Quel est le lien entre l'acide sulfurique et l'hydroxyde de sodium?
L'acide sulfurique est à la fois un acide fort et un puissant déshydrateur. Il est composé d'un dérivé de l'élément soufre, son trioxyde, SO 3 . De même, l’hydroxyde de sodium peut être fabriqué à partir de son oxyde, Na 2 O, à partir du métal lui-même, ou en utilisant un certain nombre de procédés, y compris l’électrolyse. Le sodium métallique est le plus courant des métaux alcalins et son hydroxyde est une base forte. La combinaison d’acide sulfurique et d’hydroxyde de sodium peut donner deux composés, le sulfate de sodium acide - également appelé bisulfate de sodium, (NaHSO 4 ) - et le sulfate de sodium (Na 2 SO 4 ).
La préparation de bisulfate à partir d'acide sulfurique et d'hydroxyde de sodium nécessite un rapport molaire des réactifs allant de un à un: une molaire représente le poids moléculaire, en grammes. Le sulfate est formé en combinant deux moles d'hydroxyde de sodium avec une mole d'acide sulfurique. Après une série d'étapes préliminaires menant à sa formation, on peut faire réagir du trioxyde de soufre, parfois appelé anhydride d'acide sulfurique, avec de l'eau pour former de l'acide sulfurique SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 .
L’hydroxyde de sodium est préparé par électrolyse, l’équation simplifiée étant écrite 2 NaCl + 2 H 2 O → 2 NaOH + Cl 2 ↑ + H 2 ↑. La réaction conduisant à la formation du sulfate d'acide est NaOH + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + H 2 O. Ce composé est à la fois un sel et un acide et peut être mis à réagir avec un supplément d'hydroxyde de sodium de la manière suivante: NaHSO 4 + NaOH → Na 2 SO 4 + H 2 O.
La réaction de l'acide sulfurique et de l'hydroxyde de sodium pour former un sel est appelée réaction "acide-base" - atteindre un pH de 7,0, similaire à celui de l'eau pure, dans une plage de possibilités allant de 0 à 14 - est appelée "neutralisation". La formation du bisulfate représente une neutralisation incomplète ou partielle. Bien que NaHSO 4 ne soit pas aussi acide que l'acide sulfurique n'ayant pas réagi, une solution aqueuse un molaire (1,0 m) du sel acide a un pH inférieur à 1,0. Pour cette raison, le bisulfate de sodium est parfois choisi pour les applications d'abaissement du pH. Le bisulfate de sodium est également utile dans la finition des métaux, dans le nettoyage et comme agent de décapage.
Le sulfate de sodium neutre est vendu dans le commerce sous le nom de sel de Glauber (Na 2 SO 4 · 10H 2 O) décahydraté («dix eaux»). Le sulfate de sodium peut également être acheté - sans eau - sous forme de sel "anhydre". Il est notamment utilisé dans les détergents à lessive en poudre et dans la fabrication de textiles; elle trouve également une utilisation décroissante dans l’industrie du papier. Non considéré comme souhaitable, le sulfate de sodium est un sous-produit de la fabrication de la rayonne. Pire encore, il est connu d'attaquer le béton et le mortier, ce qui pose un risque pour les nouvelles, ainsi que les structures existantes.
Il faut faire preuve de prudence lors de la manipulation d'acide sulfurique et d'hydroxyde de sodium. Les réactifs sont dangereux en eux-mêmes et, s'ils sont purs, ou même simplement en solution concentrée, la réaction est violente. Bien que résultant de la combinaison de produits chimiques très dangereux, l'acide sulfurique et l'hydroxyde de sodium, le sulfate de sodium n'est pas considéré comme un déchet dangereux.