Minkä tyyppistä reaktiota tapahtuu, kun rikkihappo reagoi emäksen kanssa?

Jos olet koskaan sekoittanut etikkaa (joka sisältää etikkahappoa) ja natriumbikarbonaattia, joka on emäs, olet aiemmin nähnyt happo-emäs- tai neutralointireaktion. Aivan kuten etikka ja ruokasooda, kun rikkihappoa sekoitetaan emäksen kanssa, nämä kaksi neutraloivat toisiaan. Tällaista reaktiota kutsutaan neutralointireaktioksi.

Kemistit määrittelevät hapot ja emäkset kolmella eri tavalla, mutta kaikkein hyödyllisin jokapäiväinen määritelmä kuvaa happoa aineena, joka haluaa luovuttaa vetyioneja, kun taas emäs haluaa poimia ne ylös. Vahvat hapot antavat paremmin vetyionejaan, ja rikkihappo on ehdottomasti vahva happo, joten kun se on sisällä vesi, se on melkein kokonaan deprotonoitu - käytännössä kaikki rikkihappomolekyylit ovat luovuttaneet molemmat vedynsä ioneja. Nämä luovutetut vetyionit hyväksytään vesimolekyylien avulla, joista tulee hydroniumioneja. Hydroniumionin kaava on H3O +.

Kun emäs tai emäksinen liuos lisätään rikkihappoon, happo ja emäs reagoivat neutraloimalla toisiaan. Peruslaji on ottanut vetyioneja pois vesimolekyyleistä, joten sillä on suuri hydroksidi-ionipitoisuus. Hydroksidi ja hydrroniumionit reagoivat vesimolekyylien muodostamiseksi jättäen suolan (happo-emäsreaktion tuote). Koska rikkihappo on vahva happo, yksi kahdesta asiasta voi tapahtua. Jos emäs on vahva emäs, kuten kaliumhydroksidi, tuloksena oleva suola (esim. Kaliumsulfaatti) on neutraali, toisin sanoen ei happo eikä emäs. Jos emäs on heikko emäs, kuten ammoniakki, tuloksena oleva suola on hapan suola, joka toimii heikkona happona (esim. Ammoniumsulfaatti). On tärkeää huomata, että koska siinä on kaksi vetyionia, jotka se voi antaa pois, yksi rikkihappomolekyyli voi neutraloida kaksi emäksen molekyyliä, kuten natriumhydroksidia.

Koska ruokasoodaa käytetään usein autohappojen vuotojen tai laboratoriossa tapahtuvien happohuuhtelujen neutraloimiseksi, rikkihapon reaktio ruokasoodan kanssa on yleinen esimerkki, jossa on pieni kierre. Kun ruokasoodan bikarbonaatti joutuu kosketuksiin rikkihappoliuoksen kanssa, se hyväksyy vetyionien hiilihapoksi. Hiilihappo voi hajota, jolloin saadaan vettä ja hiilidioksidia; rikkihapon ja ruokasoodan reagoidessa hiilihapon pitoisuus kerääntyy kuitenkin nopeasti, mikä suosii hiilidioksidin muodostumista. Kuumemassa kuplia muodostuu, kun tämä hiilidioksidi poistuu liuoksesta. Tämä reaktio on yksinkertainen esimerkki Le Chatellierin periaatteesta - kun pitoisuuden muutokset häiritsevät dynaamista tasapainoa, järjestelmä reagoi tavalla, joka pyrkii palauttamaan tasapainon.

Rikkihapon ja kalsiumkarbonaatin välinen reaktio on jollain tapaa samanlainen kuin reaktio leivin soodan kanssa - hiilidioksidi kupli pois, ja jäljessä oleva suola on kalsiumia sulfaatti. Rikkihapon saattaminen reagoimaan vahvan emäksisen natriumhydroksidin kanssa saa aikaan natriumsulfaatin, kun taas rikkihappo kuparioksidin kanssa muodostaa sinisen kupariseos (II) -sulfaatin. Rikkihappo on niin vahva happo, että sitä voidaan itse asiassa käyttää vetyionin kiinnittämiseen typpihappoon muodostaen nitroniumionin. Tätä reaktiota käytetään yhden maailman tunnetuimman räjähteen - 2,4,6-trinitrotolueenin tai TNT: n - valmistuksessa.