Какая связь между бикарбонатом натрия и серной кислотой?
Бикарбонат натрия и серная кислота представляют собой, соответственно, кислотную соль сильного основания и сильной кислоты. Взаимодействие между этими двумя веществами категорически называют «реакцией нейтрализации». Теоретически, объединение двух молекул бикарбоната натрия и одной молекулы серной кислоты приведет к образованию одной молекулы сульфата натрия и двух молекул углекислоты. На самом деле, однако, углекислота в этой среде нестабильна и поэтому не остается в растворе, а быстро диссоциирует на воду и газообразный углекислый газ, последний выходит в атмосферу. В целом, реакция записана 2 NaHCO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2 H 2 O + 2 CO 2 ↑.
Серная кислота является одной из самых сильных неорганических или "минеральных" кислот. В отличие от многих других сильных кислот, таких как азотная (HNO 3 ) и соляная (HCl) кислоты, серная кислота содержит в своей структуре два атома водорода. В растворе они принимают форму ионов водорода. Когда оба иона водорода заменены или нейтрализованы, полученный продукт представляет собой полную соль, как, например, сульфат калия (K 2 SO 4 ). Если, с другой стороны, заменяется только один ион водорода, продукт представляет собой полусоль, иногда называемую кислотной солью - в данном случае гидросульфат калия (KHSO 4 ), возможно, более известный как бисульфат калия.
Теперь станет ясно, что бикарбонат натрия является именно такой кислотной солью или полусолью и является результатом нейтрализации только одного доступного иона водорода, найденного в его исходной, угольной кислоте (H 2 CO 3 ). Эта кислота подвергается реакции частичной нейтрализации NaOH + H 2 CO 3 → NaHCO 3 + H 2 O, а не 2 NaOH + H 2 CO 3 → Na 2 CO 3 + 2 H 2 O, последняя представляет полную нейтрализацию. Таким образом, связь между бикарбонатом натрия и серной кислотой заключается в частичной нейтрализации кислой соли сильного основания сильной кислотой. Другой возможностью является частичная нейтрализация не серной кислоты, а бикарбоната натрия с целью получения бисульфата натрия по уравнению реакции NaHCO 3 + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + H 2 O + CO 2 ↑.
Два соединения, бикарбонат натрия и серная кислота, имеют важное промышленное значение. Серная кислота используется в промышленности при производстве удобрений, в стали, в свинцово-кислотных батареях и для переработки нефти. Бикарбонат натрия, как правило, безопасен в обращении и полезен при ликвидации разливов кислоты, особенно разливов серной кислоты. Это также важно при приготовлении пищи, при обращении с некоторыми небольшими пожарами, а также в гигиене и медицине. Продукт полной нейтрализации между бикарбонатом натрия и серной кислотой, сульфатом натрия, является побочным продуктом некоторых других промышленных процессов.