Hvilken type reaksjon skjer når svovelsyre reagerer med en alkalisk?

Hvis du noen gang har blandet eddik (som inneholder eddiksyre) og natriumbikarbonat, som er en base, har du sett en syre-base eller nøytraliseringsreaksjon før. Akkurat som eddik og natron, når svovelsyre blandes med en base, vil de to nøytralisere hverandre. Denne typen reaksjon kalles en nøytraliseringsreaksjon.

Kjemikere definerer syrer og baser på tre forskjellige måter, men den mest nyttige hverdagsdefinisjonen beskriver en syre som et stoff som ønsker å gi bort hydrogenioner, mens en base ønsker å plukke dem opp. Sterke syrer er bedre til å gi bort hydrogenionene sine, og svovelsyre er definitivt en sterk syre, så når den er i vann, er det nesten fullstendig deprotonert - nesten alle svovelsyremolekylene har gitt opp begge sine hydrogen ioner. Disse donerte hydrogenionene aksepteres av vannmolekyler, som blir hydroniumioner. Formelen for et hydroniumion er H3O +.

Når basen eller den alkaliske løsningen tilsettes svovelsyren, reagerer syren og basen ved å nøytralisere hverandre. Den grunnleggende arten har tatt hydrogenioner fra vannmolekyler, så den har en høy konsentrasjon av hydroksidioner. Hydroksid- og hydroniumioner reagerer for å lage vannmolekyler og etterlater et salt (produktet av en syre-base-reaksjon). Siden svovelsyre er en sterk syre, kan en av to ting skje. Hvis basen er en sterk base som kaliumhydroksid, vil det resulterende saltet (f.eks. Kaliumsulfat) være nøytralt, med andre ord verken en syre eller en base. Hvis basen er en svak base som ammoniakk, vil det resulterende saltet imidlertid være et surt salt, som fungerer som en svak syre (f.eks. Ammoniumsulfat). Det er viktig å merke seg at siden det har to hydrogenioner det kan gi bort, kan et molekyl svovelsyre nøytralisere to molekyler av en base som natriumhydroksid.

Siden natron ofte brukes til å nøytralisere batterisyresøl på biler eller syresøl på laboratorier, er reaksjonen av svovelsyre med natron et vanlig eksempel som har en liten vri. Når bikarbonatet fra natron kommer i kontakt med svovelsyreoppløsningen, aksepterer det hydrogenioner til å bli karbonsyre. Karbonsyre kan spaltes for å gi vann og karbondioksid; imidlertid, og når svovelsyren og natron reagerer, akkumuleres konsentrasjonen av karbonsyre raskt og derved favoriserer dannelsen av karbondioksid. En syende masse av bobler dannes når dette karbondioksidet rømmer fra løsningen. Denne reaksjonen er en enkel illustrasjon av Le Chatelliers prinsipp - når endringer i konsentrasjon forstyrrer en dynamisk likevekt, reagerer systemet på en måte som har en tendens til å gjenopprette likevekt.

Reaksjonen mellom svovelsyre og kalsiumkarbonat er på noen måter lik reaksjonen med natron - karbondioksidet bobler av, og saltet som er igjen er kalsium sulfat. Reaksjon av svovelsyre med den sterke basen natriumhydroksyd vil gjøre natriumsulfat, mens svovelsyre med kobberoksid vil danne den blå forbindelsen kobber (II) sulfat. Svovelsyre er en så sterk syre at den faktisk kan brukes til å feste et hydrogenion på salpetersyre og danne nitroniumionen. Denne reaksjonen brukes til fremstilling av et av verdens mest kjente eksplosiver - 2,4,6-trinitrotoluen eller TNT.