Jaki jest związek między kwasem siarkowym a wodorotlenkiem sodu?
Kwas siarkowy jest zarówno silnym kwasem, jak i silnym odwadniaczem. Jest wytwarzany z pochodnej pierwiastka siarki, jego trójtlenku, SO 3 . Wodorotlenek sodu można również wytwarzać z jego tlenku, Na2O, z samego metalu lub stosując szereg innych procesów, w tym elektrolizę. Sód metaliczny jest najczęstszym z metali alkalicznych, a jego wodorotlenek jest silną zasadą. Połączenie kwasu siarkowego i wodorotlenku sodu może skutkować powstaniem jednego z dwóch związków, kwaśnego siarczanu sodu - zwanego także wodorosiarczanem sodu (NaHSO4) - lub siarczanu sodu (Na2SO4).
Preparat wodorosiarczanu z kwasu siarkowego i wodorotlenku sodu wymaga stosunku molowego reagentów jeden do jednego - jeden mol to masa cząsteczkowa, w gramach. Siarczan powstaje przez połączenie dwóch moli wodorotlenku sodu tylko z jednym molem kwasu siarkowego. Po serii wstępnych etapów prowadzących do jego powstania, trójtlenek siarki, czasami nazywany bezwodnikiem kwasu siarkowego, można poddać reakcji z wodą z wytworzeniem kwasu siarkowego SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 .
Wodorotlenek sodu wytwarza się elektrolitycznie, zapisując uproszczone równanie 2 NaCl + 2 H 2 O → 2 NaOH + Cl 2 ↑ + H 2 ↑. Reakcja prowadząca do powstania kwaśnego siarczanu to NaOH + H2SO4 → NaHSO4 + H2O. Związek ten jest zarówno solą, jak i kwasem i można go poddać reakcji z dodatkowym wodorotlenkiem sodu w następujący sposób: NaHSO4 + NaOH → Na 2 SO 4 + H 2 O.
Reakcja kwasu siarkowego i wodorotlenku sodu z utworzeniem soli nazywa się reakcją „kwasowo-zasadową” - osiągając pH 7,0, podobne do czystej wody, w zakresie możliwości od 0 do 14 - nazywa się „neutralizacją”. Tworzenie wodorosiarczanu oznacza niepełne lub częściowe zobojętnienie. Chociaż NaHSO4 nie jest tak kwaśny, jak nieprzereagowany kwas siarkowy, to jednakowy molowy (1,0 m) wodny roztwór soli kwasowej ma wartość pH poniżej 1,0. Z tego powodu wodorosiarczan sodu jest czasem wybierany do zastosowań obniżających pH. Wodorosiarczan sodu jest również przydatny w obróbce wykańczającej metali, w czyszczeniu i jako środek trawiący.
Neutralny siarczan sodu jest sprzedawany na rynku jako dekahydrat (co oznacza „dziesięć wód”) sól Glaubera (Na 2SO 4 · 10H 2 O). Siarczan sodu można również kupić - bez wody - jako „bezwodną” sól. Jest stosowany przede wszystkim w sproszkowanych detergentach do prania i do produkcji tekstyliów; spada również w przemyśle papierniczym. Nie uważany za pożądany, siarczan sodu jest produktem ubocznym przy wytwarzaniu sztucznego jedwabiu. Co gorsza, wiadomo, że atakuje beton i zaprawę, stwarzając ryzyko dla nowych, jak i istniejących konstrukcji.
Należy zachować ostrożność podczas obchodzenia się z kwasem siarkowym i wodorotlenkiem sodu. Reagenty same w sobie są niebezpieczne, a jeśli są czyste, a nawet tylko w stężonym roztworze, reakcja jest gwałtowna. Chociaż wynika to z połączenia bardzo niebezpiecznych chemikaliów kwas siarkowy i wodorotlenek sodu, siarczan sodu nie jest uważany za odpad niebezpieczny.