Quel type de réaction se produit lorsque l'acide sulfurique réagit avec un alcalin ?

Si vous avez déjà mélangé du vinaigre (qui contient de l'acide acétique) et du bicarbonate de sodium, qui est une base, vous avez déjà vu une réaction acide-base ou de neutralisation. Tout comme le vinaigre et le bicarbonate de soude, lorsque l'acide sulfurique est mélangé à une base, les deux se neutralisent. Ce type de réaction est appelé réaction de neutralisation.

Les chimistes définissent les acides et les bases de trois manières différentes, mais la définition quotidienne la plus utile décrit un acide comme une substance qui veut céder des ions hydrogène, tandis qu'une base veut ramasser les monter. Les acides forts sont meilleurs pour libérer leurs ions hydrogène, et l'acide sulfurique est certainement un acide fort, donc quand il est dans l'eau, elle est presque complètement déprotonée - pratiquement toutes les molécules d'acide sulfurique ont abandonné à la fois leur hydrogène ions. Ces ions hydrogène donnés sont acceptés par les molécules d'eau, qui deviennent des ions hydronium. La formule d'un ion hydronium est H3O+.

Lorsque la base ou la solution alcaline est ajoutée à l'acide sulfurique, l'acide et la base réagissent en se neutralisant. L'espèce de base a retiré les ions hydrogène des molécules d'eau, elle a donc une forte concentration d'ions hydroxyde. Les ions hydroxyde et hydronium réagissent pour former des molécules d'eau, laissant un sel (le produit d'une réaction acide-base). Étant donné que l'acide sulfurique est un acide fort, l'une des deux choses suivantes peut se produire. Si la base est une base forte comme l'hydroxyde de potassium, le sel résultant (par exemple, le sulfate de potassium) sera neutre, en d'autres termes, ni un acide ni une base. Si la base est une base faible comme l'ammoniac, cependant, le sel résultant sera un sel acide, qui agit comme un acide faible (par exemple, le sulfate d'ammonium). Il est important de noter que puisqu'il contient deux ions hydrogène qu'il peut libérer, une molécule d'acide sulfurique peut neutraliser deux molécules d'une base comme l'hydroxyde de sodium.

Puisque le bicarbonate de soude est souvent utilisé pour neutraliser les déversements d'acide de batterie sur les voitures ou les déversements d'acide dans les laboratoires, la réaction de l'acide sulfurique avec le bicarbonate de soude est un exemple courant qui présente une petite torsion. Lorsque le bicarbonate du bicarbonate de soude entre en contact avec la solution d'acide sulfurique, il accepte les ions hydrogène pour devenir de l'acide carbonique. L'acide carbonique peut se décomposer pour donner de l'eau et du dioxyde de carbone; cependant, et au fur et à mesure que l'acide sulfurique et le bicarbonate de soude réagissent, la concentration d'acide carbonique s'accumule rapidement, favorisant ainsi la formation de dioxyde de carbone. Une masse bouillonnante de bulles se forme lorsque ce dioxyde de carbone s'échappe de la solution. Cette réaction est une illustration simple du principe de Le Chatellier: lorsque des changements de concentration perturbent un équilibre dynamique, le système réagit d'une manière qui tend à rétablir l'équilibre.

La réaction entre l'acide sulfurique et le carbonate de calcium est similaire à certains égards à la réaction avec du bicarbonate de soude - le dioxyde de carbone s'échappe et le sel qui reste est du calcium sulfate. La réaction de l'acide sulfurique avec l'hydroxyde de sodium à base forte produira du sulfate de sodium, tandis que l'acide sulfurique avec de l'oxyde cuivrique formera le sulfate de cuivre (II) composé bleu. L'acide sulfurique est un acide si fort qu'il peut en fait être utilisé pour coller un ion hydrogène sur l'acide nitrique, formant l'ion nitronium. Cette réaction est utilisée dans la fabrication de l'un des explosifs les plus célèbres au monde, le 2,4,6-trinitrotoluène ou TNT.