Mis tüüpi reaktsioon toimub, kui väävelhape reageerib leelisega?

Kui olete kunagi seganud äädikat (mis sisaldab äädikhapet) ja naatriumvesinikkarbonaati, mis on alus, olete varem näinud happe-aluse või neutraliseerimise reaktsiooni. Nii nagu äädikas ja söögisooda, neutraliseerivad need kaks väävelhapet alusega segades. Sellist reaktsiooni nimetatakse neutraliseerimisreaktsiooniks.

Keemikud määravad happeid ja aluseid kolmel erineval viisil, kuid kõige kasulikum igapäevane määratlus kirjeldab hapet kui ainet, mis soovib vesinikuioone ära anda, alus aga korjata neid üles. Tugevad happed suudavad vesiniku ioone paremini ära anda ja väävelhape on kindlasti tugev hape, nii et kui see on sees vesi, see on peaaegu täielikult deprotoneeritud - praktiliselt kõik väävelhappemolekulid on mõlemad vesinikust loobunud ioonid. Neid annetatud vesiniku ioone aktsepteerivad veemolekulid, millest saavad hüdrooniumioonid. Hüdrooniumiooni valem on H3O +.

Kui alus või leeliseline lahus lisatakse väävelhappele, reageerivad hape ja alus teineteist neutraliseerides. Põhiliigid on vesinikioone veemolekulidest eemaldanud, seega on sellel hüdroksiidioonide kõrge kontsentratsioon. Hüdroksiid ja hüdrooniumioonid reageerivad veemolekulide moodustamisel, jättes soola (happe-aluse reaktsiooni produkt). Kuna väävelhape on tugev hape, võib juhtuda üks kahest. Kui alus on tugev alus nagu kaaliumhüdroksiid, on saadud sool (nt kaaliumsulfaat) neutraalne, teisisõnu ei hape ega alus. Kui alus on aga nõrk alus nagu ammoniaak, on saadud soolaks happeline sool, mis toimib nõrga happena (nt ammooniumsulfaat). Oluline on märkida, et kuna sellel on kaks vesinikiooni, mida see võib ära anda, võib üks väävelhappe molekul neutraliseerida kaks aluse molekuli nagu naatriumhüdroksiid.

Kuna söögisoodat kasutatakse sageli autode akuhapete või laborites hapete lekkimise neutraliseerimiseks, on väävelhappe reaktsioon söögisoodaga tavaline näide, millel on väike keerdumus. Kui söögisooda vesinikkarbonaat puutub kokku väävelhappe lahusega, aktsepteerib see vesinikioonide muutumist süsihappeks. Süsinikhape võib laguneda, saades vett ja süsinikdioksiidi; kui aga väävelhape ja söögisooda reageerivad, koguneb süsihappe kontsentratsioon kiiresti, soodustades sellega süsinikdioksiidi moodustumist. Kui süsinikdioksiid lahusest väljub, tekib mullide mass. See reaktsioon illustreerib Le Chatellieri põhimõtet lihtsalt - kui kontsentratsiooni muutused häirivad dünaamilist tasakaalu, reageerib süsteem viisil, mis kipub tasakaalu taastama.

Reaktsioon väävelhappe ja kaltsiumkarbonaadi vahel on mõnes mõttes sarnane reaktsiooniga söögisoodaga - süsinikdioksiid mullib ära ja sool, mis järele jääb, on kaltsium sulfaat. Väävelhappe reageerimisel tugeva naatriumhüdroksiidi alusega saadakse naatriumsulfaat, väävelhappest koos vaskoksiidiga aga sinise ühendi vask (II) sulfaat. Väävelhape on nii tugev hape, mida saab tegelikult kasutada vesinikioonide kinnitamiseks lämmastikhappele, moodustades lämmastiku iooni. Seda reaktsiooni kasutatakse ühe maailma kuulsaima lõhkeaine - 2,4,6-trinitrotolueeni või TNT - valmistamiseks.