Que tipo de reação está ocorrendo quando o ácido sulfúrico reage com um alcalino?

Se você já misturou vinagre (que contém ácido acético) e bicarbonato de sódio, que é uma base, você já viu uma reação ácido-base ou de neutralização antes. Assim como o vinagre e o bicarbonato de sódio, quando o ácido sulfúrico é misturado a uma base, os dois se neutralizam. Esse tipo de reação é chamada de reação de neutralização.

Os químicos definem ácidos e bases de três maneiras diferentes, mas a definição diária mais útil descreve um ácido como uma substância que quer doar íons de hidrogênio, enquanto uma base quer escolher eles para cima. Ácidos fortes são melhores em doar seus íons de hidrogênio, e o ácido sulfúrico é definitivamente um ácido forte, então quando está em água, é quase completamente desprotonado - virtualmente todas as moléculas de ácido sulfúrico desistiram de seu hidrogênio íons. Esses íons de hidrogênio doados são aceitos pelas moléculas de água, que se transformam em íons de hidrônio. A fórmula para um íon hidrônio é H3O +.

Quando a base ou solução alcalina é adicionada ao ácido sulfúrico, o ácido e a base reagem neutralizando-se um ao outro. A espécie básica tem retirado os íons de hidrogênio das moléculas de água, por isso tem uma alta concentração de íons de hidróxido. Os íons hidróxido e hidrônio reagem para formar moléculas de água, deixando um sal (o produto de uma reação ácido-base). Como o ácido sulfúrico é um ácido forte, uma de duas coisas pode acontecer. Se a base for uma base forte como o hidróxido de potássio, o sal resultante (por exemplo, sulfato de potássio) será neutro, em outras palavras, nem um ácido nem uma base. Se a base for uma base fraca como a amônia, no entanto, o sal resultante será um sal ácido, que atua como um ácido fraco (por exemplo, sulfato de amônio). É importante notar que, como tem dois íons de hidrogênio que pode doar, uma molécula de ácido sulfúrico pode neutralizar duas moléculas de uma base como o hidróxido de sódio.

Como o bicarbonato de sódio é frequentemente usado para neutralizar derramamentos de ácido de bateria em carros ou em laboratórios, a reação do ácido sulfúrico com o bicarbonato de sódio é um exemplo comum que apresenta uma pequena distorção. Quando o bicarbonato do bicarbonato de sódio entra em contato com a solução de ácido sulfúrico, ele aceita que os íons de hidrogênio se tornem ácido carbônico. O ácido carbônico pode se decompor para produzir água e dióxido de carbono; entretanto, e conforme o ácido sulfúrico e o bicarbonato de sódio reagem, a concentração de ácido carbônico se acumula rapidamente, favorecendo a formação de dióxido de carbono. Uma massa fervilhante de bolhas se forma à medida que o dióxido de carbono escapa da solução. Esta reação é uma ilustração simples do princípio de Le Chatellier - quando mudanças na concentração perturbam um equilíbrio dinâmico, o sistema reage de uma maneira que tende a restaurar o equilíbrio.

A reação entre o ácido sulfúrico e o carbonato de cálcio é semelhante em alguns aspectos à reação com bicarbonato de sódio - o dióxido de carbono borbulha e o sal que fica para trás é o cálcio sulfato. A reação do ácido sulfúrico com o hidróxido de sódio de base forte produzirá sulfato de sódio, enquanto o ácido sulfúrico com o óxido cúprico formará o composto azul de sulfato de cobre (II). O ácido sulfúrico é um ácido tão forte que pode realmente ser usado para colar um íon hidrogênio no ácido nítrico, formando o íon nitrônio. Essa reação é usada na fabricação de um dos explosivos mais famosos do mundo - 2,4,6-trinitrotolueno ou TNT.