Как написать реакции нитрования этилбензола нитрирующей смесью, кислотой?

Нитрование этилбензола — это реакция, в ходе которой атомы водорода на ароматическом кольце заменяются нитрогруппами (−NO₂). Данная реакция часто проводится с использованием нитрующей смеси или разбавленной азотной кислоты. 

### Общий принцип реакции

Нитрование на ароматическом кольце происходит по electrophilic aromatic substitution (EAS) механизму. В этом процессе, ароматическое соединение реагирует с сильным электрофилом — нитроативом, который в результате преобразования вызывает замену одного из атомов водорода на нитрогруппу. 

### 1. Нитрование этилбензола нитрующей смесью

Нитрующая смесь обычно состоит из концентрированной азотной кислоты (HNO₃) и концентрированной серной кислоты (H₂SO₄). 

#### Процесс:

1. Приготовление нитрующей смеси: смешивание 1 части HNO₃ с 2 частями H₂SO₄. 
2. Вводим этилбензол в реакционную смесь при низкой температуре, чтобы избежать образования побочных продуктов.
3. Производится образование нитронного катиона (NO₂⁺), который является активным электрофилом для ароматических соединений. 

#### Основные продукты:
- Пара-нитроэтилбензол (C₈H₉NO₂), основной продукт реакции.
- Орто-нитроэтилбензол также может образовываться, но его количество обычно меньше. 

Уравнение реакции:
\ 
C_6H_5C_2H_5 + HNO_3 rightarrow p-C_6H_4(NO_2)C_2H_5 + H_2O 
\
\ 
C_6H_5C_2H_5 + HNO_3 rightarrow o-C_6H_4(NO_2)C_2H_5 + H_2O 
\

### 2. Нитрование этилбензола разбавленной азотной кислотой при 140°C

#### Процесс:
1. Нагреваем этилбензол до температуры около 140°C.
2. Добавляем разбавленную азотную кислоту, которая будет действовать как источник NO₂⁺. Процесс идет медленнее по сравнению с нитрующей смесью.
3. Образуется также нитронный катион, который замещает один из водородов в ароматическом кольце.

#### Основные продукты:
- При использовании разбавленной азотной кислоты в таких условиях также в основном образуется пара-нитроэтилбензол, хотя и в меньшей степени, чем в случае с нитрующей смесью. 

Уравнение реакции:
\ 
C_6H_5C_2H_5 + HNO_3 xrightarrow{140°C} p-C_6H_4(NO_2)C_2H_5 + H_2O 
\

### Дополнительные аспекты:
- Селективность: Пара-замещение получается предпочтительнее благодаря влиянию алкильной группы (этил), которая стабилизирует отрицательный заряд на кольце и увеличивает реакционную способность.
- Побочные продукты: В некоторых условиях могут образовываться и другие нитрированные производные (например, ди- и три-нитроэтилбензол), однако их количество значительно меньше.
- Промышленные аспекты: Нитрование этилбензола является важным этапом в производстве вспомогательных химических соединений, таких как пара-нитроэтилбензол, который может быть превращён в другие нитрированные производные для дальнейшей переработки.

Таким образом, процесс нитрования этилбензола представляет собой интересный пример реакций с применением электрофильного замещения, где выбор условий может существенно повлиять на продукт реакции.