ปฏิกิริยาประเภทใดเกิดขึ้นเมื่อกรดซัลฟิวริกทำปฏิกิริยากับอัลคาไลน์?

หากคุณเคยผสมน้ำส้มสายชู (ซึ่งมีกรดอะซิติก) กับโซเดียมไบคาร์บอเนตซึ่งเป็นเบส คุณเคยเห็นปฏิกิริยากรด-เบสหรือการทำให้เป็นกลางมาก่อน เช่นเดียวกับน้ำส้มสายชูและเบกกิ้งโซดา เมื่อกรดซัลฟิวริกผสมกับเบส ทั้งสองจะทำให้เป็นกลางซึ่งกันและกัน ปฏิกิริยาประเภทนี้เรียกว่าปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลาง

นักเคมีให้คำจำกัดความกรดและเบสในสามวิธีที่แตกต่างกัน แต่ความหมายในชีวิตประจำวันที่มีประโยชน์ที่สุด อธิบายว่ากรดเป็นสารที่ต้องการปล่อยไฮโดรเจนไอออน ในขณะที่เบสต้องการเลือก พวกเขาขึ้น กรดแก่จะคายไฮโดรเจนไอออนออกมาได้ดีกว่า และกรดซัลฟิวริกก็เป็นกรดแก่แน่นอน ดังนั้นเมื่ออยู่ใน น้ำเกือบจะหมดโปรตอนแล้ว แทบทุกโมเลกุลของกรดซัลฟิวริกได้ละทิ้งไฮโดรเจนทั้งสองไป ไอออน ไฮโดรเจนไอออนที่บริจาคเหล่านี้ได้รับการยอมรับจากโมเลกุลของน้ำ ซึ่งกลายเป็นไฮโดรเนียมไอออน สูตรสำหรับไฮโดรเนียมไอออนคือ H3O+

เมื่อเติมสารละลายเบสหรือด่างลงในกรดซัลฟิวริก กรดและเบสจะทำปฏิกิริยาโดยการทำให้เป็นกลางซึ่งกันและกัน สายพันธุ์พื้นฐานได้นำไฮโดรเจนไอออนออกจากโมเลกุลของน้ำ จึงมีความเข้มข้นสูงของไฮดรอกไซด์ไอออน ไฮดรอกไซด์และไฮโดรเนียมไอออนทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำ โดยปล่อยให้เป็นเกลือ (ผลคูณของปฏิกิริยากรด-เบส) เนื่องจากกรดซัลฟิวริกเป็นกรดแก่ หนึ่งในสองสิ่งอาจเกิดขึ้นได้ หากเบสเป็นเบสแก่ เช่น โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ เกลือที่ได้ (เช่น โพแทสเซียมซัลเฟต) จะเป็นกลาง กล่าวคือ ไม่ใช่กรดหรือเบส หากเบสเป็นเบสอ่อนเช่นแอมโมเนีย เกลือที่ได้จะเป็นเกลือที่เป็นกรด ซึ่งทำหน้าที่เป็นกรดอ่อน (เช่น แอมโมเนียมซัลเฟต) สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่า เนื่องจากมีไฮโดรเจนไอออน 2 ตัวที่สามารถปลดปล่อยออกมาได้ กรดซัลฟิวริกหนึ่งโมเลกุลจึงสามารถทำให้โมเลกุลของเบส 2 ตัวเป็นกลาง เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์

เนื่องจากเบกกิ้งโซดามักถูกใช้เพื่อทำให้กรดแบตเตอรี่รั่วไหลในรถยนต์หรือกรดหกในห้องปฏิบัติการ ปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกกับเบกกิ้งโซดาจึงเป็นตัวอย่างทั่วไปที่มีลักษณะบิดเบี้ยวเล็กน้อย เมื่อไบคาร์บอเนตจากเบกกิ้งโซดาสัมผัสกับสารละลายกรดซัลฟิวริก จะรับไฮโดรเจนไอออนกลายเป็นกรดคาร์บอนิก กรดคาร์บอนิกสามารถย่อยสลายได้เป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ อย่างไรก็ตาม และในขณะที่กรดซัลฟิวริกและเบกกิ้งโซดาทำปฏิกิริยา ความเข้มข้นของกรดคาร์บอนิกจะสะสมอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงเอื้อต่อการก่อตัวของคาร์บอนไดออกไซด์ มวลฟองสบู่ก่อตัวขึ้นเมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นี้หลุดออกจากสารละลาย ปฏิกิริยานี้เป็นภาพประกอบง่ายๆ ของหลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์ เมื่อความเข้มข้นที่เปลี่ยนแปลงไปรบกวนสมดุลไดนามิก ระบบจะทำปฏิกิริยาในลักษณะที่มีแนวโน้มที่จะฟื้นฟูสมดุล

ปฏิกิริยาระหว่างกรดซัลฟิวริกกับแคลเซียมคาร์บอเนตมีความคล้ายคลึงกันในบางวิธีกับปฏิกิริยา ด้วยเบกกิ้งโซดา -- คาร์บอนไดออกไซด์จะฟองออก และเกลือที่หลงเหลืออยู่คือแคลเซียม ซัลเฟต การทำปฏิกิริยากรดซัลฟิวริกกับโซเดียมไฮดรอกไซด์เบสแก่จะทำให้โซเดียมซัลเฟต ในขณะที่กรดซัลฟิวริกกับคิวปริกออกไซด์จะเกิดเป็นคอปเปอร์ซัลเฟต (II) สารประกอบสีน้ำเงิน กรดซัลฟิวริกเป็นกรดแก่ที่สามารถใช้เพื่อติดไฮโดรเจนไอออนบนกรดไนตริก ทำให้เกิดไนโตรเนียมไอออนได้ ปฏิกิริยานี้ใช้ในการผลิตหนึ่งในวัตถุระเบิดที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลก นั่นคือ 2,4,6-trinitrotoluene หรือ TNT