איזה סוג תגובה מתרחש כאשר חומצה גופרתית מגיבה עם אלקליין?

אם אי פעם ערבבת חומץ (שמכיל חומצה אצטית) ונתרן ביקרבונט, שהוא בסיס, ראית בעבר תגובת חומצה או ניטרול. בדיוק כמו החומץ והסודה לשתייה, כאשר מערבבים חומצה גופרתית עם בסיס, השניים ינטרלו זה את זה. תגובה מסוג זה נקראת תגובת נטרול.

כימאים מגדירים חומצות ובסיסים בשלוש דרכים שונות, אך ההגדרה היומיומית השימושית ביותר מתאר חומצה כחומר שרוצה לתת יונים מימן, ואילו בסיס רוצה לקטוף אותם למעלה. חומצות חזקות טובות יותר במתן יוני המימן שלהן, וחומצה גופרתית היא בהחלט חומצה חזקה, ולכן כשזה נמצא מים, הם מפושטים כמעט לחלוטין - כמעט כל מולקולות החומצה הגופרתית ויתרו על שני המימן שלהן יונים. יוני מימן שנתרמו מקובלים על ידי מולקולות מים שהופכות ליוני הידרוניום. הנוסחה ליון הידרוניום היא H3O +.

כאשר מוסיפים את החומר הגופרית הבסיס או התמיסה האלקליין, החומצה והבסיס מגיבים בנטרול זה של זה. המין הבסיסי הוריד יוני מימן ממולקולות מים, ולכן יש לו ריכוז גבוה של יוני הידרוקסיד. היונים של הידרוקסיד והידרוניום מגיבים ליצירת מולקולות מים ומשאירים מלח (תוצר של תגובה על בסיס חומצה). מכיוון שחומצה גופרתית היא חומצה חזקה, אחד משני דברים יכול לקרות. אם הבסיס הוא בסיס חזק כמו אשלגן הידרוקסיד, המלח שנוצר (למשל, אשלגן גופרתי) יהיה ניטרלי, במילים אחרות, לא חומצה ולא בסיס. אם הבסיס הוא בסיס חלש כמו אמוניה, לעומת זאת, המלח שנוצר יהיה מלח חומצי, הפועל כחומצה חלשה (למשל, אמוניום סולפט). חשוב לציין שמכיוון שיש לו שני יוני מימן שהוא יכול לתת, מולקולה אחת של חומצה גופרתית יכולה לנטרל שתי מולקולות של בסיס כמו נתרן הידרוקסיד.

מכיוון שלעתים קרובות משתמשים בסודה לשתיה לנטרול דליפות חומצות הסוללה על מכוניות או דליפות חומצה במעבדות, התגובה של חומצה גופרתית עם סודה לשתיה היא דוגמה נפוצה הכוללת טוויסט קטן. כאשר הביקרבונט מהסודה לשתייה בא במגע עם תמיסת החומצה הגופרתית, הוא מקבל יוני מימן כדי להפוך לחומצה פחמנית. חומצה פחמנית יכולה להתפרק ולהניב מים ופחמן דו חמצני; עם זאת, וכשהחומצה הגופרתית והסודה לשתיה מגיבים, ריכוז החומצה הפחמית מצטבר במהירות, ובכך מועדף להיווצרות פחמן דו חמצני. מסת נוצרת של בועות כאשר פחמן דו חמצני זה בורח מהפתרון. תגובה זו מהווה המחשה פשוטה לעקרונו של לה שאטלייר - כאשר שינויים בריכוז מפריעים לשיווי משקל דינמי, המערכת מגיבה באופן הנוטה להחזיר את שיווי המשקל.

התגובה בין חומצה גופרתית לסידן פחמתי דומה במובנים מסוימים לתגובה עם סודה לשתיה - הפחמן הדו-חמצני מבעבע, והמלח שנשאר מאחור הוא סידן סולפט. תגובת חומצה גופרתית עם בסיס נתרן הידרוקסיד חזק תהפוך נתרן סולפט, ואילו חומצה גופרתית עם תחמוצת קופרית תהווה את הנחושת הכחולה (II) המתחם הכחול. חומצה גופרתית היא חומצה כה חזקה שבאמת ניתן להשתמש בה להדבקת יון מימן על חומצה חנקתית, ויוצרים את יון החנקן. משתמשים בתגובה זו בייצור אחד הנפצים המפורסמים בעולם - 2,4,6-טריניטרוטולואן או TNT.