Wat is het verband tussen natriumbicarbonaat en zwavelzuur?
Natriumbicarbonaat en zwavelzuur zijn respectievelijk het zuur-zout van een sterke base en een sterk zuur. De interactie tussen de twee stoffen wordt categorisch een "neutralisatiereactie" genoemd. Theoretisch levert het combineren van twee moleculen natriumbicarbonaat en één molecuul zwavelzuur één molecuul natriumsulfaat en twee moleculen koolzuur op. Eigenlijk is het koolzuur in die omgeving echter onstabiel en blijft het dus niet in oplossing, maar dissocieert het snel in water en koolstofdioxidegas, waarbij dit laatste in de atmosfeer ontsnapt. Over het algemeen is de reactie geschreven 2 NaHC03 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2 H 2 O + 2 CO 2 ↑.
Zwavelzuur is een van de sterkste van de anorganische of "minerale" zuren. In tegenstelling tot veel andere sterke zuren, zoals salpeterzuur (HNO 3 ) en zoutzuur (HCl), bevat zwavelzuur in zijn structuur twee waterstofatomen. In oplossing nemen deze de vorm aan van waterstofionen. Wanneer beide waterstofionen worden vervangen of geneutraliseerd, is het resulterende product een volledig zout, zoals bijvoorbeeld kaliumsulfaat (K2S04). Als daarentegen slechts één waterstofion wordt vervangen, is het product een halfzout, af en toe een zuurzout genoemd - in dit geval kaliumwaterstofsulfaat (KHSO 4 ), misschien beter bekend als kaliumbisulfaat.
Het zal nu duidelijk zijn dat natriumbicarbonaat precies zo'n zuur-zout of halfzout is en het resultaat is van de neutralisatie van slechts één beschikbaar waterstofion dat in het moederzuur ervan wordt aangetroffen, koolzuur (H 2 CO 3 ). Dit zuur ondergaat de gedeeltelijke neutralisatiereactie NaOH + H2C03 → NaHC03 + H20, in plaats van 2 NaOH + H2C03 → Na2C03 + 2 H20, waarbij de laatste volledige neutralisatie voorstelt. De verbinding tussen natriumbicarbonaat en zwavelzuur is er dus een van gedeeltelijke neutralisatie van een zuur-zout van een sterke base door een sterk zuur. Een andere mogelijkheid is de gedeeltelijke neutralisatie, niet van zwavelzuur, maar van natriumbicarbonaat, om natriumbisulfaat te produceren via de reactievergelijking NaHC03 + H2S04 → NaHSO4 + H20 + CO 2 ↑.
De twee verbindingen, natriumbicarbonaat en zwavelzuur, zijn industrieel van groot belang. Zwavelzuur wordt commercieel gebruikt bij de productie van kunstmest, in staal, in loodzuurbatterijen en voor het raffineren van aardolie. Natriumbicarbonaat is over het algemeen veilig te hanteren en is nuttig bij het omgaan met gemorste zuren, vooral gemorste zwavelzuur. Het is ook van belang bij de voedselbereiding, bij de behandeling van bepaalde kleine branden, en bij hygiëne en medicijnen. Het volledige neutralisatieproduct tussen natriumbicarbonaat en zwavelzuur, natriumsulfaat, is een overvloedig bijproduct van bepaalde andere industriële processen.