Qual è la connessione tra bicarbonato di sodio e acido solforico?
Il bicarbonato di sodio e l'acido solforico sono, rispettivamente, il sale acido di una base forte e un acido forte. L'interazione tra le due sostanze è categoricamente definita una "reazione di neutralizzazione". Teoricamente, combinando due molecole di bicarbonato di sodio e una molecola di acido solforico si producono una molecola di solfato di sodio e due molecole di acido carbonico. In realtà, tuttavia, l'acido carbonico in quell'ambiente è instabile, e quindi non rimane in soluzione, ma si dissocia rapidamente in acqua e gas di anidride carbonica, quest'ultimo fuoriesce nell'atmosfera. Complessivamente, la reazione è scritta 2 NaHCO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2 H 2 O + 2 CO 2 ↑.
L'acido solforico è tra i più forti acidi inorganici o "minerali". A differenza di molti altri acidi forti, come gli acidi nitrico (HNO 3 ) e cloridrico (HCl), l'acido solforico contiene all'interno della sua struttura due atomi di idrogeno. In soluzione, assumono la forma di ioni idrogeno. Quando entrambi gli ioni idrogeno vengono sostituiti o neutralizzati, il prodotto risultante è un sale completo, come ad esempio solfato di potassio (K 2 SO 4 ). Se invece viene sostituito un solo ione idrogeno, il prodotto è un mezzo sale, a volte chiamato acido-sale - in questo caso idrogeno solforato di potassio (KHSO 4 ), forse meglio noto come bisolfato di potassio.
Ora sarà chiaro che il bicarbonato di sodio è proprio un tale acido-sale o mezzo-sale, e risulta dalla neutralizzazione di un solo ione idrogeno disponibile trovato nel suo genitore, l'acido carbonico (H 2 CO 3 ). Questo acido subisce la reazione di neutralizzazione parziale NaOH + H 2 CO 3 → NaHCO 3 + H 2 O, anziché 2 NaOH + H 2 CO 3 → Na 2 CO 3 + 2 H 2 O, che rappresenta la neutralizzazione completa. La connessione tra bicarbonato di sodio e acido solforico è quindi una parziale neutralizzazione di un acido-sale di una base forte da un acido forte. Un'altra possibilità è la neutralizzazione parziale, non dell'acido solforico, ma del bicarbonato di sodio, per produrre bisolfato di sodio tramite l'equazione di reazione NaHCO 3 + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + H 2 O + CO 2 ↑.
I due composti, bicarbonato di sodio e acido solforico, sono industrialmente di grande importanza. L'acido solforico è utilizzato commercialmente nella produzione di fertilizzanti, in acciaio, in batterie al piombo acido e per la raffinazione del petrolio. Il bicarbonato di sodio è generalmente sicuro da maneggiare ed è utile nel trattare le fuoriuscite di acido, in particolare le fuoriuscite di acido solforico. È anche importante nella preparazione degli alimenti, nella gestione di alcuni piccoli incendi e nell'igiene e nella medicina. Il prodotto di neutralizzazione completo tra bicarbonato di sodio e acido solforico, il solfato di sodio, è un abbondante sottoprodotto di alcuni altri processi industriali.