Hvilken type reaktion opstår, når svovlsyre reagerer med en alkalisk?

Hvis du nogensinde har blandet eddike (som indeholder eddikesyre) og natriumbicarbonat, som er en base, har du set en syre-base eller neutraliseringsreaktion før. Ligesom eddike og bagepulver, når svovlsyre blandes med en base, neutraliserer de to hinanden. Denne form for reaktion kaldes en neutraliseringsreaktion.

Kemikere definerer syrer og baser på tre forskellige måder, men den mest nyttige hverdagsdefinition beskriver en syre som et stof, der ønsker at give væk brintioner, mens en base ønsker at plukke dem op. Stærke syrer er bedre til at give væk deres brintioner, og svovlsyre er bestemt en stærk syre, så når den er inde vand, det er næsten fuldstændigt deprotoneret - stort set alle svovlsyremolekyler har opgivet begge deres brint ioner. Disse donerede hydrogenioner accepteres af vandmolekyler, som bliver hydroniumioner. Formlen for en hydroniumion er H3O +.

Når basen eller den alkaliske opløsning sættes til svovlsyren, reagerer syren og basen ved at neutralisere hinanden. Den grundlæggende art har taget hydrogenioner væk fra vandmolekyler, så den har en høj koncentration af hydroxidioner. Hydroxid- og hydroniumioner reagerer for at danne vandmolekyler og efterlader et salt (produktet af en syre-base-reaktion). Da svovlsyre er en stærk syre, kan en af ​​to ting ske. Hvis basen er en stærk base som kaliumhydroxid, vil det resulterende salt (f.eks. Kaliumsulfat) være neutralt, med andre ord hverken en syre eller en base. Hvis basen er en svag base som ammoniak, vil det resulterende salt imidlertid være et surt salt, der fungerer som en svag syre (fx ammoniumsulfat). Det er vigtigt at bemærke, at da det har to hydrogenioner, det kan give væk, kan et molekyle svovlsyre neutralisere to molekyler af en base som natriumhydroxid.

Da bagepulver ofte bruges til at neutralisere batterisyreudslip på biler eller syreudslip i laboratorier, er reaktionen mellem svovlsyre og bagepulver et almindeligt eksempel, der har et lille twist. Når bicarbonatet fra bagepulveret kommer i kontakt med svovlsyreopløsningen, accepterer det brintioner til at blive kulsyre. Kulsyre kan nedbrydes for at give vand og kuldioxid; og når svovlsyre og bagepulver reagerer, akkumuleres imidlertid koncentrationen af ​​carbonsyre hurtigt og derved begunstiger dannelsen af ​​carbondioxid. En syende masse af bobler dannes, når dette kuldioxid undslipper fra opløsningen. Denne reaktion er en simpel illustration af Le Chatelliers princip - når ændringer i koncentration forstyrrer en dynamisk ligevægt, reagerer systemet på en måde, der har tendens til at genoprette ligevægt.

Reaktionen mellem svovlsyre og calciumcarbonat svarer på nogle måder til reaktionen med bagepulver - kuldioxid bobler af, og saltet, der er tilbage, er calcium sulfat. Omsætning af svovlsyre med den stærke base natriumhydroxid danner natriumsulfat, mens svovlsyre med kobberoxid danner kobber (II) sulfat med den blå forbindelse. Svovlsyre er en så stærk syre, at den faktisk kan bruges til at klæbe en hydrogenion på salpetersyre og danne nitroniumionen. Denne reaktion bruges til fremstilling af et af verdens mest berømte sprængstoffer - 2,4,6-trinitrotoluen eller TNT.