Ce tip de reacție se produce atunci când acidul sulfuric reacționează cu un alcalin?

Dacă ați amestecat vreodată oțet (care conține acid acetic) și bicarbonat de sodiu, care este o bază, ați mai văzut o reacție acid-bazică sau de neutralizare. La fel ca oțetul și bicarbonatul de sodiu, atunci când acidul sulfuric este amestecat cu o bază, cei doi se vor neutraliza reciproc. Acest tip de reacție se numește reacție de neutralizare.

Chimiștii definesc acizii și bazele în trei moduri diferite, dar cea mai utilă definiție de zi cu zi descrie un acid ca o substanță care dorește să ofere ioni de hidrogen, în timp ce o bază dorește să culeagă le sus. Acizii puternici sunt mai buni în eliminarea ionilor de hidrogen, iar acidul sulfuric este cu siguranță un acid puternic, deci atunci când este în apa, este aproape complet deprotonată - practic toate moleculele de acid sulfuric au renunțat atât la hidrogenul lor ioni. Acești ioni de hidrogen donați sunt acceptați de moleculele de apă, care devin ioni de hidroniu. Formula pentru un ion hidroniu este H3O +.

Când baza sau soluția alcalină este adăugată la acidul sulfuric, acidul și baza reacționează neutralizându-se reciproc. Specia de bază a îndepărtat ionii de hidrogen de la moleculele de apă, deci are o concentrație mare de ioni hidroxid. Ionii hidroxid și hidroniu reacționează pentru a produce molecule de apă, lăsând o sare (produsul unei reacții acido-bazice). Deoarece acidul sulfuric este un acid puternic, s-ar putea întâmpla unul din cele două lucruri. Dacă baza este o bază puternică precum hidroxidul de potasiu, sarea rezultată (de exemplu, sulfatul de potasiu) va fi neutră, cu alte cuvinte, nici un acid, nici o bază. Dacă baza este o bază slabă, cum ar fi amoniacul, sarea rezultată va fi o sare acidă, care acționează ca un acid slab (de exemplu, sulfat de amoniu). Este important de reținut că, din moment ce are doi ioni de hidrogen pe care îi poate da, o moleculă de acid sulfuric poate neutraliza două molecule ale unei baze precum hidroxidul de sodiu.

Deoarece bicarbonatul de sodiu este adesea folosit pentru a neutraliza scurgerile de acid ale bateriei pe mașini sau scurgerile de acid în laboratoare, reacția acidului sulfuric cu bicarbonatul de sodiu este un exemplu obișnuit care prezintă o mică răsucire. Când bicarbonatul din bicarbonat de sodiu intră în contact cu soluția de acid sulfuric, acceptă ionii de hidrogen pentru a deveni acid carbonic. Acidul carbonic se poate descompune pentru a produce apă și dioxid de carbon; totuși și pe măsură ce acidul sulfuric și bicarbonatul de sodiu reacționează, concentrația de acid carbonic se acumulează rapid, favorizând astfel formarea de dioxid de carbon. O masă fierbinte de bule se formează pe măsură ce acest dioxid de carbon scapă din soluție. Această reacție este o ilustrare simplă a principiului lui Le Chatellier - când schimbările de concentrație perturbă un echilibru dinamic, sistemul reacționează într-un mod care tinde să restabilească echilibrul.

Reacția dintre acidul sulfuric și carbonatul de calciu este similară în unele moduri cu reacția cu bicarbonat de sodiu - dioxidul de carbon se elimină, iar sarea care rămâne în urmă este calciu sulfat. Reacția acidului sulfuric cu hidroxid de sodiu cu bază puternică va produce sulfat de sodiu, în timp ce acidul sulfuric cu oxid cupric va forma compusul albastru sulfat de cupru (II). Acidul sulfuric este un acid atât de puternic încât poate fi de fapt folosit pentru a lipi un ion hidrogen pe acidul azotic, formând ionul nitroniu. Această reacție este utilizată la fabricarea unuia dintre cei mai renumiți explozivi din lume - 2,4,6-trinitrotoluen sau TNT.