильное атака: Нитроионы (NO2+) атакуют бензольное кольцо. В этом процессе происходит замещение одного из водородных атомов на нитрогруппу (NO2). Это и есть электрофильное замещение, так как бензол действует как нуклеофил, а NO2+ как электрофил.
4. Восстановление ароматичности: После атаки электрофила на бензол образуется промежуточное соединение (карбокатион),которое затем теряет один протон (H+) и восстанавливает свою ароматичность, образуя нитробензол.
5. Итоговая реакция: В результате реакции мы получаем нитробензол и воду:
   • C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O

Таким образом, взаимодействие бензола с азотной кислотой в присутствии серной кислоты приводит к образованию нитробензола через механизм электрофильного замещения.