Kakva se reakcija događa kada sumporna kiselina reagira s lužinom?

Ako ste ikad pomiješali ocat (koji sadrži octenu kiselinu) i natrijev bikarbonat, koji je baza, prije ste vidjeli reakciju kiselinsko-bazne ili neutralizacije. Baš kao i ocat i soda bikarbona, kada se sumporna kiselina pomiješa s bazom, oboje će neutralizirati jedno drugo. Takva se reakcija naziva reakcijom neutralizacije.

Kemičari definiraju kiseline i baze na tri različita načina, ali najkorisniju svakodnevnu definiciju opisuje kiselinu kao supstancu koja želi odavati vodikove ione, dok baza želi brati njih gore. Jake kiseline bolje daju svoje vodikove ione, a sumporna kiselina je definitivno jaka kiselina, pa kad je unutra voda, gotovo je potpuno deprotonirana - gotovo sve molekule sumporne kiseline odrekle su se i svog vodika ioni. Te donirane vodikove ione prihvaćaju molekule vode, koje postaju hidronijevi ioni. Formula hidronijevog iona je H3O +.

Kada se sumpornoj kiselini doda baza ili alkalna otopina, kiselina i baza reagiraju međusobnom neutralizacijom. Osnovna vrsta oduzima vodikove ione od molekula vode, pa ima visoku koncentraciju hidroksidnih iona. Hidroksidni i hidronijevi ioni reagiraju stvarajući molekule vode, ostavljajući sol (produkt kiselinsko-bazne reakcije). Budući da je sumporna kiselina jaka kiselina, mogla bi se dogoditi jedna od dvije stvari. Ako je baza jaka baza poput kalijevog hidroksida, rezultirajuća sol (npr. Kalijev sulfat) neće biti neutralna, drugim riječima, ni kiselina ni baza. Ako je baza slaba baza poput amonijaka, rezultirajuća sol bit će kisela sol koja djeluje kao slaba kiselina (npr. Amonijev sulfat). Važno je napomenuti da, budući da ima dva vodikova iona koja može dati, jedna molekula sumporne kiseline može neutralizirati dvije molekule baze kao što je natrijev hidroksid.

Budući da se soda bikarbona često koristi za neutraliziranje izlijevanja kiseline iz akumulatora na automobilima ili izlijevanja kiseline u laboratorijima, reakcija sumporne kiseline sa sodom bikarbonom čest je primjer koji ima malo zaokreta. Kada bikarbonat iz sode bikarbone dođe u kontakt s otopinom sumporne kiseline, prihvaća vodikove ione da bi postali ugljična kiselina. Ugljična kiselina može se razgraditi dajući vodu i ugljični dioksid; međutim, i dok sulfatna kiselina i soda bikarbona reagiraju, koncentracija ugljične kiseline brzo se akumulira, što pogoduje stvaranju ugljičnog dioksida. Ugljična masa mjehurića stvara se kad ovaj ugljični dioksid izlazi iz otopine. Ova reakcija jednostavna je ilustracija Le Chatellierovog principa - kada promjene koncentracije poremete dinamičku ravnotežu, sustav reagira na način koji teži uspostavljanju ravnoteže.

Reakcija između sumporne kiseline i kalcijevog karbonata na neki je način slična reakciji sa sodom bikarbonom - ugljični dioksid se mjehuri, a sol koja ostaje iza je kalcij sulfat. Reagirajući sumporna kiselina s jakom bazom natrijevim hidroksidom nastaje natrijev sulfat, dok sumporna kiselina s bakarnim oksidom tvori plavi spoj bakar (II) sulfat. Sumporna kiselina je toliko jaka kiselina da se zapravo može koristiti za lijepljenje vodikovog iona na dušičnu kiselinu, tvoreći nitronijev ion. Ova se reakcija koristi u proizvodnji jednog od najpoznatijih svjetskih eksploziva - 2,4,6-trinitrotoluen ili TNT.