Quel est le lien entre le carbonate de sodium et l'acide sulfurique?
Le carbonate de sodium et l'acide sulfurique - des produits chimiques importants individuellement ou en combinaison - se trouvent de part et d'autre de l'échelle du pH; le carbonate de sodium (Na 2 CO 3 ) est un sel assez basique, tandis que l’acide sulfurique (H 2 SO 4 ) est l’un des acides minéraux les plus puissants. Un examen attentif de sa structure chimique révèle que le carbonate de sodium peut être produit à partir d’hydroxyde de sodium (NaOH) et d’acide carbonique (H 2 CO 3 ); le sel d'un acide aussi faible avec une base aussi forte n'est pas neutre, mais basique. L'équation est la suivante: 2 NaOH + H 2 CO 3 → Na 2 CO 3 + 2 H 2 O. Alternativement, l'hydroxyde de sodium, s'il est exposé à l'air, absorbe très lentement le dioxyde de carbone (CO 2 ) de l'atmosphère en respectant la relation 2 NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O. Quoi qu'il en soit, la réaction entre le carbonate de sodium et l'acide sulfurique est Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 , où Na 2 SO 4 est la formule chimique du sulfate de sodium.
Le carbonate de sodium porte le nom de ménage historique «soude à laver», car il améliore le fonctionnement des détergents pour lessive en raison de ses propriétés alcalines. Un autre nom qui le désigne est le bicarbonate de soude, puisqu’il a été créé à partir des cendres d’arbres, d’algues et d’autres matières organiques. Son utilisation la plus importante aujourd'hui - représentant près de la moitié de sa production totale - est destinée à la fabrication du verre. Cependant, près de 30% de son utilisation est destinée à la fabrication de produits chimiques. Le carbonate de sodium et l’acide sulfurique sont utilisés en laboratoire comme étalons par rapport auxquels d’autres substances peuvent être évaluées.
L'acide sulfurique fait partie des produits chimiques industriels les plus importants dans le monde, notamment en Asie et aux États-Unis, et est particulièrement essentiel à la production d'engrais phosphatés. La rayonne - à l'origine un substitut de la soie - utilise de l'acide sulfurique dans sa fabrication. Le sulfate de sodium, un sous-produit majeur de la fabrication de la rayonne, ne résulte généralement pas de la combinaison de carbonate de sodium et d'acide sulfurique. Il en résulte que l’hydroxyde de sodium (NaOH) - appelé soude caustique - est utilisé pour neutraliser l’acide "épuisé". L'acide est également utilisé dans les batteries automobiles, la fabrication d'acier et la fabrication d'explosifs.
Des molécules d'eau s'associent à la simple molécule de Na 2 SO 4 pour former des produits d'hydratation, notamment l'heptahydrate (Na 2 SO 4 · 7H 2 O), qui endommage les bâtiments. Les dommages surviennent parce que les sels solubles peuvent pénétrer dans les pores et exercer une pression stressante. Heureusement, un autre hydrate - le sel de Glauber (Na 2 SO 4 · 10H 2 O), le décahydraté - est en cours d’évaluation en vue d’une utilisation positive dans le stockage de la chaleur latente dans les systèmes de chauffage et de refroidissement. L'industrie de la pâte à papier utilise le sulfate de sodium dans le procédé Kraft pour la fabrication du papier. En médecine, le sel est utilisé comme cathartique, diurétique et purgatif.