Vilken typ av reaktion inträffar när svavelsyra reagerar med en alkalisk?

Om du någonsin har blandat vinäger (som innehåller ättiksyra) och natriumbikarbonat, som är en bas, har du sett en syrabas eller neutraliseringsreaktion tidigare. Precis som ättika och bakpulver, när svavelsyra blandas med en bas, neutraliserar de två varandra. Denna typ av reaktion kallas en neutraliseringsreaktion.

Kemister definierar syror och baser på tre olika sätt, men den mest användbara vardagliga definitionen beskriver en syra som ett ämne som vill ge bort vätejoner, medan en bas vill plocka dom upp. Starka syror är bättre på att ge bort sina vätejoner, och svavelsyra är definitivt en stark syra, så när den är i vatten, det är nästan helt deprotonerat - praktiskt taget alla svavelsyramolekyler har gett upp båda sina väte joner. Dessa donerade vätejoner accepteras av vattenmolekyler som blir hydroniumjoner. Formeln för en hydroniumjon är H3O +.

När basen eller den alkaliska lösningen tillsätts svavelsyran reagerar syran och basen genom att neutralisera varandra. Den grundläggande arten har tagit bort vätejoner från vattenmolekyler, så den har en hög koncentration av hydroxidjoner. Hydroxid- och hydroniumjoner reagerar för att bilda vattenmolekyler och lämnar ett salt (produkten av en syrabasreaktion). Eftersom svavelsyra är en stark syra kan en av två saker hända. Om basen är en stark bas som kaliumhydroxid kommer det resulterande saltet (t.ex. kaliumsulfat) att vara neutralt, med andra ord varken en syra eller en bas. Om basen är en svag bas som ammoniak kommer emellertid det resulterande saltet att vara ett surt salt, som fungerar som en svag syra (t.ex. ammoniumsulfat). Det är viktigt att notera att eftersom den har två vätejoner som den kan ge bort, kan en molekyl svavelsyra neutralisera två molekyler av en bas som natriumhydroxid.

Eftersom bakpulver ofta används för att neutralisera batterisyraspill på bilar eller syraspill i laboratorier är reaktionen mellan svavelsyra och bakpulver ett vanligt exempel som har en liten vridning. När bikarbonatet från bakpulveret kommer i kontakt med svavelsyralösningen accepterar det vätejoner för att bli kolsyra. Kolsyra kan sönderdelas för att ge vatten och koldioxid; emellertid, och när svavelsyra och bakpulver reagerar, ackumuleras koncentrationen av kolsyra snabbt och därigenom gynnas bildandet av koldioxid. En sjudande massa av bubblor bildas när denna koldioxid flyr ut ur lösningen. Denna reaktion är en enkel illustration av Le Chatelliers princip - när förändringar i koncentrationen stör en dynamisk jämvikt reagerar systemet på ett sätt som tenderar att återställa jämvikten.

Reaktionen mellan svavelsyra och kalciumkarbonat liknar på vissa sätt reaktionen med natron - koldioxiden bubblar av och saltet som finns kvar är kalcium sulfat. Att reagera svavelsyra med den starka basen natriumhydroxid kommer att göra natriumsulfat, medan svavelsyra med kopparoxid bildar den blå föreningen koppar (II) sulfat. Svavelsyra är en så stark syra att den faktiskt kan användas för att fästa en vätejon på salpetersyra och bilda nitroniumjonen. Denna reaktion används vid tillverkning av ett av världens mest kända sprängämnen - 2,4,6-trinitrotoluen eller TNT.